The present work shows a mathematical model for unsteady linearized potential flow around thin wings having swept leading and trailing edges and over thick wings with swept and unswept leading edges. Doublet integrals are obtained for the three dimensional case. The wings are supposed to be describing small amplitude harmonic motions of pitch and plunge. Exact solutions for thin and thick wings oscillating on an unsteady potential sonic flow are presented and are compared with other works.

Estudo dos efeitos aerodinâmicos de uma configuração canard-asa desenvolvida para uso em um treinador avançado militar utilizando método dos painéis com enrolamento de esteira (VSAERO). Análise de alguns comportamentos aerodinâmicos como: determinação da distribuição de sustentação ao longo da envergadura para a asa e para o canard, estimativa do Cl máximo da asa e do canard, influência do vórtice de ponta do canard nas características aerodinâmicas da asa, determinação da distribuição de Cp ao longo da corda em algumas estações da semi-asa e determinação da sustentação em função do ângulo de ataque para varias posições, diedros e deflexões do canard na condição de vôo baixo subsônico.

Este trabalho tem por finalidade analisar um método de fluxo potencial para cálculo de coeficientes aerodinâmicos através de uma comparação com resultados experimentais. O método utilizado é o método malha de dipolos, cujas vantagens figuram sobretudo em sua alta velocidade de cálculo e de análise, e razoável precisão nos resultados, razões pelas quais a metodologia desenvolvida neste trabalho é direcionada principalmente para as fases iniciais de projeto aeronáutico.

O presente trabalho estabelece uma nova metodologia para correção da interferência das paredes de um túnel de vento sobre modelos tridimensionais, utilizando o método dos painéis. O problema de se corrigir os resultados obtidos em túneis aerodinâmicos tem preocupado os operadores desde o início desta atividade, após o aparecimento dos primeiros túneis de vento. As teorias atuais baseiam-se no método das singularidades e fornecem bons resultados no caso de corpos esbeltos simples (teoria do perfil fino), mas, para o caso de configurações mais complexas, com espessura relativa maior, estes resultados obtidos em túnel aerodinâmico é a interferência causada pelo suporte do modelo (mastro). Para avaliar esta interferência devem ser feitos ensaios adicionais, acrescentando mastros imagem e deslocando a posição dos mastros, o que acarreta em custos mais altos para se obterem as informações necessárias ao desenvolvimento do projeto associado ao modelo que está sendo ensaiado. No presente trabalho foi desenvolvido um código computacional, baseado no método dos painéis, para uma geometria complexa (por exemplo, um avião completo), instalada no interior de um túnel de vento e, ainda, considerando-se a presença de um mastro. A idéia é rodar o código levando-se em conta todos os elementos mencionados acima e, em seguida, rodar novamente o código considerando-se somente a geometria complexa. Com os dois conjuntos de resultados numéricos pode-se avaliar a interferência das paredes do túnel e do mastro. A grande vantagem deste método com relação ao aplicado atualmente é a possibilidade de se promover a correção dos resultados em cada ponto da superfície do modelo.

No presente trabalho, são discutidos alguns aspectos do escoamento em turbomáquinas radiais, com ênfase nas análises teórica e experimental de rotores centrífugos. Na análise teórica, utilizando o método das singularidades, são apresentadas duas formulações para o escoamento potencial e incompressível no interior de rotores centrífugos com pás de largura variável. Na primeira formulação, apropriada para pás de espessura finita, o escoamento no plano físico, para qualquer geometria de rotor de turbomáquina, é mapeado para o plano da grade linear. A solução numérica da equação de Fredholm de segunda espécie, resultante dessa formulação no plano da grade linear, é obtida pelo método dos painéis, através de uma distribuição de vórtices de densidade uniforme em cada painel. Por meio de uma equação de transformação de velocidades, as características do escoamento são reconduzidas para o plano físico. Na segunda formulação, apropriada para pás infinitamente finas, as características do escoamento são obtidas no próprio plano da grade radial. A solução numérica da equação de Fredholm de primeira espécie resultante dessa formulação é obtida também pelo método dos painéis, porém com uma distribuição de vórtices de densidade linear em cada painel. Diversas características locais e globais do escoamento são determinadas para vários formatos de pás. Baseando-se no carregamento da pá, propõe-se um parâmetro adimensional que determina o número ótimo de pás. Na análise experimental, foram construídos cinco rotores centrífugos com diferentes formatos e números de pás. Também, foi construída uma seção especial de testes para ensaios de rotores centrífugos sem interferência externa irregular no seu escoamento. Para a determinação das características do escoamento, foram utilizados dois sistemas de medidas: um, com uma sonda aerodinâmica localizada na saída do rotor centrífugo e, o outro, com uma célula de carga para a medição da potência de eixo desse rotor. A comparação entre os resultados obtidos por esses dois sistemas de medidas mostra algumas características importantes como o fenômeno da recirculação do escoamento no rotor centrífugo. Os resultados numéricos e experimentais são comparados para uma ampla faixa de vazões. Diversas análises dos resultados são apresentadas e alguns comentários são feitos sobre a validade da aplicação de teorias invíscidas em rotores centrífugos. Conclui-se que o critério baseado no número de Richardson máximo é apropriado para indicar o número ótimo de pás de rotores centrífugos com pás curvadas para trás, por meio do cálculo do escoamento potencial.

