Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Simulation techniques with a strategy based on particle dynamics are an interesting alternative approach in describing the behavior of complex fluids. In these systems, phenomena occur typically in the range of mesoscopic size (nanometers to micrometers), where the energies are of the order of the thermal energy kT. In many phenomena the microscopic detail of the interaction between the constituents of the system is crucial for the correct description of the physical processes associated, so that a "coarse-graining" approximation, used in a continuous description based on the Navier-Stokes is not appropriate. It is in this context that the method presented here becomes important. Introduced by Malevanets and Kapral in 1999, the stochastic rotation dynamics, or multiparticle collision dynamics, is a simulation method for mesoscopic fluids; which basically consists of alternating streaming and collisions steps in an ensemble of point particles. The collisions are performed by grouping the particles into cells, in which there is conservation of mass, momentum and energy, in addition to meeting the hydrodynamic equations and taking into account the thermal fluctuations of the system. In this work we aim at presenting the multiparticle collision dynamics, through a discussion of its details, features and how the implementation is done in numerical simulations. Moreover, we present some classical hydrodynamics results, obtained from the method presented in this work. / TÃcnicas de simulaÃÃo com uma abordagem fundamentada na dinÃmica de partÃculas sÃo uma alternativa interessante na descriÃÃo do comportamento de fluidos complexos. Nesses sistemas, fenÃmenos ocorrem tipicamente na escala de tamanho mesoscÃpica (nanometros a micrometros), onde as energias sÃo da ordem da energia tÃrmica kT. Em diversos fenÃmenos o detalhe microscÃpico da interaÃÃo entre os constituintes do sistema à de fundamental importÃncia para a descriÃÃo correta dos processos fÃsicos associados, de modo que uma aproximaÃÃo do tipo "coarse-graining", usada em uma descriÃÃo contÃnua baseada na equaÃÃo de Navier-Stokes, nÃo à adequada. à neste contexto que o mÃtodo aqui apresentado se faz importante. Introduzido por Malevanets e Kapral em 1999, a dinÃmica de rotaÃÃo estocÃstica (stochastic rotation dynamics) ou dinÃmica de colisÃo de multipartÃculas (multiparticle collision dynamics), à um mÃtodo de simulaÃÃo para fluidos mesoscÃpicos que basicamente consiste em alternar etapas de fluxo (streaming) e colisÃes num ensemble de partÃculas pontuais. As colisÃes sÃo realizadas agrupando as partÃculas em cÃlulas, nas quais hà conservaÃÃo de massa, momento linear e energia, alÃm de satisfazer as equaÃÃes hidrodinÃmicas e levar em conta as flutuaÃÃes tÃrmicas do sistema. Neste trabalho temos como objetivo a apresentaÃÃo da dinÃmica de colisÃo de multipartÃculas, atravÃs de uma discussÃo sobre seus detalhes, particularidades e como à feita a implementaÃÃo em simulaÃÃes numÃricas. AlÃm disso, apresentamos como exemplo alguns resultados clÃssicos da hidrodinÃmica, obtidos a partir do mÃtodo abordado neste trabalho.

Muitos dos problemas hidrodinÃmicos que envolvem a propagaÃÃo de ondas ao longo da extensÃo em canais naturais sÃo resolvidos atravÃs da equaÃÃo de Saint-Venant. Na maioria das aplicaÃÃes prÃticas de propagaÃÃo de onda em canais naturais os termos de inÃrcia sÃo negligenciados, assim o sistema de equaÃÃo de Saint-Venant à reduzido a uma equaÃÃo parabÃlica, conhecida como equaÃÃo da onda difusiva. Esta pesquisa tem como objetivo aplicar a teoria Fuzzy nos modelos da propagaÃÃo da onda difusa em canais naturais, a fim de verificar as incertezas em relaÃÃo aos parÃmetros hidrodinÃmicos presentes nesses modelos. AtravÃs do MÃtodo das DiferenÃas Finitas ImplÃcito foram resolvidas as equaÃÃes diferenciais parciais, na sua forma fuzzy. Para a realizaÃÃo de um conjunto de simulaÃÃes para os mais diferentes cenÃrios no corpo hÃdrico foi desenvolvido um programa computacional, em linguagem FORTRAN. Os resultados mostram que o comportamento da propagaÃÃo da onda difusiva sofre forte influÃncia dos parÃmetros hidrÃulicos, declividade e nÃmero de Manning. De acordo com os resultados apresentados, concluiu-se que a aplicaÃÃo da Teoria Fuzzy, em sistemas hidrodinÃmicos, na avaliaÃÃo de incertezas à uma alternativa viÃvel para determinaÃÃo do risco de ocorrÃncia de enchentes e assim ser mais uma ferramenta de apoio em programas de GestÃo de Recursos HÃdricos. / Many of the problems which involve hydrodynamic wave propagation along the extension in natural channels are resolved through the Saint-Venant equation. In most the wave propagation channels practical applications in natural terms of inertia are neglected, so the Saint-Venant equation system is reduced to an equation satellite, known as the diffusive wave equation. This research aims apply the Fuzzy theory to model the propagation of diffused wave in natural channels in order to check the uncertainties related to the hydrodynamic parameters present in these models. Through the Finite Difference Method Implicit differential equations were solved Partial in a fuzzy way. To carry out a set of simulations for the most different scenarios in the water body was developed a computer program, in language FORTRAN. The results show that the behavior of wave propagation diffusive suffers strong influence of hydraulic parameters, slope and number of Manning. According to the presented results, it was concluded that the application of Fuzzy Theory in hydrodynamic systems, evaluation of uncertainty is a viable alternative to determining the risk of flooding and thus be more a support tool in Water Resources Management programs.