Tree-based grids bring the advantage of using fast Cartesian discretizations, such as finite differences, and the flexibility and accuracy of local mesh refinement. The main challenge is how to adapt the discretization stencil near the interfaces between grid elements of different sizes, which is usually solved by local high-order geometrical interpolations. Most methods usually avoid this by limiting the mesh configuration (usually to graded quadtree/octree grids), reducing the number of cases to be treated locally. In this work, we employ a moving least squares meshless interpolation technique, allowing for more complex mesh configurations, still keeping the overall order of accuracy. This technique was implemented in the HiG-Flow code to simulate Newtonian, generalized Newtonian and viscoelastic fluids flows. Numerical tests and application to viscoelastic fluid flow simulations were performed to illustrate the flexibility and robustness of this new approach.

The phenomenon of electro-osmosis was studied by performing numerical simulations on the flow between parallel walls and at the nozzle microchannels. In this work, we propose a numerical approximation to perform simulations of vortex formation which occur after the passage of the fluid through an abrupt contraction at the microchannel. The motion of the charges in the solution is described by the Poisson–Nernst–Planck equations and used the generalized finite differences to solve the numerical problem. First, solutions for electro-osmotic flow were obtained for the Phan–Thien/Thanner model in a parallel walls channel. Later simulations for electro-osmotic flow were performed in a nozzle. The formation of vortices near the contraction within the nozzle was verified by taking into account a flow perturbation model.

Neste trabalho será investigado o comportamento de escoamentos de fluidos newtonianos e não-newtonianos em microcanais. O problema não-newtoniano, consiste em resolver as equações que regem o movimento para o caso de um escoamento de fluidos cujas propriedades reológicas possam ser estudadas pelo modelo constitutivo de Phan-Thien-Tanner, como por exemplo os materiais poliméricos. Uma das características interessantes de alguns destes materiais é que eles podem ser misturados com solventes apropriados, como uma solução eletrolítica, e o resultado é que este fluido como um todo passa a ter propriedades elétricas. Assim, além das propriedades viscoelásticas, será investigada a eletrocinética do escoamento, que é diretamente influenciado pela aplicação de um campo elétrico externo. Em particular o fenômeno de eletroosmose será estudado por meio de simulações numéricas em canais planos. O movimento das cargas na solução é descrito pelas equações de Poisson-Nernst-Planck e para resolver numericamente este problema será aplicado o método das diferenças finitas generalizadas. O código para as simulações de escoamentos eletroosmóticas foi implementado como uma parte do sistema chamado HiG-Fow.