O estudo abordado nesta tese relaciona-se ao comportamento de painéis com abertura constituídos por alvenaria estrutural de blocos. A motivação pelo tema teve como base um estudo anterior, em que o autor verificou a grande influência dos lintéis no comportamento do sistema de contraventamento de edifícios em alvenaria estrutural. O aspecto mais geral do estudo ora desenvolvido foi avaliar, de forma minuciosa, o efeito de acoplamento causado pela presença de lintéis no painel. Para tanto, foram realizados ensaios com modelos físicos reduzidos na escala 1:3, cujos resultados foram avaliados de modo qualitativo, sem o compromisso de determinar correlações com protótipos. Várias configurações de painéis isolados e painéis com abertura representativa de porta e janela foram ensaiadas, de modo a se avaliar o efeito de acoplamento gerado pelo lintel. Além disso, foram avaliados, também, os efeitos de diferentes intensidades de pré-compressão e de armaduras construtivas no comportamento do painel. A análise dos resultados experimentais foi dividida em duas etapas: aplicação da pré-compressão e aplicação da força horizontal. Na primeira foram verificadas as deformações axiais dos painéis e determinados os correspondentes módulos de deformação longitudinal. Na segunda etapa foram avaliados a rigidez e os efeitos da não-linearidade de forma geral, as deformações ocorridas nos lintéis e nas paredes de cada modelo, assim como em regiões críticas para o surgimento de fissuras, a exemplo dos cantos da abertura e da base das paredes. Além disso, foram realizadas modelagens numéricas de alguns painéis, utilizando-se o método dos elementos finitos, e os resultados obtidos foram comparados com os experimentais. Adicionalmente, foram avaliados alguns modelos simplificados na fase linear do comportamento dos painéis com abertura de porta, assim como na fase não-linear do painel isolado. / The present thesis deals with the behavior of block masonry walls with openings. The development of the work was motivated bya a previous study, where the author verified the large influence of the lintels on the behavior of the bracing system of structural masonry buildings. The main aspect of the study was the meticulous evaluation of the coupled effect provided by the lintels. Many experimental tests on third-scale models were carried out to analyze the phenomenon in a qualitative way, without the compromise of determinging correlations to the prototypes. Several configurations of isolated walls and panels with door and window openings were tested, evaluating the coupling action provided by the lintels. The effects of different pre-compression values and the presence f constructive steel bars were include on the study. The analaysis of the experimental results was performed in two stages: application of the vertical force before the application of horizontal force at the top. In the first stage axial strains were measured with the corresponding assessment of the longitudinal Young modulus of the panels. Te second stage included the stiffness computation and the evaluation of the non-linearity in a general sense, the strains on the lintel and the walls, and the critical cracking areas, such as wall's bases and corners. Experimental results were compared with those obtained with Finite Element modeling of the panels. Finally simplified models were presented for the linear phase of walls with openings and the non-linear behavior of the isolated panels.

O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar a utilização dos resíduos gerados pelo processamento mecânico das madeiras amazônicas Caryocar villosum, Hymenolobium excelsum, Mezilaurus itauba, Erisma uncinatum, Tachigali myrmecophyla e Qualea paraensis na produção de painéis aglomerados de alta densificação. Os painéis foram produzidos com massa específica nominal de 850 kg.m-3, espessura nominal de 15,7 mm e adesivo fenol-formaldeído. Foram adotados 16 tratamentos, analisados por meio de quatro experimentos consecutivos, os quais avaliaram as propriedades físico-mecânicas dos painéis produzidos a partir de cada espécie e de uma mistura entre todas elas em partes iguais, o efeito da remoção dos finos no processo de produção, a influência da alteração do teor de adesivo de 8% para 11% sobre as propriedades dos painéis e a utilização da proporção de 50% de mistura com resíduos de lâminas de Schizolobium amazonicum. A partir dos painéis produzidos, foram confeccionados corpos-de-prova para a realização de ensaios físicos (massa específica, teor de umidade, absorção de água e inchamento em espessura) e mecânicos (flexão estática - MoR e MoE, ligação interna, arrancamento de parafuso e dureza Janka), conduzidos conforme a norma ABNT NBR 14810-3 (2006b). Foi realizada, também, a avaliação do perfil de densidade dos painéis pela metodologia de atenuação de raios X. Observou-se que os painéis aglomerados manufaturados com os resíduos das madeiras Caryocar villosum, Hymenolobium excelsum e Tachigali myrmecophyla apresentaram, de maneira geral, propriedades tecnológicas superiores às demais espécies, atendendo um ou mais requisitos mínimos indicados pela norma ANSI A208.1 (2009) para painéis de alta densidade (classificação H-1) e painéis destinados a produção de pisos (classificação PBU). A remoção dos finos na produção dos painéis resultou em tendência de aumento dos valores de MoR, MoE, ligação interna e dureza Janka e contribuiu para reduzir a AA2h, AA24h e IE2h, além de formar perfis de densidade mais homogêneos. O aumento do teor de adesivo de 8% para 11% resultou em tendência de redução dos valores de AA2h, AA24h, IE2h e IE24h e aumento dos valores de dureza Janka, bem como interações significativas para o MoE e ligação interna, além de formar perfis com picos mais elevados de massa específica nas faces e aumento dos valores de massa específica no miolo. A utilização da proporção de 50% de mistura com partículas de Schizolobium amazonicum resultou em tendência de aumento dos valores de MoE e AP topo e redução dos valores de dureza Janka. Houve interação significativa entre os fatores para as propriedades AA24h, IE2h, IE24h, MoR e ligação interna, resultando em tendência de aumento dos valores obtidos. A mistura de 50% originou perfis com picos mais elevados de massa específica nas faces. Os painéis aglomerados manufaturados com resíduos de madeiras amazônicas apresentaram potencial de utilização e se revelaram uma alternativa viável do ponto de vista tecnológico para o aproveitamento de resíduos. / The purpose of this research was to evaluate the potential use of Amazonian wood residues from the mechanical processing of Caryocar villosum, Hymenolobium excelsum, Mezilaurus lindaviana, Erisma uncinatum, Tachigali myrmecophyla and Qualea paraensis in the high density particleboard production. The panels were produced with nominal density of 850 kg.m-3, nominal thickness of 15.7 mm and phenol formaldehyde adhesive. Sixteen treatments were analyzed by four consecutive experiments, which evaluated the physical and mechanical properties of the boards produced from the six species and an equal mix of all six, the effect of removing the fines in the production process, the influence of the change of 8% adhesive content to 11% on the properties of the panels and the use of the mixture proportion of 50% with veneers residues of Schizolobium amazonicum. Their performance was evaluated with respect to their physical (apparent density, moisture content, water absorption and thickness swelling) and mechanical (static bending - modulus of elasticity and modulus of rupture, internal bond, direct screw withdrawal and Janka hardness) properties, conducted according to ABNT NBR 14810-3 (2006b). The evaluation of the density profile of the panels was also performed by X-ray attenuation methodology. It was observed that the particleboard manufactured with wood residues from Caryocar villosum, Hymenolobium excelsum and Tachigali myrmecophyla presented, in general, technological properties superior to other species, according one or more minimum requirements specified by ANSI A208.1 (2009) for high density panels (H-1 grade) and panels for the production of floors (PBU grade). The removal of the fine in the production of panels resulted in a tendency to increase the values of MoR, MoE, internal bond and Janka hardness and contributed to reduce the WA2h, WA24h and TS2h, besides formed more homogeneous density profiles. The increase from 8% adhesive content to 11% resulted in a tendency to reduce the values of WA2h, WA24h, TS2h and TS24h and increased Janka hardness values, as well as presented significant interactions for the MoE and internal bond, besides formed profiles with higher peak density in the faces and lowest density values in the core. The utilization of 50% mixture proportion with Schizolobium amazonicum particles resulted in a tendency to increase the values of MoE and direct screw withdrawal from the edge and reduced the values of Janka hardness. There were significant interactions between the factors for WA24h, TS2h, TS24h, MoR and internal bond properties, resulting in a tendency to increase the values. The mixture of 50% originated profiles with higher peak density in the faces. The particleboard manufactured with Amazonian wood residues showed potential use and viable alternative from a technological point of view for residues recovery.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-08T16:47:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoPaineisConfeccionados.pdf: 5540289 bytes, checksum: 91b256fd33933c193c585493f97cacbd (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-18T14:15:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoPaineisConfeccionados.pdf: 5540289 bytes, checksum: 91b256fd33933c193c585493f97cacbd (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-18T14:15:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoPaineisConfeccionados.pdf: 5540289 bytes, checksum: 91b256fd33933c193c585493f97cacbd (MD5) Previous issue date: 2008 / Uma boa alternativa para o controle de ruído em ambientes fechados é a utilização de materiais de absorção sonora, onde parte da energia acústica é transformada em energia térmica através da viscosidade do ar, o que ocorre tanto em materiais porosos quanto fibrosos. A característica de absorção acústica de um material é determinada pelo coeficiente de absorção sonora que depende principalmente da freqüência, ângulo de incidência do som, densidade, espessura e estrutura interna do material. Da Amazônia, devido a sua sobrepujante biodiversidade, são retirados milhares de produtos e subprodutos naturais, alguns dos quais não são totalmente aproveitados. Dessa forma, muitos resíduos chegam a outros setores industriais, como é o caso da fibra de coco que é utilizada das mais diversas formas. Assim, o presente trabalho define e descreve um processo de fabricação de painéis acústicos, a partir da fibra de coco, com a determinação experimental dos principais parâmetros visando o controle acústico de recintos, além de desenvolver um modelo numérico para estabelecimento de parâmetros de controle de qualidade e custo, que auxiliem no desenvolvimento e na fabricação de novos painéis. Primeiramente, são coletadas as informações necessárias para iniciar o processo de desenvolvimento dos painéis de fibra de coco, seguindo uma metodologia de desenvolvimento de produto, baseada no “projeto informacional”. Em seguida, são descritas todas as etapas do processo de fabricação destes painéis, para posterior obtenção de suas principais propriedades físico-químicas, mecânicas e acústicas. Com as simulações numéricas, buscou-se analisar e predizer o comportamento de um painel de fibra de coco (além de um painel de espuma comercialmente disponível), e investigar a sua influência sobre os parâmetros acústicos de um auditório (tempo de reverberação, decaimento da pressão sonora e inteligibilidade). Com o desenvolvimento dos painéis pretende-se contribuir para a criação de novos setores na economia do estado, principalmente quando se considera o alto custo dos painéis comercializados no sul do país. Finalmente, outra vantagem significativa é a possibilidade da utilização destes painéis dentro do contexto das linhas arquitetônicas regionais, onde são realçados os materiais da própria região. / A reasonable alternative for noise control in enclosures is based on the use of sound absorption materials (porous and fibrous), which convert acoustic energy into heat, due to air viscosity. The material acoustic absorption characteristic is determined by its sound absorption coefficient, which depends mainly on frequency, sound incidence angle, density, thickness and internal structure of the material. From the Amazon, due to its enormous biodiversity, thousands of natural products and sub products are retrieved, some of which are not completely used. Thus, many residues reach other industrial sectors, such is the case of the coconut fiber, which can be used in many ways. Therefore, the present work defines and describes an acoustic panel manufacturing process, based on coconut fiber, including the experimental determination of important parameters for noise control in enclosures. Also, a numerical model is implemented to investigate cost and quality control parameters, in order to assist the development and manufacturing of new panels. First, the necessary information is collected to start the development process of coconut fiber panels, following an “informational project” methodology. Next, all the steps related to the panel manufacturing process are described, looking forward to obtaining its acoustical, mechanical and physical-chemical main properties. From the numerical simulations, one tries to analyze and predict the coconut fiber panel behavior (apart from a commercially available acoustical panel), and investigate its influence over the acoustical parameters of an auditorium (reverberation time, sound pressure decay, and intelligibility). With the development of the coconut fiber panels, one expects to contribute for the creation of new sectors on the local economy, mainly considering the elevated costs of the actual acoustical panels available in the market. Finally, another outstanding advantage of the coconut fiber panels proposed here is the possibility of its usage in the context of regional architecture, where emphasis is given on local materials.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-08T14:13:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoCaracterizacaoAcustica.pdf: 7767919 bytes, checksum: 5c1720158c6cd89a14df0b16abd7df39 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-01T14:40:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoCaracterizacaoAcustica.pdf: 7767919 bytes, checksum: 5c1720158c6cd89a14df0b16abd7df39 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-01T14:40:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoCaracterizacaoAcustica.pdf: 7767919 bytes, checksum: 5c1720158c6cd89a14df0b16abd7df39 (MD5) Previous issue date: 2009 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em um tempo em que altos níveis de ruído fazem parte do cotidiano das pessoas, a necessidade de controlá-los não é somente evidente, mas providencial. Atualmente a poluição sonora, em nível mundial, só não é mais grave do que a poluição do ar e da água. No Brasil a situação não é diferente, pois se estima que mais de 15 milhões de pessoas apresentem algum grau de deficiência auditiva devido a este problema ambiental. Dispositivos acústicos como painéis, barreiras, etc., quando de alta eficiência, geralmente, são de custosa aquisição, tornando, em muitas das vezes, inviável sua utilização, principalmente, por empresas de pequeno porte e orçamento limitado. Assim, soluções alternativas, a começar por novos materiais, que sejam menos custosos e possuam desempenho satisfatório surgem como uma ótima opção caso propostas tradicionais sejam inviabilizadas devido ao custo. Algumas fibras vegetais, na forma de painéis, possuem características acústicas satisfatórias quando utilizadas para reduzir a reverberação em determinados ambientes fechados. Dessa forma, considerando as tendências ambientais globais, o uso de fibras vegetais é uma boa oportunidade para agregar valor às referidas fibras e assim contribuir com o desenvolvimento tecnológico do país, já que estes materiais são de fácil obtenção, existem em abundância, não são tóxicos e provêm de fontes renováveis. Este trabalho apresenta a metodologia de desenvolvimento de painéis fabricados a partir de fibras vegetais (açaí, coco, sisal e dendê), assim como a metodologia utilizada para sua caracterização acústica em câmara reverberante em escala reduzida, baseando-se na norma ISO 354/1999. Os dados de coeficiente de absorção dos painéis são obtidos através de um analisador de frequências utilizando-se o Método da Interrupção do Ruído. A comparação entre os resultados obtidos para os painéis artesanais e os materiais convencionais ensaiados permite concluir que o desempenho acústico demonstrado por alguns painéis de fibras vegetais são muito satisfatórios, uma vez que seus coeficientes de absorção sonora foram compatíveis, e em alguns casos superiores, àqueles apresentados pelos materiais convencionais em determinada faixa de freqüência. Finalmente, uma comparação numérico-experimental é realizada, a fim de avaliar a influência de painéis de fibras de sisal sobre as características acústicas de uma pequena sala. / In a time when high noise levels are part of people’s daily lives, the search for noise control is not only evident, but providential. Currently, noise pollution, to a worldwide level, is not more serious than air and water pollution only. In Brazil, the situation is not different because it is estimated that more than 15 million people have some kind of hearing loss degree due to this environmental problem. Acoustic devices such as panels, barriers, etc., when of high efficiency, generally, are of difficult acquisition due to high costs, turning, in many cases, their use impracticable, mainly for limited budget small-sized companies. Thus, alternative solutions, starting with new acoustic materials that are less costly and have satisfactory performance, emerge as a great option. Considering the global environmental trends, the use of vegetable fibers is a great opportunity to aggregate value, and technological development for agricultural producing countries, like Brazil. Beyond that, such fibers are easy to get, exist in abundance, are non toxic and derive from renewable sources. This work will present the methodology of development of panels made from vegetable fibers (açaí, coconut, sisal and palm) and binding agent based on acrylate and water, as well as the methodology used to characterize them acoustically on a scale model reverberant chamber, based on ISO 354/1999. These panels are made of pressed layers of fibers interspersed with layers of binding agent. The fibers are extracted, washed, dried, and treated when necessary, while the binding agent is obtained commercially. The panels sound absorption data are obtained through a four channel frequency analyzer using the noise interruption method. Comparison of results between alternative and conventional material based panels allows to the conclusion that the acoustical performance shown by some newly developed panels are very satisfactory, since their sound absorption coefficients were compatible, and in some cases, higher to those presented by conventional materials in a given frequency range. Finally, a numerical-experimental comparison is performed in order to evaluate the influence of sisal absorbing panels over the acoustics characteristics of a small classroom.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização de Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012