Orientadores: Antonio Jose de Almeida Meirelles, Roberta Ceriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:42:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_SimoneMonteiroe_M.pdf: 2957959 bytes, checksum: f87550c181a2c8385702e38ac3b23215 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O óleo de buriti (Mauritia flexuosa), obtido do fruto de uma palmeira nativa do Brasil, é uma fonte rica em b-caroteno e tocoferóis. Sua alta acidez (geralmente superior a 2,0%, expressos em ácido oléico), em conjunto com seus baixos teores de fósforo (10 mg/kg), torna interessante o seu refino por via física. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é estudar a desacidificação por via física do óleo de buriti, visando manter os compostos nutracêuticos. Na primeira fase deste trabalho foi avaliada variabilidade do óleo de buriti de diversas procedências, pois o valor nutricional do óleo bruto pode variar com a sazonalidade e também com o processo de extração. Foi verificado que os óleos obtidos artesanalmente possuem maior valor nutracêutico. Entretanto, eles não são produzidos em larga escala, e em quantidades suficientes para a utilização comercial. Por isso foi utilizado um blend formado por um óleo de buriti artesanal obtido em uma feira popular e um industrial adquirido da empresa BERACA-SABARÁ. A utilização desse blend foi a melhor combinação entre qualidade e quantidade. O blend de óleo de buriti foi completamente caracterizado em termos da composição em ácidos graxos, classes de acilgliceróis e características físico-químicas. Estas análises, além de permitir conhecer de fato o sistema em estudo, tornam possível a modelagem e simulação dos experimentos. Os experimentos de desacidificação foram realizados no desodorizador em batelada desenvolvido pelo grupo de pesquisa juntamente com a empresa MARCONI, seguindo planejamento fatorial completo com duas variáveis independentes, sendo elas temperatura e vazão de vapor. Foram retiradas amostras após 30 e 60 minutos de stripping, obtendo dois planejamentos. Em cada uma das amostras de óleo foram realizadas análises de acidez. Também foram determinados teor de carotenóides e tocoferóis totais por HPLC, seguindo metodologia desenvolvida durante este trabalho. Foram recolhidas as fases aquosas e oleosas do destilado, e determinadas acidez e teor de água. Estas análises possibilitaram a determinação por diferença da perda de óleo neutro no destilado e a realização de balanços de massa para averiguar a qualidade dos experimentos. Os dados experimentais foram comparados com os obtidos por um programa de simulação computacional desenvolvido no grupo de pesquisa, utilizando o software MatLabè, que descreve a desodorização em batelada. A desacidificação por via física se mostrou um processo interessante para reduzir a acidez do óleo de buriti. Para isso, deve-se priorizar a utilização de altas vazões de vapor para o óleo de buriti, pois minimiza a degradação de carotenos e a perda de tocoferóis. A simulação computacional desenvolvida foi eficiente na predição da acidez e tocoferóis no óleo final, e apresenta uma boa perspectiva auxiliar na melhora da qualidade do óleo final, através da definição dos parâmetros do processo de acordo com a matéria-prima e a especificação do produto final / Abstract: Buriti oil (Mauritia flexuosa), obtained from the fruit of a palm tree native to Brazil, is a rich source of b-carotene and tocopherols. Its high acidity (usually above 2.0%), in conjunction with their low levels of phospholipids (below 10 ppm), enables buriti oil to physical refining. This work aimed to investigate the physical refining of buriti oil maintaining nutraceuticals compounds. At the first step, the variability of oil from different proveniences was evaluated, because the nutritional value of crude oil may vary with the seasonality and also with the extraction process. It was found that the artisanal oils have greater nutraceutical value. However, they are not produced in large scale, and in sufficient quantities for commercial use. So we used a blend formed by an artesanal buriti oil obtained at a popular market and an industrial, acquired from BERACA SABARA company. The use of this blend was the best combination of quality and quantity. The blend of buriti oil has been completely characterized in terms of fatty acids composition, classes of acilglycerides, and physical and chemical characteristics. These analyses allows the study of a well know system and to make the modeling and simulation of the experiments. The experiments were conducted in batch deodorizer developed by the research group in cooperation with MARCONI Company, following a full factorial experimental design with two independent variables, which are temperature and steam flow rate. Samples were removed after 30 and 60 minutes of stripping, getting two plans. Acidity was determined in the samples of oil. Carotenoids and tocopherols content was determined by HPLC, following methodology developed during this work. The aqueous and oily phases of distillate were collected, and