Realize simulações de Fluxo com FlowDict
O módulo FlowDict prevê as propriedades efetivas do material (velocidade do fluxo, permeabilidade do fluxo e resistividade do fluxo) simulando experimentos de fluxo e pós-processando os resultados da simulação.
Um experimento de fluxo no FlowDict requer a entrada de um:
- Representação 3D de uma estrutura ou material
- Fluido newtoniano (gás ou líquido) com densidade constante (incompressível)
- Parâmetros experimentais do processo, como taxa de fluxo de massa, diferença de pressão e direção do fluxo.
Exemplos de Aplicações
- Determinar a permeabilidade ao ar e à água em tecidos.
- Estude a permeabilidade a gases e líquidos e a queda de pressão em meios filtrantes.
- Preveja a permeabilidade absoluta em rochas digitais
Recursos do FlowDict
FlowDict pode realizar três categorias de cálculos:
- Previsão da velocidade média do fluxo para uma determinada queda de pressão
- Previsão da queda de pressão para uma determinada velocidade média de fluxo
- Previsão do tensor de permeabilidade total ou parcial
Pós-processamento no FlowDict
No pós-processamento, o FlowDict usa a lei de Darcy para calcular a permeabilidade do material usando a velocidade média do fluxo, a viscosidade do fluido, a queda de pressão e a espessura do meio. A lei de Darcy só se aplica a fluxos muito lentos (fluxos de Stokes) com um número de Reynolds igual a zero.
Escoamentos mais rápidos são descritos pela equação de Navier-Stokes. Para fluxos mais rápidos, a relação entre queda de pressão e velocidade média não é linear.
Para fluxos lentos e rápidos, o FlowDict assume um regime de fluxo constante , sem comportamento dependente do tempo, como turbulência. Assim, a queda de velocidade e pressão não pode ser arbitrariamente alta.
FlowDict calcula fluxos de fluido estacionários descritos pelas equações:
- Stokes (com solucionador EJ, SimpleFFT ou LIR)
- Stokes-Brinkman (com solucionador SimpleFFT ou LIR)
- Navier-Stokes (com solucionador SimpleFFT ou LIR)
- Navier-Stokes-Brinkman (com solucionador SimpleFFT ou LIR)
Para fluxos muito rápidos, onde não existe solução estacionária, a queda de pressão ou velocidade média pode ser aproximada com a aproximação de Forchheimer.
FlowDict também fornece uma exportação para realizar simulações de fluxo com software de terceiros:
Tecnologias Solver em FlowDict
FlowDict agrupa três tecnologias de solucionador, cada uma adequada para diferentes materiais:
Salto Explícito (EJ)
Usa uma grade uniforme para discretizar velocidade e pressão. O solucionador é muito rápido para materiais altamente porosos (por exemplo, meios filtrantes).
FFT Simples
Também usa uma grade uniforme e é muito rápido para materiais pouco porosos (por exemplo, rochas digitais).
Solucionador LIR
Usa uma estrutura de grade adaptável, é extremamente rápido para materiais altamente porosos e requer muito pouca memória.
Solucionador de Darcy
No GeoDict2023 é possível resolver diretamente a equação de Darcy usando o novo comando de simulação de fluxo de Darcy no FlowDict! É adequado para simulações de fluxo em grandes tomografias médicas e é muito mais rápido e mais eficiente em termos de memória do que os solucionadores Stokes-Brinkman.
