Orientador : Chang-Yu Liu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T07:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanardi_MauricioAraujo_M.pdf: 1862979 bytes, checksum: b2d9f919f6ec47920ef3f0fd83524b7e (MD5) Previous issue date: 1982 / Resumo: Este trabalho estuda o escoamento entre dois cilindros concêntricos com parte do espaço entre eles preenchido com meio poroso. Os escoamentos em regime permanente e não permanente são estudados usando-se a equação de Darcy generalizada. No escoamento em regime permanente é considerado que o cilindro interno gira com velocidade angular constante, w, e são determinados os perfis de velocidade, são e temperatura. Para o escoamento em regime não permanente, são determinados os perfis de velocidade quando todo o espaço entre os cilindros contém um meio poroso e o cilindro interno é subitamente acelerado e um gradiente de pressão constante é abruptamente aplicado na direção z / Abstract: This work studies the flow between two concentric cylinders with some part of the space filled with porous medium. Both steady and unsteady cases are considered by using the generalized Darcy equation. The steady case considers that the inner cylinder rotates with constant angular velocity, w, and the velocity, pressure and temperature profiles are determined. In the unsteady case, the velocity profiles are determined when all the space between two concentric cylinders is filled with porous medium and the inner cylinder is suddenly accelerated and a constant pressure gradient is abruptly applied in z-direction / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Chang-Yu Liu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T08:22:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_CarlosUmbertodaSilva_M.pdf: 1115954 bytes, checksum: 5079c524ddfcc3ebf04c5c6a2f995e2d (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: O problema do escoamento ao redor do cilindro meio poroso foi resolvido através da aplicação de Equação de Darcy. Generalizada juntamente com a condição de não-deslizamento na interface parede sólida-meio poroso. A velocidade do fluxo uniforme no contorno do cilindro é representado por uma série de potencias. Através de uma transformação de similaridade as equações diferenciais parciais são transformadas em um sistema de equações diferenciais ordinárias...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: By using of general form of Darcy Law with no slip condition at the interface, the problem of the flow trough porous medium has been solved. The velocity at the wall over the circunference of the circular cilinder is represented for a power series. The partial diferential equation, througt a similarity transformation is reduced to a sistem of ordinary diferential equation......Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Vitorio Zago / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computa ção Científica / Made available in DSpace on 2018-07-16T18:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_CarlosAlberto_M.pdf: 1111675 bytes, checksum: 3beca64c22914e00b348a98e55a9f26f (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: O escoamento de um fluido de Maxwell através de cilindros co-axiais porosos é simulado numericamente através do método de elementos finitos misto utilizando elementos quadrilaterais com aproximações quadrãticas nas tensões e velocidades e linear nas pressões. As integrais são computadas numericamente por uma regra de Gauss de nove pontos. As equações discretizadas são resolvidas pelo Método de Newton e os sistemas lineares resolvidos pelo Método Frontal. O escoamento é suposto isotérmico, incompressível, permanente, tridimensional e axisimétrico. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-16Bitstream added on 2014-06-13T19:50:37Z : No. of bitstreams: 1 bornschlegell_as_me_ilha.pdf: 1868861 bytes, checksum: b2f9910d0ae7f6f842769165c54b95de (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Durante as últimas décadas, grandes esforços têm sido dirigidos ao desenvolvimento de técnicas numéricas capazes de tratar escoamentos envolvendo geometrias complexas e/ou móveis. Neste contexto, o chamado método de fronteira imersa, que permite a resolução desta classe de problema usando malha cartesiana fixa independentemente do tipo de geometria tratada, tem recebido grande atenção por parte da comunidade internacional de dinâmica dos fluidos computacional. No presente trabalho, o método de fronteira imersa, associado ao modelo físico virtual, foi implementado em um código computacional capaz de simular escoamentos isotérmicos, incompressíveis e bidimensionais, utilizando o método dos volumes finitos. Escrito em linguagem Fortran 90, este programa emprega o método SIMPLEC para o acoplamento pressão-velocidade, oferecendo ao usuário diferentes opções para o tratamento dos termos advectivos – Upwind, Diferenças Centrais, Power-Law e QUICK. Embora a linguagem Fortran 90 não possibilite a programação orientada a objetos, procurou-se, na execução deste trabalho, aplicar alguns dos conceitos envolvidos neste tipo de programação, tais como polimorfismo, herança e encapsulamento. Testes exaustivos foram executados para avaliar as funcionalidades (funções e sub-rotinas) introduzidas no código computacional e a performance global do programa. Neste contexto, dois problemas clássicos