"Experimental study of the phenomena of turbulent flow in the narrow gaps between subchannels of rod bundles". lt was observed that the turbulent intensities in the narrow gaps between the subchannels of rod bundles are strongly anisotropic and higher than in pipes. In rod bundles, both the axial and azimuthal components of the fluctuating velocity have a quasi-periodic behaviour. The intensities increase with decreasing distance between the rods or between rod and channel wall, respectively. To determine the origin of this phenomenon, experiments were performed in rod bundles with different pitch-to-diameter (P/D) and wall-to-diameter (W/D) ratios. In these experiments, two components of the fluctuating velocity were measured with hot wires simultaneously at two different locations of a wall subchannel, together with the pressure fluctuations at the wall measured by microphones. The output signals were registered with an analog tape recorder. Afterwards they were digitized and evaluated to obtain spectra as well as auto and cross correlations. The results were analysed to determine the interdependence between pressure and velocity fluctuations. Attention was devoted to the analysis of turbulence spectra and the identification of their specific ranges. The dominant frequency of the turbulent motion, taken from the spectra, was found to be a function of the gap width and of the flow velocity. The corresponding Strouhal Number is a geometrical parameter which can be expressed in terms of P/D and W/D. Based on the observation of transit time between the probes, measured with help of cross correlations, on the form and the presence of peaks on spectra, a phenomenological model was developed, to explain the studied phenomenon. The model describes the formation of large eddies near the gaps and their effect on the fluid motion through rod bundles. The relationship between the mixing process and the studied phenomenon was determined.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299943.pdf: 3763560 bytes, checksum: 085a0b391a4781e97e2a9750679697ae (MD5) / Nos últimos anos, um promissor tipo de fluido tem obtido grande atenção entre os pesquisadores de ciências térmicas ao redor do mundo. Trata-se de um colóide formado pela adição de nanopartículas de alta condutividade térmica em um fluido base, o nanofluido, que tem por objetivo a melhora das características térmicas sem alterar significativamente as demais propriedades. A presente pesquisa tem por finalidade estudar os efeitos do uso de nanofluidos em aplicações de ebulição em piscina. Para tanto, testes de ebulição utilizando nanopartículas de Alumina (Al2O3), Maguemita (Fe2O3) ou Nanotubo de Carbono (NTC) misturadas à água foram realizados, e seus resultados comparados com os de ensaio com água pura. O aumento nos valores de fluxo crítico de calor (FCC) e os diferentes resultados obtidos a respeito da taxa de transferência de calor (TTC) levaram às análises de rugosidade, molhabilidade e metalografia da superfície resultante. Acredita-se que as mudanças na molhabilidade causadas pela adesão de nanopartículas na superfície sejam a causa principal para o aumento do FCC e os diferentes resultados de TTC / In the past few year, a promising fluid has attracted attention among thermal sciences researchers around the world. It is a colloid formed by the addition of high thermal conductivity nanoparticles in a base fluid, which aims the enhancement of thermal properties without modifying significantly other properties. The present work has the purpose to study the effects of the use of nanofluids in pool boiling applications. Nanoparticles of Alumina(Al2O3), Maghemite (Fe2O3) and carbon nanotubes (CNT) were mixed with distilled water. Pool boiling tests were done and the results compared with those using only distilled water as fluid. The increase in Critical heat Flux (CHF) values and the different behavior of the nanofluids regarding to heat transfer rates have lead to additional analysis of roughness, wettability and metalography in the surface. It is expected that changes in wettability caused by the adhesion of nanoparticles in the surface are the main cause of the increase in CHF and different results of heat transfer rates

