A Mecânica dos Fluidos de escoamentos complexos está presente em grande abundância na natureza e vários processos tecnológicos. Exemplos incluem sprays, tintas, emulsões, craqueamento catalítico de petróleo, extração e transporte de petróleo por dutos, calcinação de minérios, transportes de sedimentos em escoamento turbulento, poluição atmosférica, processos de sedimentação e fluidização, filtragem, secagem e processamento de alimentos e operação e deformação de células biológicas. Estudos teóricos e experimentais para predizer o comportamento dinâmico de escoamentos de materiais compósitos formados por fluidos e partículas em suspensão levam, naturalmente, à solução de questões de alto interesse científico e tecnológico.
O grupo de Pesquisa de Mecânica dos Fluidos de
Escoamentos Complexos (VORTEX) vem desenvolvendo pesquisas dentro desse
contexto, com base na sistematização de um conhecimento
científico e tecnológico interdisciplinar, entendendo que
os problemas abordados são de aplicações vitais
às sociedades industriais. O grupo integra-se à
área de pesquisa Ciências Mecânicas do Departamento
de Engenharia Mecânica da UnB. O grupo iniciou suas atividades em
1998 sob a coordenação do Professor Francisco Ricardo
Cunha, a partir da constatação da necessidade da
criação de um grupo de pesquisa com foco no estudo dos
problemas ligados ao escoamento de fluidos complexos particulados e
escoamentos turbulentos, e o conseqüente repasse dos conhecimentos
gerados para o setor industrial. Regimes de escoamentos lineares ou de
pequena amplitude são investigados analiticamente, enquanto,
simulações numéricas e experimentos são
necessários para se explorar regimes não-lineares.
Participam deste grupo, hoje, três professores pesquisadores e
alunos de graduação, mestrado e doutorado.
O VORTEX visa o desenvolvimento
de procedimentos sistemáticos (formulação e
modelagem, validação experimental e
determinação de constantes materiais e propriedades
transporte, simulação numérica) para o estudo de
fenômenos em escoamentos complexos, procurando sempre levar em
conta aspectos micro-estruturais na resposta macroscópica
do movimento do fluido, com ênfase: (i) na modelagem (leis de
parede) e simulação computacional de escoamentos
turbulentos parietais, escoamentos turbulentos em dutos curvos,
turbulência atmosférica, dinâmica dos gases em
moderados números de Mach (transição) e
redução de arrasto em escoamentos turbulentos por
aditivos, (ii) no desenvolvimento de modelos constitutivos para
descrever a reologia de emulsões e suspensões, (iii) na
experimentação, análise de escalas e modelagem do
fenômeno de flutuações e dispersão
hidrodinâmica de partículas em
sedimentação e cisalhamento simples, (iv) na
aplicação do método de Integral de Contorno para o
estudo da deformação tridimensional de partículas e
células biológicas fluidas em meio viscoso, (v) no
desenvolvimento de modelos para predizer o tempo de colapso de
bolhas e (vi) na aplicação da aneometria de fio
quente e processamento de imagens para quantificação
experimental de escoamentos de fluidos complexos e mais recentemente
(vii) no desenvolvimento de modelos em hidrodinâmica de fluidos
magnéticos (viii) no desenvolvimento de modelos
estocásticos para aplicação em sistemas de
mecânicos.
Uma das prioridades do grupo é buscar um
maior contato com empresas nacionais, visando conhecer melhor os
problemas de interesse industrial nas áreas de
concentração do grupo com a perspectiva de
desenvolvimentos bilaterais de cooperação.