da literatura foram utilizados como benchmark na validação do programa: o escoamento em torno de um cilindro estacionário e o escoamento ao redor de um cilindro em rotação. Em ambos os casos, os resultados obtidos se mostraram fisicamente consistentes, apresentando uma concordância satisfatória com dados da literatura / In the last decades, considerable efforts have been directed to the development of numerical techniques for solving fluid flow past complex and/or moving geometries. In this context, the so-called immersed boundary method, which allows treating this class of problems by using Cartesian grids independently of the considered geometry, has received large attention from international community of computational fluid dynamics. In this work, the immersed boundary method associated to the physical virtual model has been computationally implemented into a two-dimensional finite volume for simulating incompressible isothermal flows. The SIMPLEC algorithm has been employed to the velocity-pressure coupling, while different schemes – second order upwind, central difference, power-law, and QUICK – were available to discretize the advective terms. The code has been written in FORTRAN 90. Although such a compiler does not provide support to object oriented programming, the concepts of polymorphism, inheritance and encapsulation have been applied during implementation of the virtual physical model. Exhaustive tests have been performed in order to evaluate not only the new functions and subroutines added to the main program, but also the whole program itself. For this, the flows past stationary and rotating circular cylinder have been considered as benchmarks. In both cases, the obtained results are physically consistent, presenting a satisfactory agreement with the available data in the literature

Orientador: Carlos Alberto C. Altemani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bazani_MarcioAntonio_M.pdf: 4376423 bytes, checksum: 8edf0e53e5e6ff4df8ae34199a265add (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Um estudo numérico e experimental da convecção mista numa cavidade anular aberta foi efetuado em regime laminar permanente. A cavidade era constituída por dois cilindros verticais concêntricos, com um espaço anular entre eles. Um escoamento de ar era forçado radialmente para o interior da cavidade junto à sua base, defletido para cima pela parede cilíndrica interna e saía axialmente pela sua seção anular superior. A parede cilíndrica interna era aquecida isotermicamente e a parede cilíndrica externa e a base da cavidade eram isoladas termicamente. Foram ensaiadas experimentalmente três alturas da entrada de ar e dois diâmetros da superficie cilíndrica externa da cavidade, numa faixa de valores dos números de Reynoldse de Rayleigh. Uma simulação numérica das medidas experimentais foi efetuada, a partir da solução das equações de conservação. A concordância dos resultados numéricos de um número de Nusselt definido para a cavidade com os valores experimentais foram melhores para o menor diâmetro da superficie cilindrica externa / Abstract: A numerical and experimental study of the mixed convection in an open annular enclosure was performed under steady state conditions and laminar regime. The enclosure was made from two concentric cylinders, with an anular space for an airflow. The airflow was forced radially into the base of the enclosure, was detlected upward by the inner cylinder and exited the enclosure through the upper anular section. The inner cylindrical wall was isothermal and both the outer cylindrical wall and the base of the enclosure were thermally insulated. The experimental tests comprised three distinct heights for the inflow of air and two diameters of the outer cylindrical wall of the enclosure, for a range of the Reynolds and the Rayleigh numbers. A numerical simulation of the experimental tests was performed, from the solution of the conservation equations. The simulated values of a Nusselt number defined for the enclosure were in better agreement with the experimental values for the smaller diameter of the outer cylindrical surface / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-08-29Bitstream added on 2014-06-13T19:09:40Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_gb_me_ilha.pdf: 3399591 bytes, checksum: 93cf9ce80b863df9a4e44fe804f03aa6 (MD5) / O presente trabalho traz uma investigação experimental do escoamento em torno de um cilindro rotativo posicionado perpendicularmente à direção principal do escoamento, para números de Reynolds inferiores a 103. Os experimentos foram conduzidos em um túnel hidrodinâmico vertical, com seção de teste 146x146x500 mm e intensidade turbulenta da corrente livre inferior a 0,5%. O diâmetro do corpo de prova foi fixado em 6 mm, proporcionando um bloqueio sólido no interior da seção de testes pouco superior a 4%. A influência do número de Reynolds e da rotação específica do corpo de prova sobre a configuração do escoamento foi bastante estudada. A freqüência de emissão dos vórtices, necessária ao cálculo do número de Strouhal, foi determinada a partir da obtenção do sinal de velocidades, adquirido com o auxílio de um anemômetro de filme quente, ou através da técnica de contagem de fotogramas. Técnicas de visualização de escoamento foram, também, empregadas, em diferentes circunstâncias, tanto