O escoamento ao redor de cilindros próximos de um contorno é um problema de grande interesse para muitas aplicações de engenharia. Vários parâmetros afetam o desprendimento de vórtices neste tipo de escoamento, tais como a espessura e o tipo da camada limite (laminar ou turbulenta), a distância do cilindro à placa, bem como o número de Reynolds. Devido à quantidade de parâmetros envolvido, este escoamento é bem mais complexo do que o caso de um cilindro isolado. No presente trabalho, o problema da interação entre camada limite e desprendimento de vórtices de um cilindro circular, foi dividido em quatro casos fisicamente mais simples, os quais permitiram avaliar o efeito isolado do cisalhamento e do confinamento provocado pela placa, bem como a combinação destes. Para este estudo foi utilizada a técnica de Simulção Numérica Direta (DNS) para a solução das equações de Navier-Stokes. As simulações foram realizadas para número de Reynolds na faixa de 60 a 300. Os resultados obtidos das simulações bidimensionais, para os quatro casos propostos e considerando a faixa de parâmetros analisados, demonstraram que a supressão do desprendimento de vórtices só ocorre quando existe a combinação do cisalhamento e do confinamento, e que o valor crítico no qual ocorre a supressão dos vórtices depende da intensidade do cisalhamento. Os resultados tridimensionais obtidos para o caso de escoamento livre com cisalhamento constante, mostraram que o aumento do cisalhamento tende a retardar a formação de estruturas tridimensionais. Além disso, o cisalhamento afeta o comprimento axial das estruturas tridimensionais, quando comparado com os observados no caso de escoamento uniforme. No caso de escoamento próximo à placa, os resultados tridimensionais mostram que a redução do afastamento provoca a supressão das estruturas tridimensionais. Esta observação foi associada à redução do número de Reynolds local. Além disso, os resultados tridimensionais obtidos para ambos os casos mostraram que existe uma variação ao longo do eixo do cilindro dos coeficientes hidrodinâmicos, a qual foi associada com a formação das estruturas longitudinais próximas à base do cilindro. Os resultados tridimensionais também permitiram visualizar a ocorrência do emparelhamento de vórtices longitudinais. / The flow around a circular cylinder close to a plane wall is of great interest to many engineering fields, due to its practical applications. In this kind of flow many parameters affect the vortex shedding, such as the boundary layer thickness, laminar or turbulent flow, the distance between the cylinder and the plate (gap) and the Reynolds number. Due to the number of parameters involved, this flow is much more complex than the flow around an separately circular cylinder. In the present work the interaction between the boundary layer and the vortex shedding from a cylinder was divided in four simple cases. These four cases allowed evaluating the isolated effect of the shear, the confinement and the combination of them. For this study the Direct Numeric Simulation (DNS) of the Navier-Stokes equation was chosen. The simulations were done at low Reynolds number, in the range of 60−300. The results of the two-dimensional simulations, considering the four cases and the range of parameters, have showed that the suppression of vortex shedding only takes place when there is a combination of shear and confinement, and the value of the critical gap, wherever it takes place, depends on the shear intensity. In the three-dimensional simulation the results of the free constant shear flow have indicated that the increase of the shear parameter tends to delay the formation of three-dimensional structures when compared to the uniform flow case. On the other hand, the results for the cylinder close to a wall have indicated the suppression of the three-dimensional structures with the reduction of the gap. This effect was also associated with the reduction of local Reynolds number. Moreover, the three-dimensional results have showed a variation of the hydrodynamic coefficients along the cylinder axis. This variation was associated with the streamwise vortex formed near the base of the cylinder. The three-dimensional results also permit to visualize the merging of the streamwise vortex.

