Teoria cinética dos gases aplicada ao cálculo numérico dos coeficientes de salto de pressão e temperatura
para problemas de transição de fase
DOI:
https://doi.org/10.5540/03.2025.011.01.0486Keywords:
Equação de Boltzmann, Gás Rarefeito, Saltos de Pressão e Temperatura, Transição de FaseAbstract
O objetivo do presente trabalho é calcular numericamente os coeficientes de salto de pressão e temperatura usados nas condições de contorno para resolver as equações de Navier-Stokes-Fourier em problemas de transição de fase em sistemas com baixa ou moderada rarefação do gás. A modelagem é feita com base em um modelo cinético para a equação de Boltzmann linearizada com condição de contorno de completa e incompleta evaporação/condensação na interface. O método de velocidades discretas é utilizado para resolver o problema numericamente. Como resultados, os coeficientes de salto de pressão e temperatura são apresentados para diferentes valores do coeficiente de evaporação/condensação na interface.
Downloads
References
S. Chapman e T. G. Cowling. *The Mathematical Theory of Non-Uniform Gases*. 3ª ed. Cambridge: University Press, 1970. ISBN: 9780521408448.
C. Cercignani. *Theory and Application of the Boltzmann Equation*. Edinburgh: Scottish Academic Press, 1975. ISBN: 9780701120818.
G. A. Bird. *Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows*. Oxford: Oxford University Press, 1994. ISBN: 978019856195.
J. W. Cipolla Jr., H. Lang e S. K. Loyalka. "Kinetic theory of condensation and evaporation. II". Em: J. Chem. Phys. 61 (1974), pp. 69–77. DOI: 10.1063/1.1681672.
J. H. Ferziger e H. G. Kaper. *Mathematical Theory of Transport Processes in Gases*. Amsterdam: North-Holland Publishing Company, 1972. ISBN: 9780720420463.
Y. P. Pao. "Temperature and density jumps in the kinetic theory of gases and vapors". Em: Phys. Fluids 14.7 (1971), pp. 1340–1346. DOI: 10.1063/1.1693612.
V. B. Leite, D. Kalempa e I. Graur. "Kinetic modelling of evaporation and condensation phenomena around a spherical droplet". Em: Int. J. Heat Mass Transfer 166 (2021), p. 120719. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120719.
P. L. Bhatnagar, E. P. Gross e M. A. Krook. "A model for collision processes in gases". Em: Phys. Rev. 94 (1954), pp. 511–525. DOI: 10.1103/PhysRev.94.511.
E. M. Shakhov. "Generalization of the Krook kinetic relaxation equation". Em: Fluid Dynamics 3.5 (1968), pp. 95–96. DOI: 10.1007/BF01029546.
F. Sharipov. *Rarefied Gas Dynamics. Fundamentals for Research and Practice*. Berlin: Wiley-VCH, 2016. ISBN: 9783527413263.