Simulação numérica tridimensional da ascensão de uma bolha e da coalescência vertical de duas bolhas em um meio líquido

Abstract

O método de Lattice Boltzmann (LB) tem atraído muita atenção nos últimos anos para simulação de escoamentos isotérmicos e não isotérmicos. Os problemas envolvendo escoamentos multifásicos têm sido tratados com o método LB usando diferentes metodologias. Neste artigo, emprega-se o método LB dos pseudopotenciais para simulação tridimensional de uma bolha isotérmica ascendente e da coalescência vertical de duas bolhas, ambas em um meio líquido. Inicialmente, o método numérico é descrito e explicado. Posteriormente o mesmo é empregado para simular o problema de uma bolha estática, evidenciando a presença de velocidades espúrias (não nulas) próximas à interface. Posteriormente, simula-se o problema da bolha ascendente em um meio líquido por ação da força de empuxo. Por fim, simulações da coalescência vertical de duas bolhas em um meio líquido são realizadas. Os resultados das simulações são apresentados em termos de parâmetros adimensionais associados aos problemas estudados. Os resultados demonstram a eficiência do método em simular o problema da ascensão de uma bolha isotérmica em um meio líquido.