[pt] Determinou-se experimentalmente o coeficiente local de troca de calor, para o escoamento turbulento interno, em tubos de seção transversal elíptica. As condições de contorno impostas foram, temperatura constante na parede e entrada abrupta, com canto vivo, em uma placa plana. Foram obtidos resultados na região de entrada e na região desenvolvida, cobrindo a faixa de número de Reynolds de 7 000 a 60 000. Foram investigadas as razões de aspecto 0,12, 0,25 e 0,5 e os resultados, comparados com os encontrados na literatura para placa plana e tubo circular. Uma diferença máxima de 16 por cento, foi encontrada em relação aos resultados para tubo circular. Portanto, a utilização de tubos elípticos em trocadores de calor é, em geral, vantajosa do ponto de vista térmico. / [en] Experiments were performed to determine local heat transfer coefficients for the turbulent flow in a duct with elliptical cross section. The boundary conditions imposed were isothermal wall and abrupt-contraction at the entrance built into a large wall. Both entrance-region and fully-developed results were obtained, whereas the Reynolds number was varied in the overall range 7,000-60,000. The aspect ratios 0.12, 0.25 and 0.5 were investigated and the results compared with the ones for parallel planes and for circular tubes, found in the open literature. The measured heat transfer coefficients displayed a maximum deviation of 16 percent relative to the results for the circular tube. Therefore, using elliptical ducts in heat exchangers is in general advisable as far as heat transfer is concerned.

In this thesis we use the holographic gauge/gravity duality to study two different aspects of strongly coupled non-Abelian plasmas. In the first topic we study the effects of strong (Abelian) magnetic fields on the transport coefficients of a strongly coupled non-Abelian plasma. Due to the spatial anisotropy created by the magnetic field, the most general viscosity tensor of a magnetized plasma has 5 shear viscosity coefficients and 2 bulk viscosities. We use the holographic correspondence for a strongly coupled N=4 Supersymmetric Yang-Mills (SYM) plasma to evaluate the shear viscosity perpendicular to the magnetic field and the shear viscosity parallel to the field. In the presence of a magnetic field, the shear viscosity perpendicular to the field saturates the Kovtun-Son-Starinets viscosity bound while in the direction parallel to the field the bound is violated. The second topic investigated in this thesis is motivated by the study of the near equilibrium behavior of strongly interacting non-Abelian plasmas that display a critical point in their phase diagram. We focus on the spectra of non-hydrodynamic quasinormal modes of a strongly coupled N=4 SYM plasma in the presence of a chemical potential, which displays a critical point in equilibrium. Except close to the critical point, we observe that by increasing the chemical potential one generally increases the damping rate of the quasinormal modes, which leads to a reduction of the characteristic equilibration times in the dual strongly coupled plasma. However, as one approaches the critical point the typical equilibration time increases though its derivative with respect to the chemical potential diverges with an exponent equal to -1/2. We also find a purely imaginary non-hydrodynamical mode in the vector diffusion channel at nonzero chemical potential which dictates the equilibration time in this channel near the critical point. / Nessa tese usamos a dualidade holográfica calibre/gravidade para estudar dois aspectos diferentes de plasmas não-Abelianos fortemente acoplados. No primeiro tópico estudamos os efeitos de campos magnéticos (Abelianos) intensos sobre o coeficientes de transporte de um plasma não-Abeliano fortemente acoplado. Devido à anisotropia espacial criada pelo campo magnético, o tensor de viscosidade mais geral de um plasma magnetizado deve possuir 5 coeficientes de viscosidade de cisalhamento e 2 de viscosidade volumétrica. Usamos a correspondência holográfica para um plasma N=4 Supersimétrico de Yang-Mills (SYM) fortemente acoplado para calcular a viscosidade de cisalhamento perpendicular ao campo magnético e a viscosidade de cisalhamento paralela ao campo. Na presença do campo magnético, a viscosidade de cisalhamento perpendicular ao campo satura o limite viscoso de Kovtun-Son-Starinets enquanto que na direção paralela ao campo o limite é violado. O segundo tópico investigado nessa tese é motivado pelo estudo do comportamento próximo ao equilíbrio de plasmas não-Abelianos fortemente interagentes que exibem um ponto crítico em seus diagramas de fase. Focamos no espectro dos modos quasinormais não-hidrodinâmicos de um plasma N=4 SYM fortemente acoplado na presença de um potencial químico, que exibe um ponto crítico no equilíbrio. Exceto próximo ao ponto crítico, observamos que ao aumentar o potencial químico geralmente se intensifica a taxa de amortecimento dos modos quasinormais, que levam à redução dos tempos de equilibração característicos do plasma dual fortemente acoplado. Entretanto, aproximando-se do ponto crítico o tempo de equilibração típico aumenta embora sua derivada em relação ao potencial químico diverge com um expoente igual à -1/2. Encontramos também um modo não-hidrodinâmico puramente imaginário no canal de difusão vetorial com potencial químico não-nulo que dita o tempo de equilibração neste canal próximo do ponto crítico.