na análise qualitativa do escoamento, como para auxiliar o correto posicionamento das sondas de filme quente. Em vários ensaios, a visualização do escoamento por injeção de corante líquido a montante do corpo de prova foi utilizada, mostrando-se bastante eficiente, sobretudo no que concerne à qualidade das imagens obtidas. No entanto, esta técnica só possibilita a visualização de uma região bastante restrita do escoamento e, dependendo do posicionamento da agulha de injeção, diferentes configurações do escoamento podem ser observadas, dificultando a interpretação dos resultados. Para contornar esta situação, utilizou-se, também, a técnica de geração de bolhas de hidrogênio, que permite uma visão mais abrangente do campo de escoamento. De maneira geral, os resultados foram bastante satisfatórios quando comparados com a literatura, mostrando que a... . / This work presents an experimental investigation on the flow around a rotating cylinder positioned perpendicularly to the free stream, for Reynolds numbers up to 103. The experiments have been carried out inside a 146x146x500 mm test section of a vertical water tunnel, using a 6mm diameter cylinder, which has provided a lower than 4% blockage ratio inside the test section, under a less than 0.5% maximum free-stream turbulence intensity. The influence of both diameter-based Reynolds number and specific rotation of the cylinder on the flow configuration has been analyzed. The vortex shedding frequency, parameter necessary to evaluate the Strouhal number, has been determined from the velocity signal from hot film anemometer as well as directly through a framecounting technique. Two different methods of flow visualization, liquid dye and hydrogen bubble generation, has been also used under distinct circumstances, in order to provide a qualitative analysis of the flow, as well to obtain the correct location of the hot-film probes. In some experiments, flow patterns have been visualized by liquid dye injection upstream the test cylinder, propitiating a good image quality. Dye injection, however, allows for the visualization of a quite restricted area of the flow, in such a way that, depending on the needle location, several distinct flow configurations appear, making it very difficult the interpretation of the results. In order to mitigate those drawbacks, the technique of hydrogen bubble generation has also been employed, reaching for a far wider vision of the flow field. The achieved results have showed that the wake structure is strongly affected by the cylinder rotation, in such a way that the vortices generation can be totally inhibited for a values upper than 2, in the all range of the Reynolds number.

Neste trabalho avaliou-se experimentalmente a influência da onfiguração de bobinagem no comportamento mecânico de cilindros de compósito polimérico com bobinagem simétrica e assimétrica. Para tanto, foram fabricados pelo processo de bobinamento filamentar (filament winding) dois grupos de cilindros com extremidades abertas, que apresentaram alteração no posicionamento das camadas em relação ao plano médio, caracterizando laminados simétrico e assimétrico. No compósito deste estudo, utilizou-se uma matriz com sistema tricomponente com resina epoxídica e reforço de fibra de carbono. Para avaliação da resistência mecânica, os cilindros foram submetidos a ensaio hidrostático que consistiu da pressurização interna em dispositivo apropriado mediante a utilização de um fluido até que ocorresse o colapso. Adicionalmente, as deformações e os modos de falha dos dois grupos de cilindros foram analisados e comparados. A utilização de um programa de cálculo de elementos finitos permitiu concluir que esta ferramenta, muito usada em projeto, não consegue identificar tensões na orientação da fibra em cada uma das camadas do compósito, bem como tensões de cisalhamento interlaminares que surgem nos cilindros com configuração assimétrica. Os resultados dos ensaios mostraram que as configurações de bobinagem exercem influência no comportamento mecânico dos cilindros de material compósito, favorecendo a construção do tipo simétrica. / This work evaluated experimentally the influence of the stacking sequence of layers symmetrical and asymmetrical on the mechanical behavior of polymeric composite cylinders. For so much, two open-ended cylinders groups were manufactured by filament winding process, which had different stacking sequence related to the laminate midplane, characterizing symmetrical and asymmetrical laminates. The composite cylinders were made with epoxy matrix and carbon fiber as reinforcement. For evaluation of the mechanical strength, the cylinders were tested hydrostatically, which consisted of internal pressurization in a hydrostatic device through the utilization of a fluid until the cylinders burst. Additionally, were compared the strains and failure modes between the cylinders groups. The utilization of a finite element program allowed to conclude that this tool, very used in design, does not get to identify tensions in the fiber direction in each composite layer, as well as interlaminar shear stress, that appears in the cylinders with asymmetrical stacking sequence. The tests results showed that the stacking sequence had influence in the mechanical behavior of the composite cylinders, favoring the symmetrical construction.

