Banca de DEFESA: Paulo Henrique Neves Pimenta

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : Paulo Henrique Neves Pimenta
DATA : 19/01/2023
HORA: 14:00
LOCAL: Plataforma Microsoft Teams
TÍTULO:

RHEOLOGY AND MAGNETIZATION OF DILUTE EMULSIONS OF SURFACTANT-COVERED FERROFLUID DROPLETS

PALAVRAS-CHAVES:

Surfactante; Campo magnético; Reologia; Level set; Closest point

PÁGINAS: 104
RESUMO:

Neste trabalho, estudamos os efeitos combinados da elasticidade (𝐸), do fator de cobertura

(𝑋) do surfactante, do número de Péclet (𝑃𝑒) e do campo magnético no escoamento em

escala de gotas, além de seus impactos na reologia da emulsão e na magnetização média do

sistema. Nossa análise considera uma única gota bidimensional coberta por surfactante de

um ferrofluido superparamagnético suspenso em um líquido imiscível e não magnetizável,

confinado em um canal entre placas paralelas. O sistema é submetido simultaneamente a um

fluxo de cisalhamento simples e a um campo magnético externo uniforme. Uma metodologia

alternativa é proposta aqui, combinando o método level set, para capturar a interface, e

o método closest point para resolver a equação de transporte do surfactante. Separamos

as contribuições das fases diluídas para a viscosidade da emulsão em: viscosidade capilar

(𝜂𝑐), associada ao salto de tensão normal, a viscosidade de Marangoni (𝜂𝑚), relacionada

à tensão tangente à interface, e a viscosidade magnética (𝜂𝑚𝑎𝑔), ligado à intensidade do

campo magnético. Além disso, quando a gota é submetida a um campo externo, também

separamos as partes simétrica e antissimétrica do tensor de tensões ⟨𝜎⟩, dividindo a

viscosidade da emulsão em duas contribuições distintas: viscosidade de cisalhamento (𝜂𝑠)

e rotacional (𝜂𝑟), respectivamente. Nossos resultados mostram que, na ausência de campo

magnético, 𝐸 e 𝑋 afetam a forma das gotas mais intensamente do que 𝑃𝑒. Por outro lado,

𝑃𝑒 afeta diretamente a viscosidade da emulsão. Para 𝑃𝑒 ≫ 1, a viscosidade capilar diminui

com 𝑋, enquanto a viscosidade Marangoni cresce com 𝑋. Tal mecanismo de compensação

permite o aumento da viscosidade da emulsão com 𝑋. Apresentamos também resultados

para a primeira diferença de tensões normais. Na presença de um campo magnético, o

comportamento reológico da emulsão é fortemente alterado, principalmente em regimes

puramente advectivos (𝑃𝑒 ≫ 1), onde o tensoativo é varrido, não mais para as pontas das

gotas, mas para regiões posteriores ou anteriores, dependendo da direção do campo. Este

comportamento, somado ao alinhamento das gotas em relação ao escoamento, resulta em

grandes variações da reologia do sistema, principalmente da viscosidade de Marangoni,

uma vez que os locais das gotas de maior ∇𝑠𝜎 estão em regiões de alta e baixa taxa

de cisalhamento local, respectivamente, quando o campo magnético é perpendicular e

paralelo à direção do escoamento. Verificamos que embora as tensões de Marangoni não

tenham efeito sobre a viscosidade rotacional, [𝜂𝑟] ̸= [𝜂𝑚𝑎𝑔] and [𝜂𝑠] ̸= [𝜂𝑐] + [𝜂𝑚]. A

diferença entre elas aumenta com a intensidade do campo magnético e 𝑋. Por sua vez,

a distribuição do surfactante ao longo da superfície da gota tem um efeito maior na

viscosidade de cisalhamento, aumentando-a à medida que 𝑃𝑒 e 𝑋 aumentam. Em relação

à magnetização média do sistema, nossos resultados mostram que |M*| é uma função mais

forte do comprimento projetado na direção do campo externo, onde as variações ao longo

da faixa 𝑋 são devidas à forma da gota. Finalmente, mostramos que a magnitude do

torque magnético aumenta com 𝑋 quando o campo magnético é perpendicular e quando o

campo é paralelo, 𝑋 tem pequeno efeito sobre o torque magnético.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - CASSIO MACHIAVELI OISHI - UNESP
Externo à Instituição - FRANCISCO JOSÉ DE SOUZA - UFU
Externo ao Programa - 2331229 - ADRIANO POSSEBON ROSA
Interno - 1722212 - EDER LIMA DE ALBUQUERQUE
Presidente - 3375759 - TAYGOARA FELAMINGO DE OLIVEIRA