Desenvolvemos urna teoria cinética para urna mistura de gases ionizados em presença de campos elétricos e magnéticos. As leis de Ohm, Fourier e Navier-Stokes são obtidas por dois métodos distintos que se baseiam na equação de Boltzmann. Verificamos que o emprego de teoremas de representação torna o método de Chapman-Enskog mais direto. Entretanto o método combinado mostrou-se extremamente simples, onde os coeficientes de transporte são determinados através da inversão de tensores de segunda e quarta ordens. Calculamos também a integral de colisão para as possíveis interações em gases ionizados tais como, entre partículas carregadas, partícula carregada e partícula neutra e entre partículas neutras. Como uma aplicação do método combinado, determinamos os coeficientes de condutividade elétrica, condutividade térmica, coeficiente termo-elétrico e o coeficiente de viscosidade cisalhante para um gás totalmente ionizado. Obtemos seus respectivos gráficos, considerando então um gás ionizado formado a partir do gás de hélio. / We develop a kinetic theory for ionized gases mixtures under the presence of electric and magnetic fields. The laws of Ohm, Fourier and Navier-Stokes are obtained by two different methods based on the Boltzmann equation. We verify that the use of representation theorems makes the Chapman-Enskog method more direct. However the combined method shows up as extremely simple where the transport coefficients are determined through inversion of second-order and fourth order tensors. We calculate also the collision integrals for possible interactions in ionized gases like: between charged particles, between charged particles and neutral particles and between neutral particles. As an application of the combined method, we determine the electrical and thermal conductivity coefficients, thermo-electric and shear viscosity coefficients for a completely ionized gas. We obtain their respective graphics considering an ionized gas of helium.

In this thesis we use the holographic gauge/gravity duality to study two different aspects of strongly coupled non-Abelian plasmas. In the first topic we study the effects of strong (Abelian) magnetic fields on the transport coefficients of a strongly coupled non-Abelian plasma. Due to the spatial anisotropy created by the magnetic field, the most general viscosity tensor of a magnetized plasma has 5 shear viscosity coefficients and 2 bulk viscosities. We use the holographic correspondence for a strongly coupled N=4 Supersymmetric Yang-Mills (SYM) plasma to evaluate the shear viscosity perpendicular to the magnetic field and the shear viscosity parallel to the field. In the presence of a magnetic field, the shear viscosity perpendicular to the field saturates the Kovtun-Son-Starinets viscosity bound while in the direction parallel to the field the bound is violated. The second topic investigated in this thesis is motivated by the study of the near equilibrium behavior of strongly interacting non-Abelian plasmas that display a critical point in their phase diagram. We focus on the spectra of non-hydrodynamic quasinormal modes of a strongly coupled N=4 SYM plasma in the presence of a chemical potential, which displays a critical point in equilibrium. Except close to the critical point, we observe that by increasing the chemical potential one generally increases the damping rate of the quasinormal modes, which leads to a reduction of the characteristic equilibration times in the dual strongly coupled plasma. However, as one approaches the critical point the typical equilibration time increases though its derivative with respect to the chemical potential diverges with an exponent equal to -1/2. We also find a purely imaginary non-hydrodynamical mode in the vector diffusion channel at nonzero chemical potential which dictates the equilibration time in this channel near the critical point. / Nessa tese usamos a