its acidity and moisture content was determined. These analyses allowed the determination of neutral oil loss in distillate by difference and to make mass balances to assure the quality of the experiments. Experimental data were compared with those obtained by a computer simulation program which describes a batch deodorizer, developed in the research group, using the software MatLab è. The physical refining was an interesting process to reduce the acidity of the buriti oil. For this, it should prioritize the use of high flow of steam to the buriti oil, because it minimizes carotenes degradation and tocopherols loss. The simulation was efficient in predicting the acidity and tocopherols in the final oil, and gives a good perspective to help the quality of the final oil improving, by defining the process parameters according to raw material and final product specification / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-06-19T15:00:49Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Felipe Domingos Dias Fernandes - 2017.pdf: 7804478 bytes, checksum: aa711af253579958e7c68f244256ed79 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com), reason: devolvido a pedido! on 2017-06-26T15:27:35Z (GMT) / Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-06-26T15:31:10Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Felipe Domingos Dias Fernandes - 2017.pdf: 7561647 bytes, checksum: 6ae9a7a9d63ea6d136674bb123369309 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-07-10T14:08:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Felipe Domingos Dias Fernandes - 2017.pdf: 7561647 bytes, checksum: 6ae9a7a9d63ea6d136674bb123369309 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T14:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Felipe Domingos Dias Fernandes - 2017.pdf: 7561647 bytes, checksum: 6ae9a7a9d63ea6d136674bb123369309 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This master's thesis aims at use a computational fluid dynamics (CFD) under an educational perspective, targeting disciplines of fluid mechanics and transport phenomena in the initial series of engineering and physics courses. In this thesis are presented the construction techniques and modeling of flows to be used in an educational perspective at Andragogic Theory of Knowles and the Theory of Meaningful Learning of David Ausubel, major educational theories applied during this research. The importance on basic formation is widely supported by the literature, however, is proposing to work the computer simulation so not only statement, but inserting the students as directly responsible for analysing and encoding data and results of simulations. The students will be able to view the physical event, establishing an relationship between the mathematical prediction of the system equations and analised phenomenon. The educational product developed in this work is an interface for manipulation and control of the OpenFOAM, a opensource software. The educational product developed in this work is a manipulation and control interface opensource software OpenFOAM. Its purpose is to avoid the student responsibility for direct manipulation and editing source code and the typical complex scripts of control of this program. In this essay are included the basics in fluid mechanics and mathematical and computational modeling of fluid dynamics, along with an entire functional structure of the J.A.R.V.E.S. interface, this being the main reason for this work. / Esta dissertação tem por objetivo a utilização da dinâmica de fluidos computacional sob uma perspectiva educacional, tendo como alvo as disciplinas de mecânica dos fluidos e fenômenos de transporte, nas séries iniciais de cursos de engenharia e física. Nesta dissertação são apresentadas as técnicas de construção e modelagem de escoamentos a serem utilizadas sob uma perspectiva educacional, conforme a Teoria Andragógica de Knowles e da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, principais teorias educacionais aplicadas durante esta pesquisa. Sua importância na formação de base é amplamente corroborada pela literatura, diante disto propõe-se trabalhar a simulação computacional de modo não somente demonstrativo, mas que coloque o discente como agente diretamente responsável por manipular e codificar dados e resultados das simulações propostas. Com ela o discente conseguirá visualizar o fenômeno físico, estabelecendo uma relação entre e predição matemática das equações do sistema e o fenômeno analisado. O produto educacional desenvolvido neste trabalho é uma interface de manipulação e controle do software opensource OpenFOAM. Seu propósito é de eximir do discente a responsabilidade pela edição e manipulação direta do código-fonte e dos complexos scripts de controle típicos desse programa. Nesta dissertação estão inclusos os fundamentos básicos em mecânica dos fluidos e da modelagem matemática e computacional da dinâmica dos fluidos, juntamente com toda a estrutura funcional da interface J.A.R.V.E.S., sendo este o principal motivo do presente trabalho.

