Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the study on a linear ultrasonic motor with tubular geometry for linear displacements. Similar topologies, reported elsewhere, are conceived for producing rotary motions. Due to some particular characteristics of this geometry, not explored yet, a new study on interaction between resonance modes in a hollow cylinder for linear movement generation is proposed. In order to experimentally investigate the resonance modes in tubular stators, a proof of concept prototype was built and tested. The prototype consisted of a internally toothed phosphore bronze tube, excited by two PZT rings. Several types of mobile axes, with one or more solid cylinders of aluminum or stainless steel, were employed. The methodology of test consisted of changing geometric parameters, properties of materials, sweeping driving conditions, and observing the respective movement on the shaft. Tests showed the production of linear and/or angular movements, with maximum speeds of 0,07m/s, but with little uniformity and repeatability. The lack of conclusive hypothesis on the stability issue, based only on experimental set of results, has led to a reassessment of the methodology of investigation, including additional analysis tools for the characterization of the device. So, a simple analytical modeling of the stator was formulated to set up a project methodology. Despite its simplicity and limitations, the analytical model allows a first order approximation for resonance modes, and relates them to the constructive parameters of the stator. In order to take the influence of the factors neglected in the analytical modeling into account, the analysis was complemented with finite element method (FEM) simulations. The deformation profiles of the stator to the 21st resonance mode were analyzed using FEM. With the results, it is possible to predict the behavior of the resonance frequencies, and the corresponding deformations they produce on the teeth, for each stator configuration. The most important result of this analysis is to show the relationship between aspect ratio of ellipsoidal trajectory on the stator teeth and the geometry of the stator. This allows a conclusive diagnosis on the inefficiency of the built prototype: The small amplitude of the longitudinal component of traveling deformation wave. An analysis of simulations results has lead to a design methodology for this new type of motor. The results showed that if the stator is redesigned according to the proposed methodology, it would be able to produce longitudinal deformations of 2.6 μm, with ceramics driven at 35.3 V. If Compared to simulations of the prototyped stator the new project exhibits an increase of 90% for radial deformation components of, and 3600% for the longitudinal components, indicating that if the new design was implemented, it could achieve much higher efficiency in movement production. / Este trabalho apresenta o estudo de um motor ultra-sônico com geometria tubular para movimentos lineares. Outros motores com geometria tubular, encontrados na bibliografia, são concebidos para a produção de movimentos rotativos. Devido a diversas características ainda não exploradas desta geometria, um novo estudo sobre a interação dos modos naturais de vibração de um cilindro vazado para a geração de movimento linear é proposto. Com o objetivo de investigar experimentalmente os modos de ressonância em estatores tubulares, um protótipo para prova de conceito foi construído e ensaiado. O protótipo consiste de um tubo vazado, dentado internamente, excitado por dois anéis de PZT. Foram utilizados diversos tipos de eixos móveis, com um ou mais cilindros maciços de alumínio ou aço inoxidável. A metodologia de ensaio consistiu da variação dos parâmetros geométricos, propriedades de materiais e condições de acionamento, e da respectiva observação e medição dos movimentos do eixo. Os testes evidenciam a produção de movimentos lineares e/ou angulares com velocidades máximas de aproximadamente 0,07m/s, mas com pouca uniformidade e repetibilidade. A impossibilidade de uma análise conclusiva sobre a instabilidade do motor com base apenas nos resultados experimentais de bancada motivou uma reavaliação da metodologia de estudo e a busca de ferramentas adicionais para a caracterização do dispositivo. Uma modelagem analítica do estator foi formulada para que um roteiro de análise e cálculos dimensionais pudessem ser estabelecidos. Embora simples e com diversas limitações, o modelo obtido permite aproximações de primeira ordem para os modos de ressonância em função dos parâmetros construtivos do estator. Para que a influência das não-linearidades não incluídas na modelagem possa ser avaliada, a análise foi complementada com simulações pelo método dos elementos finitos (FEM). Os perfis das deformações do estator