Modelagem de fluxo em meios granulares : uma abordagem física, matemática e numérica.

Abstract

Neste trabalho propõe-se o estudo do fluxo de materiais granulares através de 3 abordagens distintas, um modelo matemático a partir das equações diferenciais básicas que governam o problema, um modelo experimental em escala reduzida e um modelo numérico computacional utilizando o método dos elementos discretos. As 3 abordagens foram implementadas com base nos modelos já existentes na literatura, através de formulações físicas e matemáticas, visando uma maior proximidade do modelo ao fenômeno real observado. Foi escolhido uma amostra de gnaisse britado, em diferentes faixas granulométria, como exemplo de material granular real, e caracterizado, para realização do modelo experimental. Desenvolveu-se um modelo experimental em escala reduzida, de modo a obter-se um banco de dados para alimentar as demais abordagens, um modelo de simulação, reproduzindo o modelo experimental, e um modelo matématico buscando descrever o fenômeno. O modelo de simulação numérica reproduziu o modelo experimental desenvolvido e também a um estudo de caso selecionado, no qual utilizou-se o mesmo gnaisse britado caracterizado. Ao final do trabalho, é realizado um estudo comparativo entre os métodos, visando confrontá-los, e discutir os pontos fortes e fracos de cada um deles. Conclui-se por fim, que para o material estudado, o gnaisse britado, podemos definir 3 padrões distintos de comportamento, em função de sua razão de diâmetro de abertura e diâmetro de partículas.