O iminente fim da \"era do Silício\" tem motivado a busca de novas tecnologias para utilização na indústria eletrônica. Dentre estas tecnologias, a eletrônica molecular explora o uso moléculas como elementos funcionais em dispositivos eletrônicos. Nesta Tese, realizamos cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) para determinar as propriedades eletrônicas, estruturais e de transporte em sistemas com aplicação em eletrônica molecular. Para o benzeno-1,4-ditiol (BDT), considerado um sistema protótipo dentro da eletrônica molecular, correlacionamos a adsorção, em uma superfície de Au, com as propriedades de transporte. Na sequência, analisamos evolução estrutural e o efeito de átomos de Au adsorvidos na superfície de Au na transmitância do BDT entre eletrodos de Au. A importância da correção de auto-interação (SIC), nos cálculos de transporte da junção molecular (Au/BDT/Au), também foi discutida. Em seguida, determinamos as propriedades eletrônicas e estruturais da molécula y[(tpy SH)2]x, onde y representa os metais de transição Co, Fe e Ni e; x está associado aos estados de carga 0, +, 2+ e 3+. Verificamos que os metais de transição ficam em uma configuração de baixo spin e, dependendo do estado de carga do metal de transição uma distorção Jahn-Teller leva a uma redução na simetria local de D2d para C2v. Por fim, devido à possibilidade de aplicação em spintrônica, discutimos o efeito de uma impureza de Cobalto na evolução estrutural e transmitância de um nanofio de Au. / The possible end of the road for Silicon has motivated academic researchers and research laboratories to search for new technologies to be applied in the electronic industry. The molecular electronics, which studies the possibility of using molecules as active elements in a new generation of electronic devices, is among these new technologies. In this Thesis, we performed first principles calculations within the density functional theory (DFT) framework to determine the structural, electronic and transport properties of systems with strong application on molecular electronics. We analised the benzene-1,4-dithiol (BDT). For this prototypical system we coupled its adsorption on an Au(111) surface with its transport properties. After this, we investigated its structural evolution between gold leads and the effects of adsorded gold atoms on the Au(111) surface in the trasmitance. The effect of the self-interaction correction (SIC) in the transport calculations of the molecular junction (Au/BDT/Au) was discussed as well. Moreover, we determined the electronic and the structural properties of the molecule y[(tpySH)2]x, where y stands for the transition metals Co, Fe and Ni and; x is associated with the charge states 0, +, 2+ e 3+. We verified that the transition metals are more stable at the low spin configuration. Depending on the charge state a Jahn-Teller distortion leads to a local symmetry reduction: D2d to C2v. Finally, with a spintronic application in mind, we analised the effect of a Cobalt impurity on the structural evolution and transmitance of a gold nanowire.

O trabalho aqui apresentado visa estudar diferentes tipos de piso localizados na seção de testes de um túnel de vento e verificar a influência que ocorre em ensaios de automóveis analisando o escoamento entre o veículo e o solo, assim como avaliar alterações no coeficiente de arrasto, utilizando simulações numéricas computacionais. O coeficiente de arrasto de um veículo é uma propriedade aerodinâmica importante e, quanto menor for esse valor, melhor será seu rendimento, além de melhorar o consumo de combustível, item relevante hoje no projeto de novos automóveis. Partindo de um ensaio experimental de uma pequena caminhonete em túnel de vento com piso fixo, um modelo virtual igual é construído e analisado por CFD, nas mesmas condições de teste do ensaio real. A diferença de resultado entre o coeficiente de arrasto medido em túnel de vento e o cálculo por simulação é de 0,25%, mostrando que o método de simulação possui grande confiabilidade. Posteriormente, outras duas simulações considerando dois outros tipos de solo: plataforma elevada e esteira rolante são analisadas e apresentaram diferenças de decréscimo valor de arrasto de 0,002 e 0,012 respectivamente, em relação a simulação com piso fixo, mostrando a influência de alterar o tipo do solo na seção de testes do túnel de vento. O comportamento do escoamento de ar é visualizado através de imagens do campo de velocidades e de pressões, sendo caracterizadas a camada limite e regiões de estagnação. Complementarmente, são realizados dois estudos: o primeiro considerou apenas uma roda isolada em condição de piso fixo e com esteira rolante, na mesma seção de testes do túnel de vento, visando medir a influência de mudar tipos de solo, sem utilizar um veículo completo, economizando em processamento e preparação de modelo. O segundo estudo considerou 3 diferentes tamanhos de malha sendo eles 5, 10 e 20 mm e medir a influência disso no resultado do coeficiente de arrasto obtido. / The work here presented aims to study different types of ground configurations, located at the test section of a wind tunnel and check their influence on the drag coefficient of one car, using only computer simulations. The drag coefficient of a vehicle is one of the most important aerodynamic proprieties, and as low as this drag value can be, the car performance will increase and the fuel consumption will decrease, item which has been persued in new vehicles. Starting from one real wind tunnel test of a small pick-up, with static test section ground, a virtual model was built and tested using CFD, following the same configuration of the real test. The difference between test and simulation results was 0.25%, showing that the methodology here used is reliable. After that, two other types of ground were simulated: elevated plate and moving belt and the results show that drag value decreased 0.002 and 0.012 respectively, compared to the value obtained with static ground simulation. The flow behavior is demonstrated with colored images of the velocity and the pressure fields. As a complement for this work, two other cases were studied: the first one analyzed one isolated wheel in two different types of ground: static and moving belt, at the same wind tunnel test section, aiming to measure the influence of these types of ground, without the need of using a complete car, saving computational and modeling time. The second study shows the influence of mesh size, considering three cases: 5, 10 and 20 mm, in order to evaluate the influences of it on drag coefficient results provided by CFD.