A visualização de escoamentos e a medição de campos de velocidades têm sido instrumentos de grande valia na compreensão de fenômenos na Mecânica dos Fluidos. Há muito tempo existem processos de medição de velocidade tais como tubo de Pitot ou de Venturi. Entretanto estes métodos são denominados invasivos. Na década de 70 surgiu o método não invasivo de determinação de velocidade e ficou conhecido como Velocimetria de Laser Doppler, em alusão ao fenômeno físico envolvido no processo de medição. Na década de 80, também do século passado, surgiram técnicas como Velocimetria por Speckle e Velocimetria por Imagem de Partículas. Estas, apesar de serem incluídas como não invasivas, na realidade devem colocar partículas traçadoras e/ou marcadoras (dependendo da técnica). Primeiramente, deve-se fazer considerações a respeito do quão intrusivo é a colocação de uma determinada partícula em um determinado escoamento. Em segundo lugar, deve-se efetuar uma análise do quanto o movimento da partícula reflete o movimento do escoamento, principalmente naqueles em que existem fortes gradientes de velocidade. Estas são questões cruciais para estes processos. O objetivo do presente trabalho é fazer uma avaliação do acompanhamento ou não de uma partícula, esférica, em um escoamento com gradientes de velocidade. Será estudada a influência do diâmetro da partícula. Para tanto será utilizado um perfil de Venturi e a técnica será a de Velocimetria de Imagem de Partículas (PIV em inglês), utilizando o tamanho do rastro deixado pelas partículas dispersas no fluido, determinando sua velocidade. Para determinação deste valor, foi desenvolvido um método de análise de histograma. / The flow visualization and measurements of velocity fields have been important instruments to phenomena understanding in Fluid Mechanics. Process of velocity measurements have been used a long time ago, like Pitot and Venturi pipes. Those methods are named invasive. In seventies of the last century rised a method non invasive to determine velocity in flows known as Laser Doppler Velocimetry (LDV), in respect of the physical phenomena involved in measurement process. In eighties, of last century too, rised techniques like Laser Speckle Velocimetry (LSV) and Particle Image Velocimetry (PIV). These techniques, although have been classified as non intrusive, actually must spread out tracer and/or marker particles, depending upon what technique is been used. First, one has to analyze of how non intrusive is to spread out particles in one specified flow. Second, it is necessary to study of how a particle movement reflects the flow, mainly in those flows submitted upon high velocity gradients. Those questions are essentials in this kind of measurement. The aim of this present work is to evaluate of how suitable the particle movement is to flow movement. The particle will be considered as spherical, in a flow with velocity gradients. Will be studied the influence of particle diameter. To implement this work, the pipe profile chosen was Venturi and the technique will be Particle Image Velocimetry, using the length of particle streaks to evaluate its velocity. It was developed a method that analyzes the histogram.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-18T14:07:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:37:57Z : No. of bitstreams: 1 180880.pdf: 41980033 bytes, checksum: 451dd1b0f2d9ef67eee55aee7a982a75 (MD5) / Com o aparecimento da crise do ozônio e posteriormente da crise do aquecimento global, as indústrias de refrigeração foram forçadas a substituir o refrigerante CFC12 pelo refrigerante HFC134a. No entanto, a baixa miscibilidade/solubilidade do HFC134a nos óleos minerais até então utilizados, fez com que surgissem os óleos éster. Sistemas de refrigeração com HFC134a e óleo éster passaram então a ser comercializados universalmente. Como conseqüência começaram a surgir problemas de entupimento de tubos capilares por substâncias orgânicas. Tais substâncias (contaminantes) podem ser geradas no compressor através da deterioração química do refrigerante e do óleo ou podem se fazer presentes no sistema através de resíduos do processo de manufatura. Apesar do forte impacto tecnológico deste problema, raros são os trabalhos que podem ser encontrados na literatura abordando este assunto. Na maioria, estes trabalhos limitam-se a reportar resultados de testes de vida, quando um certo compressor é colocado a operar com uma certa concentração de contaminante, e a redução do fluxo de massa é monitorada ao longo do tempo através de testes padronizados utilizando nitrogênio. O presente trabalho, de caráter inédito, procura isolar e estudar os efeitos das variáveis independentes (pressão na entrada do capilar, grau de subresfriamento, tipo de óleo, concentração de óleo, diâmetro e comprimento do capilar) sobre a variável dependente (fluxo de massa). Nesta primeira etapa o efeito do contaminante não será considerado. Para tanto tornou-se necessário construir uma bancada experimental com controle completo de todas as variáveis envolvidas no processo. Os resultados dos testes mostraram que tanto o tipo de óleo como a concentração de óleo no refrigerante, provocam uma redução significativa do fluxo de massa, o que leva a crer que muitos dos problemas creditados a presença de contaminantes são na realidade causados pela presença única e exclusiva de óleo éster no sistema.