até o 21o modo de ressonância foram analisados utilizando FEM. Com os resultados obtidos, é possível prever o comportamento das freqüências naturais e das deformações nos dentes em função das características do estator. O resultado mais importante desta análise é mostrar a relação de aspecto da trajetória elipsoidal dos dentes do estator, com a geometria do estator, permitindo um diagnóstico conclusivo sobre a ineficiência do protótipo construído: A baixa amplitude da componente de deformação longitudinal da onda viajante no tubo. O estudo dos resultados das simulações permitiu o estabelecimento de um roteiro de análise e cálculos dimensionais para este novo tipo de motor. Simulações realizadas mostraram que um estator projetado com o roteiro proposto, é capaz de produzir deformações longitudinais de 2,6μm e radiais de 3,8μm, quando as cerâmicas piezelétricas são acionadas a 35,3 V. Comparando-se os resultados das simulações do estator prototipado com o novo projeto, observa-se um acréscimo teórico de 90% nas componentes de deformação radial e 3600% nas componentes longitudinais, indicando que um novo protótipo construído de acordo com o projeto pode atingir uma eficiência muito superior na produção de movimento.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnelieseLF_DISSERT.pdf: 3198107 bytes, checksum: 808e93eb6952cb8e374d91afa53cabe1 (MD5) Previous issue date: 2011-07-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This master thesis aims at developing a new methodology for thermochemical degradation of dry coconut fiber (dp = 0.25mm) using laboratory rotating cylinder reactor with the goal of producing bio-oil. The biomass was characterized by infrared spectroscopy with Fourier transform FTIR, thermogravimetric analysis TG, with evaluation of activation energy the in non-isothermal regime with heating rates of 5 and 10 ?C/min, differential themogravimetric analysis DTG, sweeping electron microscopy SEM, higher heating value - HHV, immediate analysis such as evaluated all the amounts of its main constituents, i.e., lignin, cellulose and hemicelluloses. In the process, it was evaluated: reaction temperature (450, 500 and 550oC), carrier gas flow rate (50 and 100 cm?/min) and spin speed (20 and 25 Hz) to condensate the bio-oil. The feed rate of biomass (540 g/h), the rotation of the rotating cylinder (33.7 rpm) and reaction time (30 33 min) were constant. The phases obtained from the process of pyrolysis of dry coconut fiber were bio-oil, char and the gas phase non-condensed. A macroscopic mass balance was applied based on the weight of each phase to evaluate their yield. The highest yield of 20% was obtained from the following conditions: temperature of 500oC, inert gas flow of 100 cm?/min and spin speed of 20 Hz. In that condition, the yield in char was 24.3%, non-condensable gas phase was 37.6% and losses of approximately 22.6%. The following physicochemical properties: density, viscosity, pH, higher heating value, char content, FTIR and CHN analysis were evaluated. The sample obtained in the best operational condition was subjected to a qualitative chromatographic analysis aiming to know the constituents of the produced bio-oil, which were: phenol followed by sirigol, acetovanilona and vinyl guaiacol. The solid phase (char) was characterized through an immediate analysis (evaluation of moisture, volatiles, ashes and fixed carbon), higher heating value and FTIR. The non-condensing gas phase presented as main constituents CO2, CO and H2. The results were compared to the ones mentioned by the literature. / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de degrada??o termoqu?mica da fibra do coco seco (dp = 0,25 mm) utilizando reator de cilindro rotativo em escala de laborat?rio, visando a produ??o de bio-?leo. A biomassa foi caracterizada por an?lise elementar (C, H, N), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier - IVTF, an?lise termogravim?trica ATG, com avalia??o da energia de ativa??o no regime n?o isot?rmico com taxas de aquecimento de 5 e 10 oC/min, an?lise diferencial termogravim?trica - DTG, microscopia eletr?nica de varredura - MEV, poder calor?fico superior - PCS, an?lise imediata (avalia??o da umidade, materiais vol?teis, cinzas e carbono fixo) bem como avalia??o dos teores dos principais constituintes, ou seja, lignina, celulose e hemicelulose. No processo de pir?lise os seguintes par?metros foram estudados: temperatura da rea??o (450, 500 e 550 ?C), vaz?o do g?s de arraste (50 e 100 cm?/min) e velocidade de centrifuga??o para condensa??o do bio-?leo (20 e 25 Hz). O fluxo de alimenta??o da biomassa (540 g/h), a rota??o do cilindro rotativo (33,7 rpm) e o tempo de rea??o (30 33 min) foram mantidos constantes. Os produtos obtidos no processo da pir?lise da fibra do coco seco foram o bio-?leo, os finos de carv?o e a fase gasosa n?o condensada. Um balan?o de massa macrosc?pico aplicado tendo como base o peso de cada produto permitiu obter o rendimento dessas fases. O melhor rendimento de 18,1 % em bio-?leo foi obtido nas seguintes condi??es: temperatura de 500 ?C, vaz?o de g?s inerte 100 cm?