O desgaste de anéis de pistão e cilindro foi modelado através de um programa computacional que calcula as pressões hidrodinâmicas e de contato rugoso agindo nas superficies deslizantes de contato. Os valores previstos de desgaste são comparados com um ensaio em dinamometro de um motor diesel. / The wear of piston rings and cylinder liner was modelled through a computer code that calculates the hydrodynamic and roughness contact pressures acting in the contact surfaces. The predicted wear is compared with a 750 hours dynamometer test of a medium duty diesel engine

O desgaste de anéis de pistão e cilindro foi modelado através de um programa computacional que calcula as pressões hidrodinâmicas e de contato rugoso agindo nas superficies deslizantes de contato. Os valores previstos de desgaste são comparados com um ensaio em dinamometro de um motor diesel. / The wear of piston rings and cylinder liner was modelled through a computer code that calculates the hydrodynamic and roughness contact pressures acting in the contact surfaces. The predicted wear is compared with a 750 hours dynamometer test of a medium duty diesel engine

Neste trabalho avaliou-se experimentalmente a influência da onfiguração de bobinagem no comportamento mecânico de cilindros de compósito polimérico com bobinagem simétrica e assimétrica. Para tanto, foram fabricados pelo processo de bobinamento filamentar (filament winding) dois grupos de cilindros com extremidades abertas, que apresentaram alteração no posicionamento das camadas em relação ao plano médio, caracterizando laminados simétrico e assimétrico. No compósito deste estudo, utilizou-se uma matriz com sistema tricomponente com resina epoxídica e reforço de fibra de carbono. Para avaliação da resistência mecânica, os cilindros foram submetidos a ensaio hidrostático que consistiu da pressurização interna em dispositivo apropriado mediante a utilização de um fluido até que ocorresse o colapso. Adicionalmente, as deformações e os modos de falha dos dois grupos de cilindros foram analisados e comparados. A utilização de um programa de cálculo de elementos finitos permitiu concluir que esta ferramenta, muito usada em projeto, não consegue identificar tensões na orientação da fibra em cada uma das camadas do compósito, bem como tensões de cisalhamento interlaminares que surgem nos cilindros com configuração assimétrica. Os resultados dos ensaios mostraram que as configurações de bobinagem exercem influência no comportamento mecânico dos cilindros de material compósito, favorecendo a construção do tipo simétrica. / This work evaluated experimentally the influence of the stacking sequence of layers symmetrical and asymmetrical on the mechanical behavior of polymeric composite cylinders. For so much, two open-ended cylinders groups were manufactured by filament winding process, which had different stacking sequence related to the laminate midplane, characterizing symmetrical and asymmetrical laminates. The composite cylinders were made with epoxy matrix and carbon fiber as reinforcement. For evaluation of the mechanical strength, the cylinders were tested hydrostatically, which consisted of internal pressurization in a hydrostatic device through the utilization of a fluid until the cylinders burst. Additionally, were compared the strains and failure modes between the cylinders groups. The utilization of a finite element program allowed to conclude that this tool, very used in design, does not get to identify tensions in the fiber direction in each composite layer, as well as interlaminar shear stress, that appears in the cylinders with asymmetrical stacking sequence. The tests results showed that the stacking sequence had influence in the mechanical behavior of the composite cylinders, favoring the symmetrical construction.