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1998-08-17Bitstream added on 2014-06-13T19:20:52Z : No. of bitstreams: 1 battaglini_nmp_dr_botfca.pdf: 581238 bytes, checksum: 6976e40352726ea0079d8119e8b4c482 (MD5) / Fluidos de viscosidade entre 0,874 10-3 e 787 10-3 N m s-2 foram agitados pelos impelidores tipos âncora convencional, âncora modificada, fita helicoidal e parafuso em tanques cilíndricos de fundos reto e toroesférico para determinação da potência requerida e do tempo de mistura. Na agitação efetuada com os impelidores centrados houve o aparecimento de vórtices em algumas rotações. As medidas de potência foram efetuadas na região em que o número de Reynolds (NRe ) variou de 16 a 70.000 com a âncora convencional e modificada. Os diagramas do número de potência( ) P N em função do número de Reynolds, construídos com os dados experimentais, mostraram que, para todos os fluidos usados, ocorreu um desvio na curva quando o vórtice, formado na superfície do fluido, alcançou os impelidores e teve início a dispersão de ar no interior da massa fluida. A presença de bolhas de ar desenvolveu, no tanque, um sistema de duas fases (líquido–gás), alterando as características dos fluidos agitados. Nos cálculos do número de potência e do número de Reynolds foram utilizados os valores de viscosidade e densidade do fluido, e não os correspondentes ao sistema líquido-gás o que provocou, provavelmente, o desvio nas curvas. Na região em que o número de Reynolds fica entre 16 e 300 não houve formação de vórtices acentuados com aeração e a curva foi definida pela correlação ( )a NP A NRe = , onde A é função do tipo de impelidor e das dimensões do vaso e o expoente a, um valor empírico que varia com o número de Reynolds obtendo a relação ( )1,7 Re N = 19.953 N − P . O desempenho dos impelidores na homogeneização foi analisado pela energia requerida para se obter uma mistura de açúcar e água com concentrações correspondentes a 40 e 60o Brix. O método desenvolvido foi baseado na verificação... / Fluids with viscosity between (0,874 and 787 10-3 Nm s-2 were agitated by conventional anchor, modified anchor, helicoidal ribbon and screw impellers in cilindric tanks straight and concave (torospheric) bottoms for the measurement of power and time of mixture. The arisal of vortex occurred when agitation was accomplished with centred impellers and in some rotations. The measures of power were obtained in the interval where the number of Reynolds (NRe) varied from 16 to 70.000 with conventional and modified anchor. The diagrams of number of Reynolds in function of number of Froude constructed with experimental data showed that, to all fluids employed, a deflection in the curve occurred when the vortex formed at the surface of the fluid reached the impellers and the dispersion of air inside the fluid mass started. The presence of air bubbles develops in the tank a system of two phases altering the characteristics of the agitated fluids. In the calculations of the number of Reynolds were used the values of the fluid viscosity and density and not ones corresponding to the liquid-gas system, provoking a deflection in the curves. In the interval where the number of Reynolds remains between 16 and 300 the formation of a well developed vortex with aeration did not occur and the curve was defined by the correlation A N = ANRE Re , where A is function of the type of the impeller and of the dimensions of the tank, and the exponent a, an empirical value, varies with the number of Reynolds. The performance of the impellers in the homogenization was analysed in terms of the energy required in order to obtain a mixture...(Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-22T15:35:27Z No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-23T17:07:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-23T17:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / A nanotecnologia proporcionou o aumento de pesquisas em sistemas de entrega de drogas. Entre eles, os fluidos magnéticos (FM) mostram várias vantagens, tais como biocompatibilidade e biodegradação. FM são constituídos por nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas em suspensão num fluido carreador. Nanopartículas magnéticas (NPMs) de maguemita estão entre as mais utilizadas em aplicações médicas. Anfotericina B (AmB) é o agente antifúngico mais utilizado no tratamento de casos graves da Paracoccidioidomycosis (PCM), a qual é uma micose sistêmica nativa na América Latina, tendo como agente etiológico é o fungo termo- dimórfico Paracoccidioides brasiliensis. Infelizmente, a AmB causa graves efeitos adversos (principalmente nefrotoxicidade) após administração intravenosa, limitando assim seu uso clínico. A fim de reduzir os efeitos adversos da AmB, foram sintetizadas nanopartículas de maguemita estabilizadas com ácido láurico (BCL) e conjugadas com anfotericina B (BCL-AmB). O presente estudo mostra a caracterização, estabilidade e ensaios biológicos de BCL-AmB. A atividade antifúngica de