/min e velocidade de centrifuga??o de 20 Hz. Nessas condi??es, o rendimento em finos de carv?o foi de 21,7 %, fase gasosa n?o condens?vel 37,6 % e perdas da ordem de 22,6 %. Algumas propriedades f?sicas do bio-?leo foram avaliadas, a saber, a densidade, viscosidade, pH, poder calor?fico superior, teor de finos de carv?o, an?lise por IVTF e CHN. A an?lise cromatogr?fica do bio-?leo mostrou que os principais constituintes de sua composi??o foram o fenol seguido do sirigol, aceto vanilona e vinil guaiacol. A fase s?lida (finos de carv?o) obtida foi caracterizada por an?lise imediata, poder calor?fico superior e IVTF. A fase gasosa n?o condensada apresentou como principais constituintes o CO2, CO e H2. Os resultados foram comparados com dados da literatura.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSERSF.pdf: 1452502 bytes, checksum: 2b2b5bbeb8a8c00c381af23d21ebe405 (MD5) Previous issue date: 2008-06-09 / An cylinder-parabolic solar concentrator is presented to produce steam for different applications. This prototype was built in glass fiber with dimensions that follow a study of optimization of parameters inherent in the optical reflection of sunlight by the surface of reflection and absorption of the same by tubing that leads the fluid of work. The surface of the concentrator of 2.24 m? has been covered by layers of mirror with 1.0 m of lenght and 2.0 cm wide. The absorb tubing consists of a copper tube diameter equal to 28 mm. The concentrator is moving to follow the apparent motion of the sun. It will be presented the processes of manufacturing and assembly of the concentrator proposed, which has as main characteristics the facilities construction and assembly, in addition to reduced cost. Will be presented data from tests performed to produce steam setting up some parameters that diagnose the efficiency of the concentrator. It will be demonstrated the viabilities thermal, economic and of materials of the proposed system.The maximum temperature achieved in the vacuum tube absorber was 232.1?C and average temperature for 1 hour interval was 171.5?C, obtained in a test with automation. The maximum temperature achieved in the output of water was 197.7?C for a temperature of 200.0?C in the absorber tube. The best average result of the water exit temperature to interval of 1 hour was 170.2?C for a temperature of 171.2?C, in the absorber tube, obtained in test with automation. Water exit mean temperatures were always above of the water steaming temperature. The concentrator present a useful efficiency of 38% and a production cost of approximately R$ 450,00 ( $ 160.34) / Apresenta-se um concentrador solar do tipo cilindro-parab?lico para a produ??o de vapor para aplica??es diversas. A superf?cie da par?bola foi constru?da em fibra de vidro, com dimens?es que seguem um estudo de otimiza??o de par?metros ?pticos inerentes ? reflex?o dos raios solares pela superf?cie refletora e a intercepta??o desses raios pelo tubo absorvedor. A superf?cie do concentrador de 2,24 m2 foi recoberta por l?minas de espelho de 1,0 m de comprimento por 2 cm de largura. A tubula??o absorvedora ? composta de um tubo de cobre de di?metro correspondente a 28 mm. O concentrador tem mobilidade para rastrear automaticamente o movimento aparente do sol. Ser?o mostrados os processos de fabrica??o e montagem do concentrador proposto, que apresenta como caracter?sticas principais, as facilidades de constru??o e montagem, al?m de custo reduzido. A temperatura m?xima alcan?ada no tubo absorvedor vazio foi 232,1?C e a temperatura m?dia para intervalo de 1 hora foi 171,5 ?C, obtidas em um teste com automatiza??o. O pico m?ximo obtido na temperatura de sa?da de ?gua foi de 197,7?C para uma temperatura de 200,0?C no do tubo absorvedor. O melhor resultado m?dio da temperatura de sa?da da ?gua para intervalo de 1 hora foi 170,2?C para uma temperatura de 171,2?C, no tubo absorvedor, obtido em teste com automatiza??o. As m?dias de temperaturas de sa?da de ?gua estiveram sempre acima da temperatura de vaporiza??o da ?gua. O concentrador apresenta uma efici?ncia ?til de 38% e um custo de fabrica??o de aproximadamente R$ 450,00 ( $ 160,34)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A texturização superficial é uma importante ferramenta a ser utilizada na diminuição do atrito em contatos lubrificados, sendo sua eficácia atestada tanto em simulações como experimentalmente. Uma grande barreira para a utilização em escala industrial da texturização superficial e a dificuldade de se encontrar métodos de inserção destes padrões superficiais que combinem