As simulações computacionais são comumente empregadas no estudo do processo da dispersão da pluma de efluente de esgoto no mar como suporte no projeto de sistemas de emissários submarinos. Os modelos de campo próximo são uma ferramenta eficiente para prever o comportamento desses sistemas, através da previsão da diluição inicial, das principais dimensões da pluma e da concentração final de poluentes, informações úteis para o projeto do difusor. Usando modelos de campo próximo, como o NRFIELD e o UM3 do Visual Plumes, é possível simular diferentes alternativas de emissários. No entanto, a realização de muitas simulações resulta numa grande quantidade de informações que impede a obtenção de conclusões objetivas, consumindo muito tempo do projeto. Uma estratégia para um processo de simulação eficiente que permita a obtenção da máxima informação possível com um número mínimo de simulações é fundamental. Na análise dos resultados de simulações nas quais seus parâmetros de entrada são modificados de forma controlada, as causas das mudanças na resposta podem ser facilmente identificadas. Devido a isto, o uso da análise estatística foi considerado. As ferramentas estatísticas podem ser úteis na organização das simulações e na análise subsequente dos resultados. O Planejamento de Experimentos (DOE) é a metodologia estatística para uma experimentação eficiente, permitindo a identificação das variáveis estatisticamente significativas em qualquer sistema ou processo e, a Metodologia de Superfície de Resposta permite a otimização de sistemas a partir de suas variáveis estatisticamente significativas. Considerando isso, o objetivo principal desta pesquisa foi apresentar uma nova abordagem para otimizar, por meio da simulação computacional com modelos de campo próximo e da utilização das ferramentas estatísticas: Planejamento de Experimentos e Superfícies de Resposta, a quantidade de simulações necessárias para a obtenção do valor de diluição inicial mais próximo do ótimo, no projeto de emissários submarinos, através da identificação das variáveis estatisticamente significativas, na predição da diluição inicial, nos modelos de campo próximo do Visual Plumes. Os resultados do trabalho mostraram que só três variáveis geométricas, da configuração do difusor de um emissário, são estatisticamente significativas para a previsão da diluição inicial, e que apenas umas poucas simulações, estatisticamente planejadas, são indispensáveis para a obtenção de uma configuração de emissário mais eficiente. / The computational simulations are commonly employed in the study of the process of dispersion of sewage plume at sea as support in the design of submarine outfall systems. The near field models are an efficient tool to predict the behavior of these systems, by predicting the initial dilution, the main dimensions of the sewage plume and the final concentration of pollutants, useful information for the design of the diffuser. Using near field models such as NRFIELD and UM3 from Visual Plumes, it is possible to simulate different submarine outfall alternatives for their posterior comparison and analysis. However, when many simulations are conducted, it is resulted a large amount of information, which make more difficult to obtain objective conclusions and it is much more time consuming solution. A strategy for an efficient simulation process, that allows obtaining the maximum possible information with a minimum number of simulations, is quite fundamental. In the analysis of the results of simulations in which its input parameters are modified in a controlled way, the causes of the changes in the response can be easily identified. Because of this, the use of statistical analysis was considered. Statistical tools can be useful in organizing the simulations and in the subsequent analysis of the results. The Design of Experiments (DOE) is the statistical methodology to guarantee an efficient experimentation, allowing the identification of the statistically significant variables in any system or process, and the Response Surface Methodology allows the optimization of the systems using their statistically significant variables. Considering this, the main objective of this research was to present a new approach to optimize, through computational simulation with near field models and the use of statistical tools: Design of Experiments and Response Surfaces Methodology, the number of necessary simulations to obtain the initial dilution value closer to the optimum, in the design of submarine outfalls, through the identification of the statistically significant variables, in the prediction of the initial dilution, in the near field models. The results of the work showed that only three of the diffuser geometric variables are statistically significant for the initial dilution prediction, and that only a few statistically planned simulations are indispensable for obtaining a more efficient submarine outfall configuration.

