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Convecção termomagnética em uma cavidade quadrada com obstáculo interno aquecido: uma investigação numérica

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dc.contributor.authorCastro, Luis Henrique Fraga
dc.contributor.authorCunha, Francisco Ricardo da
dc.contributor.authorRosa, Adriano Possebon
dc.date.accessioned2024-05-21T13:01:17Z
dc.date.available2024-05-21T13:01:17Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractA convecção termomagnética é um campo da ciência que analisa o comportamento de um escoamento sujeito a efeitos gravitacionais, térmicos e magnéticos. Embora este tema ja tenha sido estudado, principalmente nos últimos anos, há diversos modelos que ainda podem ser analisados. Portanto, o objeto de estudo desta pesquisa é a análise numérica da convecção termomagnética em uma cavidade quadrada com duas paredes isoladas (pa- redes laterais), uma aquecida (parede inferior) e outra fria (parede superior) com um obstáculo aquecido em seu interior para interagir com o fluxo de ferrofluido. O objetivo aqui é avaliar a competição entre as forças gravitacionais e as forças magnéticas devido ao gradiente de temperatura existente no sistema. O problema é descrito pelas equações da conservação de massa, do balanço de quantidade de movimento e da conservação de energia, na qual é utilizada a aproximação de Boussinesq para os termos gravitacional e magnético, apresen- tando uma dependência explícita da densidade e da magnetização do ferrofluido na magnetização. O problema apresentado é resolvido numericamente utilizando-se o método de diferenças finitas para a discretização das equações governantes, aplicado a uma malha defasada. Um método de projeção de segunda ordem é imple- mentado para garantir a incompressibilidade do escoamento. Assim, os resultados esperados são dependentes da posição e intensidade do campo magnético externo, que pode auxiliar ou não na convecção termomagné- tica. Neste contexto, o estudo busca obter o número de Nusselt para entender como o fluxo de ferrofluido no interior da cavidade e omo os elementos adicionais e mudanças nas condições de contorno podem influenciar a ferrohidrodinâmica.es
dc.description.abstractThermomagnetic convection is a field of science that analyzes the behavior of a flow subject to gravitational, thermal, and magnetic effects. Although this topic has been studied in recent years, there are many models that can still be analyzed. Therefore, the object of study of this research is the numerical analysis of thermomagnetic convection in a square cavity with two insulated walls (side walls), a heated one (lower wall) and another cold one (upper wall) with a heated obstacle inside to interact with the ferrofluid flow. The purpose here is to evaluate the competition between the gravitational forces and magnetic forces due to the temperature gradient existing in the system. The problem is described by the terms of conservation of mass, balance of quantity of moviment and conservation of energy, whereupon the Boussinesq approximation is used to the gravitational and magnetic terms, presenting an explicit dependence of the ferrofluid density and magnetization on magnetization. The presented problem is numerically solved by using the finite difference method for the discretization of the governing equations, applied to the staggered grid. An second order projection method is implemented to guarantee the incompressibility of the flow. Thus, the expected results are dependent on the position and intensity of the external magnetic field, which can help or not the thermomagnetic convection. In this context, the study seeks to obtain the Nusselt number to understand how the ferrofluid flow inside the cavity and how the additional elements and changes in the boundary conditions can influence the ferrohydrodynamics.en
dc.description.versionversión publicada
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.5944/bicim2022.154
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14468/19672
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica
dc.relation.centerE.T.S. de Ingenieros Industriales
dc.relation.congressXV Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica. Madrid, España, 22-24 de noviembre de 2022. CIBIM 2022
dc.relation.departmentMecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
dc.subject.keywordsTermoconvecção magnética
dc.subject.keywordsanálise numérica
dc.subject.keywordsferrohidrodinâmica
dc.subject.keywordsnúmero de Nusselt
dc.titleConvecção termomagnética em uma cavidade quadrada com obstáculo interno aquecido: uma investigação numéricaes
dc.typeconference proceedingsen
dc.typeactas de congresoes
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