BCL-AmB foi determinada pela Concentração Inibitória Mínima - MIC (do inglês -Minimum Inhibitory Concentracion) contra o P. brasiliensis. Citoxicidade, avaliada pelo ensaio MTT, e genotoxicidade, analisada pela fragmentação de DNA em citometro de fluxo e ensaio cometa, foram determinadas em fibroblastos murinos (NIH-3T3) e em células renais de porco (LLC-Pk1). Os ensaios de toxicidade foram realizados em dois tempos experimentais (24 e 48 horas). O diâmetro médio das nanopartículas de maguemita foi estimado por difração de raio-X e por microscopia eletrônica de transmissão, apresentando valores de 13 e 9 nm, respectivamente. Analises por espectroscopia na região do infravermelho mostraram a presença do ácido láurico associado à nanopartícula e confirmaram a presença da AmB. O diâmetro hidrodinâmico (DH) de BCL-AmB e BCL, após a síntese, foi de 62 e 55 nm e o potencial zeta foi de -28 e -42 mV, respectivamente. BCL apresentou alta estabilidade em 240 dias, entretanto o DH de BCL-AmB aumentou neste período. BCL-AmB apresentou atividade antifúngica, com MIC de 1,25 µg/mL, enquanto o MIC da AmB livre foi de 1,0 µg/mL. BCL-AmB apresentou baixa toxicidade em células de mamíferos. Para as células NIH-3T3, a citotoxicidade de BCL-AmB foi menor que a citoxicidade da AmB livre em 24 horas, com CC50 de 20 e 6 µg/mL, respectivamente; enquanto que para as células LLC-Pk1, os valores da CC50 foram de 267 e 37 µg/mL, respectivamente. Similarmente, após 48 horas, a citotoxicidade de BCL-AmB ainda foi menor que a citoxicidade da AmB livre. Nas duas linhagens celulares utilizadas, a CC50 de BCL-AmB induziu menor fragmentação de DNA que a CC50 da AmB livre pelo ensaio cometa. Entretanto, pela citometria não ocorreram diferenças significativas entre todos os grupos. Portanto, os resultados observados sugerem que BCL-AmB poderá ser uma nova nanoferramenta no tratamento da PCM, uma vez que a AmB quando conjugada as nanopartículas manteve sua propriedade fungicida e apresentou baixos efeitos citotóxicos e genotóxicos. A nanoformulação BCL-AmB mostrou resultados promissores (in vitro), entretanto outros testes ainda serão necessários para verificar a eficiência do fármaco adsorvido e sua toxicidade in vivo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nanotechnology has dramatically increased the research on drug delivery systems. Among them, magnetic fluids (MF) have shown several advantages such as its biocompatibility and biodegradability. MF samples, consists of superparamagnetic iron oxide nanoparticles suspended in a carrier fluid. Maghemite is the most used magnetic nanoparticles (MNPs) in biological and medical applications. Amphotericin B (AmB) is still the polyene antifungal agent choice for the treatment of severe Paracoccidioidomycosis (PCM), which is a systemic mycosis native from Latin America. Its etiological agent is the dimorphic human pathogenic fungus Paracoccidioides brasiliensis. Unfortunately, AmB causes acute side effects (mainly urinary problems) following intravenous administration, which limits its clinical use. In order to reduce the side effects of AmB, maghemite-based magnetic fluid stabilized with bilayer of lauric acid (BCL) and conjugated with AmB (BCL-AmB) were developed. The present study reports on characterization, stability and biological assays of BCL-AmB. Antifungal activity of BCL-AmB was determined by MIC (Minimum Inhibitory Concentration) assay against P. brasiliensis. Citotoxicity, evaluated by MTT assay, and genotoxicity, analysed by DNA fragmentation in flow cytometer and comet assays, were determined against murine fibroblast (NIH-3T3) and pig kidney (LLC-Pk1) cells line. Toxicity assays was evaluated at two different times (24 and 48 hours). The maghemite nanoparticles average size was estimated by X-ray diffraction and transmission electron microscopy showing value of 13 and 9 nm, respectively. Infra Red analysis showed the presence of lauric acid associated to the nanoparticles and confirmed the presence of Amphotericin B. Hydrodynamic diameters (HD) of BCL-AmB and BCL after synthesis was 62 and 55 nm and zeta potential was -28 and -42 mV, respectively. BCL has high stability on 240 days, however the HD of BCL-AmB increased at the same period. BCL-AmB presented antifungal activity, with MIC of 1.25 µg/mL, whereas the free AmB showed MIC of 1.0 µg/mL. BCL-AmB showed not toxicity for mammalian cells. For NIH-3T3 cells, the citotoxicity of BCL-AmB was lower than free AmB after 24h, with CC50 values of 20 and 6 µg/mL, respectively; whereas for LLC-Pk1 cells, the values were 267 and 37 µg/mL, respectively. Similarly, after 48h, the citotoxicity of BCL-AmB was still lower than free AmB. In both cells line, CC50 of BCL-AmB induced less DNA fragmentation than the CC50 of AmB by comet assay. However, by flow citometer assay, there is no difference between all groups. Hence, the results observed suggest that BCL-AmB may be a new nanotool of treatment for PCM, once the AmB in this nanoformulation is still antifungical and showed lower citotoxicity and genotoxicity effects. There are promising results in this model (in vitro) but tests are still needed to verify their in vivo mechanisms of toxicity.