dualidade holográfica calibre/gravidade para estudar dois aspectos diferentes de plasmas não-Abelianos fortemente acoplados. No primeiro tópico estudamos os efeitos de campos magnéticos (Abelianos) intensos sobre o coeficientes de transporte de um plasma não-Abeliano fortemente acoplado. Devido à anisotropia espacial criada pelo campo magnético, o tensor de viscosidade mais geral de um plasma magnetizado deve possuir 5 coeficientes de viscosidade de cisalhamento e 2 de viscosidade volumétrica. Usamos a correspondência holográfica para um plasma N=4 Supersimétrico de Yang-Mills (SYM) fortemente acoplado para calcular a viscosidade de cisalhamento perpendicular ao campo magnético e a viscosidade de cisalhamento paralela ao campo. Na presença do campo magnético, a viscosidade de cisalhamento perpendicular ao campo satura o limite viscoso de Kovtun-Son-Starinets enquanto que na direção paralela ao campo o limite é violado. O segundo tópico investigado nessa tese é motivado pelo estudo do comportamento próximo ao equilíbrio de plasmas não-Abelianos fortemente interagentes que exibem um ponto crítico em seus diagramas de fase. Focamos no espectro dos modos quasinormais não-hidrodinâmicos de um plasma N=4 SYM fortemente acoplado na presença de um potencial químico, que exibe um ponto crítico no equilíbrio. Exceto próximo ao ponto crítico, observamos que ao aumentar o potencial químico geralmente se intensifica a taxa de amortecimento dos modos quasinormais, que levam à redução dos tempos de equilibração característicos do plasma dual fortemente acoplado. Entretanto, aproximando-se do ponto crítico o tempo de equilibração típico aumenta embora sua derivada em relação ao potencial químico diverge com um expoente igual à -1/2. Encontramos também um modo não-hidrodinâmico puramente imaginário no canal de difusão vetorial com potencial químico não-nulo que dita o tempo de equilibração neste canal próximo do ponto crítico.

Desenvolvemos urna teoria cinética para urna mistura de gases ionizados em presença de campos elétricos e magnéticos. As leis de Ohm, Fourier e Navier-Stokes são obtidas por dois métodos distintos que se baseiam na equação de Boltzmann. Verificamos que o emprego de teoremas de representação torna o método de Chapman-Enskog mais direto. Entretanto o método combinado mostrou-se extremamente simples, onde os coeficientes de transporte são determinados através da inversão de tensores de segunda e quarta ordens. Calculamos também a integral de colisão para as possíveis interações em gases ionizados tais como, entre partículas carregadas, partícula carregada e partícula neutra e entre partículas neutras. Como uma aplicação do método combinado, determinamos os coeficientes de condutividade elétrica, condutividade térmica, coeficiente termo-elétrico e o coeficiente de viscosidade cisalhante para um gás totalmente ionizado. Obtemos seus respectivos gráficos, considerando então um gás ionizado formado a partir do gás de hélio. / We develop a kinetic theory for ionized gases mixtures under the presence of electric and magnetic fields. The laws of Ohm, Fourier and Navier-Stokes are obtained by two different methods based on the Boltzmann equation. We verify that the use of representation theorems makes the Chapman-Enskog method more direct. However the combined method shows up as extremely simple where the transport coefficients are determined through inversion of second-order and fourth order tensors. We calculate also the collision integrals for possible interactions in ionized gases like: between charged particles, between charged particles and neutral particles and between neutral particles. As an application of the combined method, we determine the electrical and thermal conductivity coefficients, thermo-electric and shear viscosity coefficients for a completely ionized gas. We obtain their respective graphics considering an ionized gas of helium.