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Relata o uso da cavitaÃÃo hidrodinÃmica como alternativa para a desinfecÃÃo de Ãgua para o abastecimento humano, ampliando a oferta de Ãgua que atenda aos padrÃes de potabilidade. No estado do CearÃ, tendo em vista as condiÃÃes de saneamento precÃrias, fontes de Ãgua utilizadas para abastecimento, sejam superficiais e ou subterrÃneas, tem apresentado um elevado Ãndice de contaminaÃÃo. A Ãgua que à fornecida a populaÃÃo deve estar isenta da presenÃa de microrganismos patogÃnicos. A desinfecÃÃo constitui-se na medida de tratamento que tem como principal meta a eliminaÃÃo dos microrganismos causadores de doenÃas, realizada por meio de agentes fÃsicos e/ou quÃmicos. O cloro tem se destacado como o desinfetante mais difundido, porÃm estudos recentemente publicados trazem a tona que, muitos desses quÃmicos, podem ser danosos aos usuÃrios de Ãguas tratadas e ao ambiente. E que alguns microrganismos causadores de doenÃas, sÃo mais resistente ao tradicional desinfetante cloro do que as bactÃrias do grupo coliformes. Com isso, existe a necessidade de se desenvolver processos de desinfecÃÃo adicionais que poderiam eliminar ou reduzir o uso dessas desinfecÃÃes quÃmicas. Por meio de um levantamento bibliogrÃfico da engenharia aplicada na concepÃÃo da tecnologia de cavitaÃÃo hidrodinÃmica, foram construÃdos protÃtipos para produÃÃo de Ãgua desinfetada atravÃs da cavitaÃÃo hidrodinÃmica; avaliando o potencial de geraÃÃo de cavitaÃÃo hidrodinÃmica atravÃs da eficiÃncia tÃrmica apresentada no protÃtipo; e o estudo da qualidade fÃsico-quÃmica e bacteriolÃgica das Ãguas utilizada no experimento. A final da prototipagem foi possÃvel inativaÃÃo total dos microrganismos observados, coliformes totais e coliformes fecais, presentes na Ãgua de alimentaÃÃo do reator que teve como vazÃo de alimentaÃÃo o valor de 60L/h e potÃncia motriz de 30KW. Apresentando-se como uma alternativa de desinfecÃÃo, caracterizada pela possibilidade de adoÃÃo em plantas de abastecimento de Ãgua individual ou em comunidades de pequeno porte, devido principalmente a nÃo geraÃÃo de subprodutos, mobilidade da vazÃo de operaÃÃo do sistema e o nÃo uso de quÃmicos. / It tells to the use of the cavitation hydrodynamics as alternative for the water disinfection for the human supplying, extending it offers of water that takes care of to the fresh standards. In the state of the CearÃ, in view of the precarious conditions of sanitation, used water sources for supplying, are superficial and or underground, it has presented one raised contamination index. The water that is supplied the population must be exempt of the presence of pathogenic. disinfection consists in the measure of treatment that has as main goal the elimination of the .causing of illnesses, carried through by means of physical and/or chemical agents. The chlorine if has detached as the spread out deodorant more, however studies recently published bring that, many of these chemistries, can be harmful to the users of treated waters and the environment. E that some .causing of illnesses, are more resistant to the traditional deodorant chlorine of what the coliform bacteria of the group. With this, the necessity exists of if to develop disinfection processes you add that they could eliminate or reduce the use of these chemical disinfections. By means of a bibliographical survey of the engineering applied in the conception of the cavitation technology hydrodynamics, they had been constructed to archetypes for water production disinfected through the cavitation hydrodynamics; evaluating the potential of cavitation generation hydrodynamics through the presented thermal efficiency in the archetype; e the study of the quality bacteriological physicist-chemistry and of waters used in the experiment. The end of the test unit was possible death of the observed microorganism, gifts in the water of feeding of the reactor that had as feeding outflow the value of 60L/h and power of 30KW. Presenting itself as an alternative of disinfection, characterized for the possibility of adoption in plants personal of water supply or in communities of small which had mainly transport, not the by-product generation, mobility of the outflow of operation of the system and not the use of chemistries.