Comportamento do sloshing em ambiente de microgravidade

• Main Author: Delfim Pinto Carneiro Junior
• Other Authors: Ijar Milagre da Fonseca
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2017
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/05.10.22.40

Este trabalho trata do comportamento de líquidos contidos em contêineres parcialmente cheios, em ambiente de microgravidade. Inicialmente é feito um estudo comparativo entre os modelos equivalentes Massa-Mola e Pêndulo em ambiente com gravidade g = 9, 81m/s$^{2}$, ambiente com baixa gravidade (g = 0, 07m/s$^{2}$) e ambiente de microgravidade (g $\approx$ 0) utilizando a formulação de Lagrange. A análise dos resultados obtidos mostra que os dois modelos são semelhantes. Em seguida, é apresentada uma abordagem para a solução do problema do sloshing associado com o movimento de líquidos dentro de contêineres utilizando-se as equações de Navier- StoKes. Nesta abordagem, a velocidade relativa ao fluxo do fluído é discretizada utilizando-se o método de diferenças finitas e a equação de Poison para a pressão é resolvida pelo método SOR (Successive Over Relaxation). Os resultados das simulações são apresentados por meio de gráficos da velocidade da massa líquida e das velocidades angulares do sistema em função do tempo. === This work deals with fluid behavior in partially filled tanks, considering the environment of microgravity. Firstly it is carried out a comparative study between the Mass-Spring and Pendulum equivalent models in an environment with gravity g = 9.81m/s$^{2}$, environment with low gravity (g = 0.07m/s$^{2}$) and microgravity environment (g $\approx$ 0) using the Lagrange formulation. The analysis of the obtained results shows that the two models are similar. Next, an approach is presented for solving the sloshing problem associated with the movement of liquids inside containers using the Navier-StoKes equations. In this approach, the fluid relative velocity with respect to the tank is discretized using the finite difference method and the Poisson equation for the pressure is solved by the SOR (Successive Over Relaxation) method. The results of the simulations are presented through of graphs of the fluid velocity and the angular velocities of the system in time function.