rapidez de implementação e baixo custo, tornando assim a técnica mais competitiva. O objetivo deste trabalho é investigar a viabilidade de se inserir texturas superficiais na superfície interna de cilindros automotivos de ferro fundido cinzento, utilizando método de texturização superficial sem mascaramento (MECT), o qual combina baixo custo e elevada velocidade de texturização. Uma vez estabelecidos os parâmetros de texturização do método MECT para o ferro fundido cinzento, foram conduzidos ensaios anel-bloco a fim de comparar os ganhos na redução do atrito e do desgaste de amostras texturizadas quando comparadas a amostras polidas mecanicamente e eletroquimicamente. O MECT se mostrou um método viável, rápido e de baixo custo para texturização de camisas de cilindros automotivos. Nos ensaios anel-bloco as amostras texturizadas superficialmente apresentaram menores coeficiente de atrito e volume desgastado em relação as amostras polidas mecanicamente e eletroquimicamente. / Surface texturing is an important tool to be used for reduction of the friction force in lubricated contacts, being its effectiveness evidenced in simulations and experimentally. A major barrier to use surface texturing in an industrial scale is the difficulty of finding application methods of these surface patterns that combine both high speed and low cost, thus making the surface texturing a more competitive technique. The objective of this work is to investigate the potentiality of inserting surface textures on the inner surface of an automotive cylinder liner made of grey cast iron, using Maskless Electrochemical Texturing Method (MECT), which is a both low cost and high-speed texturing process. Once established the texturing parameters for the method MECT for the grey cast iron, were made Block-on-Ring tests to compare the improvement in reducing friction force and wear of the textured samples in comparison with samples mechanically and electrochemically polished. The method MECT proved to be a viable method for texturing of automotive cylinder liners, being both fast and low cost. In the Block-on-Ring tests, the texturized samples showed lower friction coefficient and wear volume compared to the mechanically and electrochemically polished samples. / Dissertação (Mestrado)

Nesta contribuição apresentamos uma solução para a equação de transferência radiativa condutiva em geometria cilíndrica. Esta solução é aplicada para simular a radiação e campo de temperatura juntamente com o transporte de energia radiativa e condutiva proveniente do escape liberado em lançamentos de foguetes. Para este fim, discutimos uma abordagem semianalítica reduzindo a equação original, que é contínua nas variáveis angulares, numa equação semelhante ao problema SN da transferência radiativa condutiva. A solução é construída usando um método de composição por transformada de Laplace e o método da decomposição de Adomian. O esquema recursivo ´e apresentado para o sistema de equações de ordenadas duplamente discretas juntamente com as dependências dos parâmetros e suas influências sobre a convergência heurística da solução. A solução obtida, em seguida, permite construir o campo próximo relevante para caracterizar o termo fonte para problemas de dispersão ao ajustar os parâmetros do modelo, tais como, emissividade, refletividade, albedo e outros, em comparação com a observação, que são relevantes para os processos de dispersão de campo distante e podem ser manipulados de forma independente do presente problema. Além do método de solução, também relatamos sobre algumas soluções e simulações numéricas. / In this contribution we present a solution for the radiative conductive transfer equation in cylinder geometry. This solution is applied to simulate the radiation and temperature field together with conductive and radiative energy transport originated from the exhaust released in rocket launches. To this end we discuss a semi-analytical approach reducing the original equation, which is continuous in the angular variables, into an equation similar to the SN radiative conductive transfer problem. The solution is constructed using a composite method by Laplace transform and Adomian decomposition method. The recursive scheme is presented for the doubly discrete ordinate equations system together with parameter dependencies and their influence on heuristic convergence of the solution. The obtained solution allows then to construct the relevant near field to characterize the source term for dispersion problems when adjusting the model parameters such as emissivity, reflectivity, albedo and others in comparison to the observation, that are relevant for far field dispersion processes and may be handled independently from the present problem. In addition to the solution method we also report some solutions and numerical simulations.