O presente trabalho tem por objetivo propor um modelo envolvendo subtração digital de imagens obtidas a diferentes níveis de energia do feixe de raios X, para possibilitar a detecção de lesões malignas da mama que, no modo tradicional de realização do exame, seriam totalmente camufladas quando superpostas por tecido de absorção semelhante. A pesquisa tem aplicação mais direcionada às avaliações de imagens referentes aos casos de mamas densas, que apresentam tradicionalmente baixo contraste em função da presença maior de tecido fibroglandular de alta densidade. Para possibilitar essa investigação, a pesquisa trabalha com a geração de imagens através de simulação computacional dos principais tecidos mamários envolvidos adiposo, fibroglandular e o próprio carcinoma. Por esse procedimento, é possível observar o comportamento das variações de níveis de cinza nas imagens mamográficas a partir dos coeficientes de absorção daqueles tecidos, considerados com diferentes espessuras e submetidos a diferentes valores de energia, dentro da faixa típica utilizada no exame mamográfico. Foi considerada para referência do procedimento uma mama comprimida totalizando 4,5 cm de espessura total. Os resultados apontaram basicamente que: (a) se o carcinoma tiver espessura menor que 0,8 cm, aparentemente, com exposição na faixa de 14 a 17 keV e com pequena variação de energia na aquisição da segunda imagem sua visualização é totalmente comprometida quando camuflado por tecido fibroso; (b) se o carcinoma tiver espessura maior que 0,4 cm, possivelmente será detectado, mesmo que camuflado por tecido fibroso, com exposição na faixa de 19 a 25 keV; (c) para carcinomas camuflados, de espessura entre 0,4 e 2,0 cm, considerando diferença maior de energias na aquisição das imagens, a realização do procedimento proposto permitirá destacá-los na imagem resultante da subtração digital entre imagens produzidas por exposições de 14 a 22 keV, representando, portanto, uma nova ferramenta metodológica para possibilitar e identificar lesões malignas que não seriam detectadas no exame típico, sobretudo em casos de mamas densas. / This work intends to propose a model involving subtraction of digital images obtained at different levels of energy in the X-ray beam, to permit the detection of malign lesions of the breast that in the traditional way of performing the examination, would be completely hidden when overlapped by tissue of similar absorption. The research has more directed application to the evaluations of referring images to the cases of dense breasts that traditionally present low contrast in function of the tissue presence biggest to fibrousglandular of high density. In order to make possible this investigation, the research works with the generation of images by computational simulation of main involved mammary tissues - adipose, fibrousglandular and the proper carcinoma. For this procedure, it is possible to observe the behavior of the variations of gray levels in the mammographic images from the coefficients of absorption of those tissues, considered with different thicknesses and submitted to different values of energy, inside of the used typical band in the mammographic examination. A compressed breast was considered for reference of the procedure totalizing 4,5 cm of total thickness. The results had pointed basically that: (a) if the carcinoma will have lesser thickness that 0,8 cm, apparently, with exposition in the band of 14 to 17 keV and with small variation of the energy in the second image acquisition, its visualization is quite damaged when masked for fibrous tissue; (b) if the carcinoma will have bigger thickness that 0,4 cm, will possibly be detected, even masked for fibrous tissue, with exposition in the band of 19 to 25 keV; (c) for masked carcinomas, with thickness between 0,4 and 2,0 cm, considering larger difference of energies in the acquisition of the images, the accomplishment of the proposed procedure will allow to highlight them in the resultant image of the digital subtraction among images produced by expositions of 14 to 22 keV, representing, therefore, a new methodological tool to make possible and identify malign lesions that would not be detected in the typical examination, especially in cases of dense breasts.