A proposta deste trabalho, consiste na elaboração de uma ferramenta computacional para a medição de campos de velocidades em escoamentos com baixas velocidades (< 0,5 m/s) utilizando o processamento digital de imagens. Ao longo dos anos, inúmeras técnicas foram desenvolvidas com este objetivo. Para cada tipo de aplicação, uma técnica se aplica com maior ou menor eficiência do que outras. Para o caso de estudos em fluídos transparentes, onde o escoamento pode ser visualizado, técnicas que utilizam processamento digital de imagens vêm ganhando um grande impulso tecnológico nos últimos anos. Este impulso, é devido a fatores como: câmaras vídeo filmadoras de última geração, dispositivos de aquisição de imagens e componentes de processamento e armazenamento de dados cada vez mais poderosos. Neste contexto, está a velocimetria por processamento de imagens de partículas cuja sigla é PIV (particle image velocimetry). Existem várias formas de se implementar um sistema do tipo PIV. As variantes dependem, basicamente, do equipamento utilizado. Para sua implementação é necessário, inicialmente, um sistema de iluminação que incide em partículas traçadoras adicionadas ao fluido em estudo. Após, as partículas em movimento são filmadas ou fotografadas e suas imagens adquiridas por um computador através de dispositivos de captura de imagens. As imagens das partículas são então processadas, para a obtenção dos vetores velocidade. Existem diferentes formas de processamento para a obtenção das velocidades. Para o trabalho em questão, devido às características dos equipamentos disponíveis, optou-se por uma metodologia de determinação da trajetória de partículas individuais, que, apesar de limitada em termos de módulo de velocidade, pode ser aplicada a muitos escoamentos reais sob condições controladas Para validar a ferramenta computacional desenvolvida, imagens ideais de partículas foram simuladas como se estivessem em escoamento, através do deslocamento conhecido de vários pixels. Seguindo o objetivo de validação, foi utilizada ainda uma imagem real de partículas, obtida com o auxílio de um plano de iluminação de luz coerente (LASER) e câmaras de vídeo tipo CCD. O programa desenvolvido foi aplicado em situações de escoamento real e os resultados obtidos foram satisfatórios dentro da escala de velocidades inicialmente presumida.

