Modelagem numérica de escoamentos de fluidos magnéticos em geometrias regulares

Abstract

Este trabalho consiste no estudo a partir de simulações numéricas do escoamento de um fluido magnético sobre placa plana. O objetivo deste estudo é explorar os mecanismos de transporte produzidos pela interação entre o fluido magnético em movimento com o campo magnético aplicado. A principal diferença deste trabalho com o problema clássico de camada limite é o acoplamento entre o campo de velocidades do fluido e sua magnetização. Este estudo abre caminhos para aplicações como controle da camada limite e redução de arrasto viscoso. Para realização deste trabalho um código computacional não comercial será desenvolvido utilizando o método das diferenças finitas e a formulação de vorticidade e função de corrente. O método proposto evita a utilização de algoritmos de acoplamento pressão-velocidade que podem gerar complexidades computacionais quanto a programação e aumentar o custo computacional. Está formulação é adequada ao problema pois garantimos que o regime de escoamento é incompressível e bidimensional. O método numérico é descrito em detalhes e comparados com análises de escalas propostas pelo autor. A validação do código é feita através da comparação do problema não magnético com a solução analítica clássica proposta por Blasius. O propósito deste trabalho é mostrar que a interação entre o escoamento e o campo magnético levam a novos padrões de escoamento dependendo da topologia do campo magnético externo e das condições de contorno utilizadas. Diferentes regimes de magnetização são explorados no problema.