O objetivo deste trabalho é verificar a validade e a acurácia dos resultados fornecidos pelos programas computacionais FRAPCON-3.4a e FRAPTRAN-1.4, utilizados no processo de simulação do comportamento de varetas combustíveis de reatores a água leve pressurizada PWR (Pressurized Water Reactor), sob situações operacionais de regimes permanente e transiente, em condições de alta queima (high burnup). Para realizar a verificação, foi utilizada a base de dados FUMEX-III, que fornece dados relativos a experimentos realizados com diversos tipos de combustíveis nucleares, submetidos a diversas condições operacionais. Através dos resultados obtidos nas simulações computacionais com os programas FRAPCON-3.4a e FRAPTRAN-1.4 e da sua comparação com os dados experimentais da base FUMEX-III, foi possível constatar que os programas empregados possuem um boa capacidade de predizer o comportamento operacional de varetas combustíveis de PWR em regime permanente a altas queimas e sob condição de transiente inicializado por reatividade (Reactivity Initiated Accident RIA). / The objective of this work is to verify the validity and accuracy of the results provided by the computer programs FRAPCON-3.4a and FRAPTRAN-1.4, used in the simulation process of the irradiation behavior of Pressurized Water Reactors (PWR) fuel rods in steady-state and transient operational conditions at high burnup. To perform the verification, the database FUMEX-III was used to provide data on experiments with different nuclear fuel types, under various operating conditions. Through the comparison of the computational simulation results of the programs FRAPCON-3.4a e FRAPTRAN-1.4 with the experimental data of the database FUMEX III, it was found that the computer programs used have good ability to predict the operational behavior of PWR fuel rods in high burnup steady-state conditions and under Reactivity Initiated Accident (RIA).

Orientador: Lucila Chebel Labaki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:55:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_NixonCesarde_D.pdf: 32217441 bytes, checksum: 25e8b1672ea93f3aae90a2513264ae3e (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A ventilação natural é uma das estratégias mais adequadas para o resfriamento passivo dos edifícios e para a manutenção da qualidade do ar. Uma das alternativas existentes para se alcançar tal proposição é a utilização de torres de vento situadas acima do nível da cobertura, as quais podem funcionar como captadores ou extratores de ar. Esta pesquisa tem como objetivo geral avaliar quatro tipos de torres, atuando como captadores: a unidirecional, com uma abertura para a entrada de vento, em locais onde o vento se movimenta predominantemente em uma direção; a tetradirecional, com quatro aberturas; a octodirecional, com oito aberturas e a dodecadirecional, com doze aberturas; em locais em que o vento age em várias direções. Para alcançar o objetivo utilizaram-se ensaios em túnel de vento e simulações no software CFX®, os quais permitiram estudar as características técnicas das torres analisadas e seus efeitos sobre a ventilação interna do ambiente, bem como contribuir para a difusão desse sistema de ventilação no Brasil. O desenvolvimento do trabalho foi dividido nas seguintes etapas: definição das geometrias das torres; definição, construção e instrumentação das maquetes; definição dos ângulos de incidência do vento; ensaios no túnel de vento e simulações no software CFX®: velocidade e pressão. Os resultados obtidos a partir de uma série de experimentos e simulações computacionais permitiram a análise e comparação dos diversos projetos propostos, auxiliando, portanto, na determinação das configurações mais adequadas, além da verificação da compatibilidade entre os dois tipos de estudo, concluindo que as torres octodirecional e dodecadirecional são as mais eficientes, pois proporcionam maiores valores de velocidade do ar interno na maioria das posições consideradas. Desta forma, utilizando o túnel de vento e o CFX®, as análises possibilitaram desenvolver melhorias para os ambientes avaliados, no que se refere ao desempenho da ventilação. Isso proporcionará melhores taxas de conforto aos usuários da edificação, considerando todas as aberturas para permitir o fluxo do vento em qualquer situação. Ademais, podem-se verificar as distribuições das aberturas de entrada e saída mais adequadas para captação e distribuição do vento no interior dos ambientes, proporcionando melhores condições de conforto térmico / Abstract: Natural ventilation is one of the most appropriate strategies for passive cooling of buildings and the maintenance of air quality. One of the alternatives for achieving such proposal is the use of wind towers above the level of the roof, which can function as air catchers or extractors. This research aims to evaluate four types of towers, acting as air catchers: unidirectional, with an opening for the entrance of the wind, in locations where the wind moves predominantly in one direction, the