O escoamento ao redor de cilindros inclinados, ou escoamento oblíquo, é um problema bastante comum em diversas áreas da engenharia. Embora o escoamento ao redor de um cilindro não inclinado consista em um tópico clássico e bastante estudado no contexto da mecânica dos fluídos, os estudos investigativos do escoamento oblíquo existem em menor número. O procedimento mais adotado para o estudo do escoamento ao redor de um cilindro inclinado é o Princípio da Independência, que atesta que todas as características da esteira dependem unicamente da componente da correnteza incidente que é ortogonal ao eixo do cilindro. Visando um melhor entendimento do escoamento ao redor de cilindros rígidos e inclinados, três grupos de experimentos foram conduzidos com cilindros inclinados tanto à montante como à jusante. Cinco ângulos de inclinação, definidos entre o eixo do cilindro e a direção ortogonal à da correnteza foram ensaiados, a saber: teta = 0°, 10°, 20°, 30° e 45°. No primeiro grupo de experimentos, os resultados obtidos com os cilindros estacionários inclinados à montante mostraram que o coeficiente de arrasto médio concorda com os resultados da configuração de referência, desde que a componente da correnteza incidente ortogonal ao eixo do cilindro seja utilizada na normalização da força. No tocante aos experimentos dos cilindros sujeitos ao fenômeno de vibrações induzidas pela emissão de vórtices com um ou dois graus de liberdade, existe um decréscimo da amplitude de oscilação dos cilindros com o aumento do ângulo de inclinação. Em todas as campanhas experimentais, foram verificadas diferenças entre os resultados obtidos com os cilindros inclinados à montante ou à jusante. Essa diferença é tão maior quanto maior for o ângulo de inclinação, e está associada à assimetria nas condições de extremidade do cilindro. / The flow around yawed cylinders, or oblique flow, is a common subject in several engineering applications. Despite the flow around a non-yawed cylinder consists on a classical and extensively investigated problem, there is a considerable lower number of investigation concerning the oblique flow. The most employed approach aiming at investigating the oblique flow is the so called Independence Principle, which states that the flow characteristics depend only on the component of the free-stream that is normal to the cylinder axis. Three groups of experiments were carried out aiming at a better understanding of the flow around yawed cylinders. Five yaw angles defined between the cylinder axis and the direction orthogonal to the free-steam were tested, namely: theta = 0°, 10°, 20°, 30° e 45°. From the first group of experiments, the results obtained with stationary cylinders yawed in the upstream orientation shown that the mean drag coeficient matches the classical results from the non-yawed cylinder, if the component of the free-stream that is orthogonal to the cylinder axis is employed in the normalization of the hydrodynamic force. Concerning vortex-induced vibrations experiments with one and two degrees-of-freedom, a decrease was observed in the maximum oscillation amplitude. For all the experiments, it was observed that the results obtained from the upstream orientation tests can be different from those obtained for the downstream orientation ones. The larger the yaw angle, the larger are the differences, which are associated to the asymmetric end conditions.

