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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/52048

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dc.contributor.advisorLYRA, Paulo Roberto Maciel-
dc.contributor.authorALVES, Filipe Antônio Cumaru Silva-
dc.date.accessioned2023-08-23T18:20:31Z-
dc.date.available2023-08-23T18:20:31Z-
dc.date.issued2023-07-24-
dc.identifier.citationALVES, Filipe Antônio Cumaru Silva. A Multiscale Control Volume framework using 3D unstructured grids for the simulation of single phase flow in anisotropic and heterogeneous porous media. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/52048-
dc.description.abstractThe level of detail on modern geological models requires higher resolution grids that may render the simulation of multiphase flow in porous media intractable. Moreover, these models may comprise highly heterogeneous media with phenomena taking place in different scales. The original Multiscale Finite Volume (MsFV) method can tackle such issues by constructing a set of numerical operators that map quantities from the fine-scale domain to a coarser one where the initial problem can be solved at a lower computational cost and the solution mapped back to the original scale. However, the MsFV formulation is limited to k-orthogonal grids since it uses a Two-point Flux Approximation (TPFA) method and employs an algorithm to generate the coarse meshes that is not capable of handling general geometries. The Multiscale Restriction Smoothed-Basis method (MsRSB) improves on the MsFV by introducing a new iterative procedure to find the multiscale operators and modifying the algorithm for the generation of the multiscale geometric entities to accommodate unstructured coarse grids, but is still limited to structured fine grids due to the TPFA discretization. Meanwhile, the Multiscale Control Volume method (MsCV) replaces the TPFA by the Multipoint Flux Approximation with a Diamond stencil (MPFA-D) scheme on the fine-scale while further enhancing the generation of the geometric entities to allow truly unstructured grids on the fine and coarse scales for two-dimensional simulation. In this work we propose an extension to three-dimensional geometries of both the MsCV and the algorithm to obtain the multiscale geometric entities based on the concept of background grid. We modify the MPFA-D to use the very robust Generalised Least Squares (GLS) interpolation technique to obtain the required auxiliary nodal unknowns. Finally, we also introduce an enhanced version of the 3-D MsCV with the incorporation of the enhanced MsRSB (E-MsRSB) to enforce M-matrix properties and improve convergence. We show that the 3-D MsCV method produces good results employing true unstructured grids on both scales to handle the simulation of the single-phase flow in anisotropic and heterogeneous porous media.pt_BR
dc.language.isoengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pernambucopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectEngenharia Civilpt_BR
dc.subjectMultiescalapt_BR
dc.subjectMsCVpt_BR
dc.subjectMPFA-Dpt_BR
dc.subjectGLSpt_BR
dc.subjectMalha de fundopt_BR
dc.subjectEscoamento monofásicopt_BR
dc.titleA Multiscale Control Volume framework using 3D unstructured grids for the simulation of single phase flow in anisotropic and heterogeneous porous mediapt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.advisor-coCARVALHO, Darlan Karlo Elisiário de-
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0957645094389182pt_BR
dc.publisher.initialsUFPEpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.degree.levelmestradopt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6568615406054840pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pos Graduacao em Engenharia Civilpt_BR
dc.description.abstractxO nível de detalhe nos modelos geológicos modernos demanda o uso de malhas de alta resolução que podem tornar o problema da simulação do escoamento multifásico em meios porosos intratável. Além disso, estes modelos podem conter grande heterogeneidade e fenômenos que ocorrem em diferentes escalas. O Método dos Volumes Finitos Multiescala (MsFV) é capaz de lidar com tais problemas por meio da construção de um conjunto de operadores numéricos que mapeiam grandezas do domínio representado na escala de alta resolução para uma escala de menor resolução onde o problema inicial é resolvido a um custo computacional reduzido e cuja solução pode ser mapeada de volta à escala original. Contudo, a formulação do MsFV é limitada a malhas k-ortogonais devido ao uso do esquema de aproximação do fluxo por dois pontos (TPFA) e ao emprego de algoritmos para geração das malhas de menor resolução que não são capazes de tratar geometrias quaisquer. O método Multiscale Restriction Smoothed-Basis (MsRSB) melhora o MsFV introduzindo um novo procedimento iterativo para calcular os operadores multiescala e modificando o algoritmo de geração das entidades geométricas do multiescala para acomodar malhas de baixa resolução não-estruturadas, mas ainda é limitado ao uso de malhas estruturadas na escala de alta resolução pois mantém a discretização por TPFA. Enquanto isso, o Multiscale Control Volume Method (MsCV) substitui o TPFA pelo esquema Multipoint Flux Appoximation with a Diamond Stencil (MPFA-D) na escala de alta resolução e aprimora o procedimento para geração das entidades geométricas para permitir que malhas verdadeiramente não-estruturadas sejam usadas nas escalas de alta e baixa resolução para simulação numérica em duas dimensões. Neste trabalho, nós propomos uma extensão para geometrias tridimensionais do MsCV e do algoritmo para geração das entidades geométricas do multiescala baseado no conceito de malha de fundo. Nós também modificamos o MPFA-D para que seja usado o robusto método de interpolação das variáveis nodais Global Least Squares (GLS). Finalmente, introduzimos uma melhoria ao MsCV 3-D com a incorporação do método Enhanced MsRSB (E-MsRSB) para impor propriedades de uma matriz M à matriz MPFA-D e melhorar a convergência do método. Nós mostramos que o método MsCV 3-D produz bons resultados com o uso de malhas verdadeiramente não-estruturadas nas duas escalas para tratar a simulação do escoamento monofásico em meios porosos anisotrópicos e heterogêneos.pt_BR
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/9033828541812842pt_BR
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