tetradirectional, with four openings, the octodirectional, with eight openings and dodecadirectional, with twelve openings, in locations where the wind moves in various directions. To achieve the goal, tests in wind tunnel and simulations in CFX® software were performed, which allowed the study of the technical characteristics of the analyzed towers and their effects on the indoors ventilation, as well as the contribution to the spread of this ventilation system in Brazil. The methodology was divided into the following steps: the definition of the geometry of the towers; definition, construction and instrumentation of the models; definition of the angles of the incidence of the wind; wind tunnel tests and simulations in CFX® software: speed and pressure. The obtained results from a series of experimental and computational simulations allowed the analysis and comparison of the various proposed design configurations, helping, therefore, in determining the most appropriate settings, besides the verification of compatibility between the two types of study, concluding that the octodirectional and dodecadirectional towers are the most efficient ones , as they provide higher rate of indoor air speed in most considered positions. Thus, using the wind tunnel and CFX®, the analysis allowed the development of enhancements to the analyzed environments, concerning the performance of the ventilation. This will provide better comfort rates to the users of the building, considering all openings to allow the wind flow in any situation. Furthermore, the most suitable distribution of inlet and outlet openings for the catchment and distribution of the wind within the environments may be verified, providing better conditions of thermal comfort / Doutorado / Arquitetura e Construção / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Maurice de Koning / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T15:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_DomingosLopesda_D.pdf: 17651517 bytes, checksum: 27cb54e210fe4d9dd8c11581abe57d01 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Usando a abordagem da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), estudamos propriedades estruturais de falhas de empilhamento e discordâncias parciais na fase sólida mais comum da água, conhecida como gelo Ih. Uma das principais características do gelo Ih é o desordenamento protônico, que exerce forte influência nas estruturas destes defeitos extensos. O deslocamento relativo entre camadas para produzir as falhas de empilhamento no gelo Ih é responsável por criar uma série de violações nas regras do gelo conhecidas como defeitos Bjerrum. Nas otimizações de geometria por DFT observamos que as moléculas apresentaram uma forte tendência de reconstrução para eliminar os defeitos Bjerrum. Entretanto, a desordem protônica dificulta que todos os defeitos Bjerrum sejam corrigidos espontaneamente. Estes defeitos remanescentes são responsáveis por elevar consideravelmente a energia de formação da falha de empilhamento, contrariando as estimativas experimentais. Tal contradição sugere que não há concentrações significativas de defeitos Bjerrum em falhas de empilhamento no gelo Ih. De fato, os nossos resultados para as energias de formação de falhas de empilhamento sem defeitos Bjerrum são muito próximos de zero, concordando com as estimativas experimentais. Uma energia de formação de falha de empilhamento baixa indica que a dissociação de discordâncias perfeitas em discordâncias parciais é favorável. Nós investigamos propriedades estruturais de discordâncias parciais conhecidas como parciais 30° e 90°. Observamos uma semelhança muito grande entre as estruturas destas parciais no gelo Ih com o caso do silício. Assim como no silício, as moléculas de água presentes no caroço destas parciais apresentam uma ligação quebrada. Em ambas as parciais observamos uma forte tendência de reconstrução de caroço para restabelecimento desta ligação. Novamente, a desordem protônica dificulta o restabelecimento de todas as ligações quebradas espontaneamente criando defeitos de reconstrução conhecidos como defeitos de anti fase (APD) que também são observados no silício. Fizemos simulações que comparam as energias das parciais não-reconstruídas com as totalmente reconstruídas e os nossos resultados mostraram uma grande redução do excesso de energia com a reconstrução. Isto sugere que as discordâncias parciais no gelo Ih são reconstruídas. A discordância parcial 90° apresenta dois tipos de reconstrução um deles conhecido como período simples e o outro como período duplo. A diferença de energia entre estas reconstruções é tão pequena que é plausível que estas reconstruções coexistam em um mesmo caroço. Esta coexistência é mais uma das semelhanças entre o caso do gelo Ih e do silício. Os principais resultados desta Tese foram publicados em Physical Review B 85, 024119 (2012) / Abstract: Using the Density Functional Theory (DFT) approach, we studied the structural properties of stacking faults