Neste trabalho, o escoamento incompressível ao redor de um cilindro fixo é estudado numericamente através do método de elementos finitos. Foram realizadas simulações bidimensionais no domínio do tempo, com números de Reynolds variando entre 100 e 600, utilizando-se, para tanto, malhas não-estruturadas com elementos triangulares. Pretende-se aqui analisar a eficácia da solução das equações de Navier-Stokes utilizando o método das penalidades, meio pelo qual o acoplamento pressão-velocidade foi tratado. Avalia-se a convergência da solução para diferentes valores do fator de penalidade e sugere-se um método para estimá-lo. Analisa-se, ainda, a sensibilidade da resposta à utilização da matriz de inércia nos formatos consistente e concentrada. Por fim, é realizada a comparação dos coeficientes de arrasto médio, flutuação do coeficiente de sustentação e número de Strouhal obtidos neste trabalho com resultados de outras publicações. / In this work, the incompressible flow around a stationary cylinder is investigated by using the Finite Element Method. Two-dimensional simulations in time domain have been carried out, with Reynolds number varying from 100 to 600, using non-structured meshes with triangular elements. The aim of this work is to analyze the efficiency of Penalty Methods, which is the way that the velocity-pressure coupling problem is treated here, in Navier-Stokes equations solution. The solution convergence from different values of penalty parameter is evaluated and it is suggested a method to estimate it. In addition, it is studied the sensibilty of response when using the mass matrix in consistent or lumped format. At last, a comparison between average drag coefficient, fluctuating lift and Strouhal number obtained here and those found in other publications is shown.

O escoamento em torno de corpos tem sido objeto de estudo de muitos pesquisadores e é muito explorado experimental e computacionalmente, devido a sua grande aplicabilidade na engenharia. No entanto, simular computacionalmente este tipo de escoamento requer uma atenção especial ao escolher o tipo malha a ser utilizado. Em muitos casos faz-se necessário o uso de uma malha que se adapte ao contorno do obstáculo, o que pode ocasionar um aumento no esforço computacional. Um maneira de contornar este problema é a utilização do Método das Fronteiras Imersas, que possibilita o uso de malha cartesiana na simulação computacional do escoamento em torno de obstáculos. Isso é possível através da adição de um termo forçante nas equações que modelam o escoamento, e assim as forças que agem sobre o contorno do corpo são transferidas diretamente para a malha. O objetivo deste trabalho de mestrado foi implementar o método das Fronteiras Imersas e simular o escoamento em torno de um cilindro circular em repouso, movimentando-se na mesma direção do escoamento, na direção perpendicular ao escoamento, ou rotacionando em torno do próprio eixo. As simulações computacionais possibilitaram a captura do fenômeno de Atrelagem Síncrona, caracterizado pela sincronia entre a frequência de desprendimento natural de vórtices e a frequência de oscilação do mesmo. O Método das Fronteiras Imersas mostrou um ótimo desempenho quando comparado a resultados experimentais e numéricos encontrados na literatura / The flow around bodies have been studied by many researchers. Both experimental and computational approaches have been extensively explored in researches on flow around bodies and have been applied in many engeneering problems. However, to choose an appropriate type of mesh to perform computational simulations of this type of problem requires special attention. In many cases, it is necessary to use a mesh that is able to conform to the boundary if a given obstacle. The need to perform this adaptation may increase the computational effort. The Immersed Boundary Method enables the use of cartesian meshes to perform computational simulations of flows around obstacles. The idea of this method is to add a forcing term in the equations that model the flow. Thus, the forces applied on the body boundaries are directly transfered to the mesh. The aim of this work was to perform a computational implementation of the Immersed Boundary Method to simulate the flow over a oscilating circular cylinder. This oscilation may be inline with the flow, cross-flow, or rotating. The computational simulations enabled the capture of the lock-in phenomena, which consists of the syncronization between the vortex shedding frequency and the cylinder oscilation frequency. The results obtained from the computational simulations using the Immersed Boundary Method were in good agreement with the numerical and experimental results found in the literature

Orientador: Michel Georges Albert Vincentz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T01:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_AmandaBortolini_M.pdf: 20873886 bytes, checksum: 0c34c8a141f7bb11f8f3176ba7a976e0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O crescimento e o desenvolvimento dos organismos são baseados na capacidade celular de expressão gênica diferencial que resulta, principalmente, do controle da taxa de iniciação da transcrição por fatores reguladores de transcrição (FTs). FTs do tipo Basic Leucine QQjJer(bZIP) fQram descritos em todos os eucariotos. Seu domínio conservado é constituído de uma região de ligação ao DNA rica em aminoácidos básicos, flanqueada a um zíper de leucinas responsável pela dimerização. Em angiospermas, os bZIPs são reguladores importantes de processos específicos como fotomorfogênese, desenvolvimento de órgãos, elongação celular, controle do balanço de carbono/nitrogênio, mecanismos de defesa, via de sinalização de hormônios e sacarose, controle osmótico e florescimento. Mostramos que os genomas de Arabidopsis thaliana e Orysa sativa codificam para um conjunto completo e não redundante de 76 e 113 fatores bZIP respectivamente, que foram organizados em 11 grupos de proteínas evolutivamente relacionadas e 33 Possíveis Grupos de Genes Ortólogos (PoGO) de mono e eudicotiledôneas, o que deve permitir racionalizar o processo de caracterização funcional destes fatores em angiospermas. O Grupo C, que inclui genes homólogos ao lócus de regulação Opaco-2 (02) de milho, está organizado em três PoGOS, que possivelmente desempenham três funções ancestrais de angiospermas. Em Arabidopsis estas três possíveis funções ancestrais estão representadas por quatro genes (bZIP' 02 !1omologous, Bzo2h), Bzo2h3/AtbZIP63 (PoGO C1), Bzo2h1/AtbZIP10 e Bzo2h4/ AtbZIP25 (PoGO C2) e Bzo2h2/AtbZIP9 (PoGO C3). Visando um melhor conhecimento sobre a evolução das funções dos fatores bZIP de angiospermas do Grupo C, iniciamos a caracterização funcional de~tes quatro reguladores, focando principalmente em AtbZIP9, um gene único representativo de uma função ancestral de angiospermas e cujo papel ainda é desconhecido. Notamos que a expressão de AtbZIP9 é restrita as células do floema e regulada por glicose, ácido abscísico e citocinina, sugerindo que este gene integra as vias de sinalização destes sinais metabólicos e hormonais no floema. Abordagens de genética reversa como RNAi, knockout e superexpressão não permitiram elucidar de maneira clara a atuação de AtbZIP9 no ciclo de vida de Arabidopsis, indicando que mecanismos de regulação pós-transcricional e/ou redundância genética atuam sobre este gene. Visando dar continuidade e ampliar o estudo funcional de AtbZIP9, foram obtidas linhagens transgênicas de Arabidopsis expressando versões modificadas deste gene que codificam para proteínas ativadoras constitutivas fortes da transcrição. Estas novas versões de AtbZIP9 são teoricamente capazes de ativar de maneira constitutiva a expressão dos genes alvos de AtbZIP9, contornando assim, as dificuldades decorrentes da análise de famílias gênicas que apresentam redundância funcional. Quando comparados a plantas selvagens, transformantes primários para ativadores constitutivos fortes apresentaram diversas alterações de morfologia foliar, além de mudanças metabólicas e fisiológicas como acúmulo de compostos fenólicos em folhas, sintomas de morte celular e senescência. A análise destes transformantes ainda sugere uma possível participação de AtbZIP9 no controle do desenvolvimento do sistema vascular de raízes e folhas. Suspeitamos que as alterações de morfologia foliar e fisiologia observadas possivelmente representem conseqüências de mudanças nas propriedades funcionais de transporte do floema, decorrentes de defeitos no processo de diferenciação e organização das células do cilindro vascular / Abstract: Transcriptional regulatory factors (TFs) play an important role in controlling growth and development of ali organisms. bZIPs TFs have been described in ali eukaryotes and are characterized by a basic aminoacid rich DNA binding domain and a leucine zipper, responsible for dimerization. bZIPs have been reported to act in several different plantspecific processes such as organ development, cell elongation, defense mechanism, hormones and sucrose signalization, light response, control of nitrogen/carbon balance, osmotic control and flowering. We showed that Arabidopsis thaliana and Orysa sativa genomes encode a complete and non-redundant set of 76 and 113 bZIP transcription factors, respectively, which were divided into 11 unique groups of homologous genes. More detailed phylogenetic analysis led to the identification of 33 Possible Groups of Monocot and Eudicot Orthologous Genes (PoGO), which allows rationalizing functional studies in angiosperms. Group C, which includes genes homologous to the maize Opaque-2 locus, is formed by three PoGOs, suggesting that this group represents three ancestral functions among angiosperms. In Arabidopsis these three possible ancestral functions may be represented by the bZIP Qpaque-2. homologous genes (Bzo2h), Bzo2h3/AtbZIP63 (PoGO C1), Bzo2h1/AtbZIP10 and Bzo2h4/AtbZIP25 (PoGO C2) and Bzo2h2/AtbZIP9 (PoGO C3). To get insight into the evolution pattern and function of Group C members, we have iniciated the functional characterization of the Bzo2h genes concentrating initially on AtbZIP9, a unique gene that represents an ancestral function and for which no functional informational is available. We showed that AtbZIP9 expression is restricted to phloem cells and regulated by glucose, abscisic acid and cytokinin, suggesting that this gene is an element of the signalization pathways of these metabolic and hormonal signals in the phloem. Reverse genetic approaches such as RNAi, knockout and superexpression failed to reveal the biological function of AtbZIP9 in Arabidopsis life cycle and suggested that post-transcriptional regulation and/or functional redundancy may act on AtbZIP9. In order to improve our Rnowledge on AtbZIP9 function, Arabidopsis transgenic lines expressing constitutive transcriptional activator versions of AtbZIP9 were obtained. Since such modified versions of AtbZIP9 are theoretically able to promote the superexpression of AtbZIP9 target genes, this strategy should be independent of functional redundancy. When compared to wild type plants, primary transformants for constitutive transcriptional activator versions of AtbZIP9 showed alterations of leaf morphology, as well as metabolic and physiologic modifications, such as phenolic compound accumulation in leaves, cell death and senescence symptoms. Analyses of this transformants also suggest that AtbZIP9 is possibly involved in the control of leaf and root vascular system development. We suspect that the alteration of leaf morphology and physiology observed in primary transformants possibly reflects consequences of changes in phloem transport functional properties, due to defects in vascular cylinder cell differentiation and organization / Mestrado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Esta tese trata o escoamento ao redor de um cilindro logo após a sua primeira instabilidade, dentro do seu regime bidimensional periódico. A abordagem é principalmente teórica, passa por experimentos e culmina em uma importante parte numérica que complementa a teoria com evidências e ilustrações. As principais contribuições são a análise sobre a composição modal da solução dentro do regime periódico e o método desenvolvido para identificar autovetores de uma linearização da equação de Navier-Stokes presentes em uma dada solução. As bases compostas pelos autovetores identificados servem para a projeção da equação de Navier-Stokes e dão a essência dos modelos reduzidos deste estudo. A aplicação numérica apresentada para Re = 60 traz duas iterações do processo, com duas bases de autovetores de dimensões 12 e 24. Os modelos reduzidos são numericamente estáveis e a sua integração apresenta custo várias ordens mais baixo que o da simulação numérica completa. As séries temporais das coordenadas e as bases de autovetores possibilitam a recomposição do escoamento e a sua comparação com a simulação numérica de referência. A análise de aderência foi baseada nas médias temporais, nos valores de Strouhal e na estrutura dos harmônicos. Ambos modelos reduzidos têm correspondência próxima com o comportamento assintótico do escoamento e a tendência convergente das iterações é clara. As simetrias espaciais e temporais dos harmônicos são facilmente identificadas na estrutura dos modelos, de forma que as bases construídas podem ser entendidas como conjuntos de estruturas coerentes do fenômeno. / This thesis concerns the flow past a cylinder just after its first bifurcation, within its two-dimensional periodic regime. The approach is mainly theoretical, goes through experiments and is concluded by an important numerical part which complements the theory with evidences and illustrations. The main contributions are the analysis concerning the modal composition of the solution within the periodic regime and a method to identify eigenvectors of some linearizaton of the Navier-Stokes equation participating on a given solution. The bases spanned by the identified eigenvectors are employed in the projection of the Navier-Stokes equation and are central to the reduced models of this study. The numerical results for Re = 60 present two iterations of the process, with two bases of dimensions 12 e 24. The reduced models are numerically stable and their integration is many orders less costly than that of the full simulation. The time series of the modal coordinates and the eigenvectors bases allow the recomposition of the flow and its comparison with the full simulation results. The convergence analysis was based on the time averages, the Strouhal number values and the harmonic structure. Both reduced models have close correspondence with the asymptotic behavior of the flow and the convergent trend of the iterations is clear. The space and time symmetries of the harmonics have a simple representation within the structure of the models, therefore the identified bases can be understood as sets of coherent structures of the phenomenon.