Submitted by FERNANDO ENRIQUE SERNA ALGARÍN null (ferse1129@gmail.com) on 2018-01-10T21:52:53Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 948147 bytes, checksum: 94d535ccc424f5f4201747cae4382d6a (MD5) / Approved for entry into archive by Hellen Sayuri Sato null (hellen@ift.unesp.br) on 2018-01-12T15:54:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 algarin_fcs_dr_ift.pdf: 948147 bytes, checksum: 94d535ccc424f5f4201747cae4382d6a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-12T15:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 algarin_fcs_dr_ift.pdf: 948147 bytes, checksum: 94d535ccc424f5f4201747cae4382d6a (MD5) Previous issue date: 2017-10-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nesta tese empregamos um modelo de interação de contato que preserva simetrias para estudar estrututura hadrônica e matéria de quarks. A interação de contato é uma representação de kernels não perturbativos usados em equações de Dyson-Schwinger e Bethe-Salpeter da Cromodinâmica Quântica (QCD). A ideia básica do modelo está baseada num esquema de subtração que evita passos tradicionais no cálculo de de integrais divergentes que invariavelmente levam a violações de simetrias. Em temperatura zero, as equações de Dyson-Schwinger equation para os propagadores dos quarks u; d; s and c são resolvidas e amplitudes de estado ligado de Bethe-Salpeter, que respeitam a invariância sob translações espaço-temporais e as identidades de Ward-Takahashi associadas com simetrias globais da QCD, são obtidas para calcular as massas e as constantes de decaimento eletrofracas dos mésons pseudoscalares π; K, D e Ds e dos mésons vetorias ρ, K*, D* e Ds*. As predições do modelo estão em bom acordo com dados experimentais e da QCD na rede. Em adição, estendemos o modelo para temperaturas diferentes de zero; neste caso, o problema de violação de simetrias está restrito apenas às partes puramente divergentes porque os termos que dependem das distribuições térmicas são finitas e não requerem regularização. Finalmente, investigamos a dependência com a temperatura das contribuições das flutuações quânticas quark-π e quark-σ aos coeficientes de transporte de viscosidade de cisalhamento η e volumétrica ζ e as suas razões com a densidade de entropia s. As larguras térmicas originárias dessas fluctuações são calculadas com o formalismo de teoria de campos a temperatura finita de tempo real. Para esse cálculo, empregamos os resultados obtidos com as equações de Dyson-Schwinger e Bethe-Salpeter para a dependência com a temperatura das massas dos mésons e as contantes de acoplamento quark-méson. Os resultados para as razões η/s and ζ/s estão em bom acordo com resultados com a literatura obtidos com modelos e técnicas diferentes. Em particular, nossos resultados para η/s possuem um mínimo muito próximo ao limite inferior da conjectura AdS/CFT, η/s = 1/4π. / In thesis, a symmetry-preserving contact interaction model is used to study hadron structure and quark matter. The contact interaction is a representation of nonperturbative kernels used in Dyson-Schwinger and Bethe-Salpeter equations of Quantum Chromodynamics (QCD). The basic idea of the model is based on a subtraction scheme that avoids standard steps in the evaluation of divergent integrals that invariably lead to symmetry violation. At zero temperature, the Dyson-Schwinger equation is solved for the u; d; s and c quark propagators and the boundstate Bethe-Salpeter amplitudes respecting spacetime-translation invariance and the Ward-Green-Takahashi identities associated with global symmetries of QCD are obtained to calculate masses and electroweak decay constants of the pseudoscalar π; K, D and Ds and vector ρ, K*, D*, and Ds* mesons. The predictions of the model are in good agreement with available experimental and lattice QCD data. In addition, we extend the model to nonzero temperature; here, the problem of symmetry violation is associated only with the purely divergent parts because the effects due to the termal distributions are finite and do not need regularization. We compute the temperature dependence of the masses and decay constants of the pseudoscalar mesons considered here. Finally, we have investigated the temperature dependence of the contributions of quark-π and quark-σ quantum fluctuations to the transport coefficients of shear η and bulk ζ viscosities and their ratios to the entropy density s. The quark thermal widths originating those fluctuations are calculated with the formalism of real-time thermal field theory. For these calculations, we have used the results obtained via Dyson-Schwinger and Bethe-Salpeter equations for the temperature dependence of constituent quark and meson masses and quark-meson couplings. The results for the ratios η/s and ζ/s are in fair agreement with results of the literature obtained from different models and techniques. In particular, our result for η/s has a minimum very close to the conjectured AdS/CFT lower bound, η/s = 1/4π. / CNPq:140041/2014-1