O escoamento ao redor de cilindros próximos de um contorno é um problema de grande interesse para muitas aplicações de engenharia. Vários parâmetros afetam o desprendimento de vórtices neste tipo de escoamento, tais como a espessura e o tipo da camada limite (laminar ou turbulenta), a distância do cilindro à placa, bem como o número de Reynolds. Devido à quantidade de parâmetros envolvido, este escoamento é bem mais complexo do que o caso de um cilindro isolado. No presente trabalho, o problema da interação entre camada limite e desprendimento de vórtices de um cilindro circular, foi dividido em quatro casos fisicamente mais simples, os quais permitiram avaliar o efeito isolado do cisalhamento e do confinamento provocado pela placa, bem como a combinação destes. Para este estudo foi utilizada a técnica de Simulção Numérica Direta (DNS) para a solução das equações de Navier-Stokes. As simulações foram realizadas para número de Reynolds na faixa de 60 a 300. Os resultados obtidos das simulações bidimensionais, para os quatro casos propostos e considerando a faixa de parâmetros analisados, demonstraram que a supressão do desprendimento de vórtices só ocorre quando existe a combinação do cisalhamento e do confinamento, e que o valor crítico no qual ocorre a supressão dos vórtices depende da intensidade do cisalhamento. Os resultados tridimensionais obtidos para o caso de escoamento livre com cisalhamento constante, mostraram que o aumento do cisalhamento tende a retardar a formação de estruturas tridimensionais. Além disso, o cisalhamento afeta o comprimento axial das estruturas tridimensionais, quando comparado com os observados no caso de escoamento uniforme. No caso de escoamento próximo à placa, os resultados tridimensionais mostram que a redução do afastamento provoca a supressão das estruturas tridimensionais. Esta observação foi associada à redução do número de Reynolds local. Além disso, os resultados tridimensionais obtidos para ambos os casos mostraram que existe uma variação ao longo do eixo do cilindro dos coeficientes hidrodinâmicos, a qual foi associada com a formação das estruturas longitudinais próximas à base do cilindro. Os resultados tridimensionais também permitiram visualizar a ocorrência do emparelhamento de vórtices longitudinais. / The flow around a circular cylinder close to a plane wall is of great interest to many engineering fields, due to its practical applications. In this kind of flow many parameters affect the vortex shedding, such as the boundary layer thickness, laminar or turbulent flow, the distance between the cylinder and the plate (gap) and the Reynolds number. Due to the number of parameters involved, this flow is much more complex than the flow around an separately circular cylinder. In the present work the interaction between the boundary layer and the vortex shedding from a cylinder was divided in four simple cases. These four cases allowed evaluating the isolated effect of the shear, the confinement and the combination of them. For this study the Direct Numeric Simulation (DNS) of the Navier-Stokes equation was chosen. The simulations were done at low Reynolds number, in the range of 60−300. The results of the two-dimensional simulations, considering the four cases and the range of parameters, have showed that the suppression of vortex shedding only takes place when there is a combination of shear and confinement, and the value of the critical gap, wherever it takes place, depends on the shear intensity. In the three-dimensional simulation the results of the free constant shear flow have indicated that the increase of the shear parameter tends to delay the formation of three-dimensional structures when compared to the uniform flow case. On the other hand, the results for the cylinder close to a wall have indicated the suppression of the three-dimensional structures with the reduction of the gap. This effect was also associated with the reduction of local Reynolds number. Moreover, the three-dimensional results have showed a variation of the hydrodynamic coefficients along the cylinder axis. This variation was associated with the streamwise vortex formed near the base of the cylinder. The three-dimensional results also permit to visualize the merging of the streamwise vortex.

"Experimental study of the phenomena of turbulent flow in the narrow gaps between subchannels of rod bundles". lt was observed that the turbulent intensities in the narrow gaps between the subchannels of rod bundles are strongly anisotropic and higher than in pipes. In rod bundles, both the axial and azimuthal components of the fluctuating velocity have a quasi-periodic behaviour. The intensities increase with decreasing distance between the rods or between rod and channel wall, respectively. To determine the origin of this phenomenon, experiments were performed in rod bundles with different pitch-to-diameter (P/D) and wall-to-diameter (W/D) ratios. In these experiments, two components of the fluctuating velocity were measured with hot wires simultaneously at two different locations of a wall subchannel, together with the pressure fluctuations at the wall measured by microphones. The output signals were registered with an analog tape recorder. Afterwards they were digitized and evaluated to obtain spectra as well as auto and cross correlations. The results were analysed to determine the interdependence between pressure and velocity fluctuations. Attention was devoted to the analysis of turbulence spectra and the identification of their specific ranges. The dominant frequency of the turbulent motion, taken from the spectra, was found to be a function of the gap width and of the flow velocity. The corresponding Strouhal Number is a geometrical parameter which can be expressed in terms of P/D and W/D. Based on the observation of transit time between the probes, measured with help of cross correlations, on the form and the presence of peaks on spectra, a phenomenological model was developed, to explain the studied phenomenon. The model describes the formation of large eddies near the gaps and their effect on the fluid motion through rod bundles. The relationship between the mixing process and the studied phenomenon was determined.