and partial dislocations in the most common solid phase of water, known as ice Ih. One of the main features of Ice Ih is the proton disorder, which has a strong influence on the structures of these defects. The relative displacement between layers to produce the stacking faults in ice Ih is responsible for creating violations of the ice rules known as Bjerrum defects. In DFT geometric optimizations we observed that molecules show a strong tendency to reconstruct to eliminate the Bjerrum defects. However, the proton disorder prevents the correction of all Bjerrum defects spontaneously. These remaining defects are responsible for higher stacking-fault energies, contradicting experimental estimates. This contradiction suggests that there is no significant concentration of Bjerrum defects in stacking faults in ice Ih. Indeed fact, our results for stacking fault energies without Bjerrum defects are almost zero, consistent with the experimental estimates. Low stacking fault energies suggest that dissociation of perfect dislocations into two partials is favorable. We investigated the structural properties of 30° and 90° partial dislocations. We observed that the structures of partial dislocations in ice Ih is very similar to the case of silicon. As in silicon, the water molecules in the partial dislocation core have one dangling bond. In both partials we observed a strong tendency of reconstruction to fix this dangling bond. Again, the proton disorder prevents the full correction of dangling bonds to occur spontaneously, creating reconstruction defects known as anti phase defects, that are also observed in silicon. We compare the nonreconstructed with fully reconstructed partial dislocations and observed a large reduction of excess energies associated with reconstruction. This suggests that partial dislocation in ice Ih are reconstructed. The 90° partial has two types of reconstruction. One is known as single period and another as double period. The energy difference between both is so small that it is plausible that these reconstructions coexist in the same core. This coexistence is yet another similarity between ice Ih and the silicon. The main results of this Thesis were published in Physical Review B 85, 024119 (2012) / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Evandro Conforti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_RafaelCarvalho_D.pdf: 7764328 bytes, checksum: 3a3b008ba1f610e5a7c3ef694ff3f04d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O desempenho de chaves eletro-ópticas baseadas em amplificadores ópticos a semicondutor (SOA), incluindo experimentos e simulações usando diferentes formatos de pulso na injeção de corrente elétrica, é apresentado. Quatro SOAs com características físicas distintas são analisados de acordo com seu comportamento de chaveamento. Em seguida, com o intuito de melhorar a resposta eletro-óptica dos SOAs, uma nova técnica de injeção de multi-impulso (MISIC ¿ Multi-Impulse Step Injected Current) é apresentada, alcançando tempo de subida ultrarrápido (115 ps) com baixo overshoot (< 30 %) e alto contraste óptico (30 dB). Os resultados obtidos podem permitir aplicações usando SOAs, por exemplo, como chaves eletro-ópticas em redes de Data Centers, reduzindo a latência de chaveamento entre os nós e compensando perdas por divisões do sinal. Além disso, os circuitos equivalentes para três diferentes SOAs (dois encapsulados e um sem encapsulamento) são propostos. Os modelos são validados através de comparações dos resultados numéricos e experimentais, com boa concordância. A modelagem é realizada em programas de análise de circuitos, exigindo pouco recurso computacional e possibilitando a inclusão dos elementos parasitas das montagens de micro-ondas e dos chips dos dispositivos / Abstract: The performance of electro-optical space switches based on semiconductor optical amplifiers (SOA), including experiments and simulations using different formats of the electrical current injection pulses, is presented. Four SOAs with distinct physical characteristics are analyzed according to their switching behavior. Then, to improve the SOAs¿ electro-optical response, a new Multi-Impulse Step Injected Current (MISIC) technique is presented, achieving ultrafast switching time (115 ps) with low overshoot (< 30 %) and high optical contrast (30 dB). The results obtained might enable SOA applications, for example, as electro-optical switches in Data Center Networks, reducing switching latency between nodes and compensating signal¿s splitting losses. Furthermore, the equivalent circuits for three different SOAs (one chip-on-carrier and two encapsulated) are proposed. The models are validated by comparisons involving numerical and experimental results, with good correspondence. The modeling is carried out using circuit analysis software, requiring small computational resources and enabling the inclusion of parasitic elements of SOA devices¿ chip and microwave mounts / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica