O objetivo do presente trabalho ée o de analisar os efeitos do campo de tração diagonal no dimensionamento de um revestimento integral de uma asa. Para isso foi desenvolvida uma ferramenta de análise preliminar do caixão central. Os cálculos foram realizados através de uma planilha eletrônica, com o auxílio de uma linguagem de programação, para a automatização dos mesmos. Basicamente essa ferramenta fornece as tensões atuantes, os parâmetros para a análise de flambagem dos painéis, análise de tração diagonal e de falha dos componentes estruturais. Foram analisados dois casos, o primeiro sem a ocorrência de flambagem e o segundo com a flambagem do revestimento superior na condição última de carregamento, que forneceram os parâmetros necessários para a comparação.

Neste trabalho foi estudado o comportamento dinâmico de um painel de carbono/epoxi sujeito a vários níveis de cargas de cisalhamento. O estudo foi feito através da análise modal experimental do painel. Com o estudo de técnicas de medição de vibração, foram obtidas funções de resposta em frequência de boa qualidade. Com os dados das funções de resposta em frequência, os parâmetros modais foram calculados utilizando o software LMS Test.LabTM. As análises foram feitas considerando as variações das frequências naturais e dos modos de vibrar para vários níveis de carregamento. Foram feitos três experimentos principais. No primeiro o painel foi excitado em uma região afastada dos reforçadores. No segundo experimento o painel foi excitado próximo aos reforçadores. E no último experimento o painel foi dividido em seções delimitadas pelos reforçadores e cada uma foi analisada independentemente. Com a análise modal experimental para várias condições de carregamento foi possível observar a variação do comportamento dinâmico com o aumento da carga de cisalhamento. Frequências naturais e modos de vibrar pré e pós flambagem foram obtidos. Foi observada a perda de efetividade dos reforçadores com o aumento da carga de cisalhamento e também o campo de tração diagonal no painel.

O presente estudo foi realizado para investigar a relação entre forças hemodinâmicas locais e remodelamento intimal e medial nos segmentos pré-estenose e pós-estenose da parede da aorta abdominal de ratos submetidos à estenose acentuada. Foram utilizados ratos Wistar machos divididos em dois grupos: sham-operado, grupo controle em que a aorta foi apenas manipulada, e grupo estenosado, animais submetidos à cirurgia de estenose da aorta abdominal. As aortas demonstraram duas respostas remodeladoras distintas e diferentes ao estímulo hemodinâmico induzido pela coarctação infra-diafragmática. A primeira é o remodelamento no segmento pré-estenótico hipertensivo com tensão circunferencial da parede aumentada associada com estresse tensional normal, fluxo laminar e tensão de cisalhamento normal. As células endoteliais eram heterogêneas, aumentadas em tamanho e alongadas em direção ao fluxo. Além disso, observou-se conspícuas placas neointimais difusamente distribuídas e espessamento medial. Nossos achados sugerem que a tensão circunferencial da parede aumentada devido a hipertensão tem papel fundamental no remodelamento desse segmento através de efeitos biomecânicos sobre o estresse oxidativo e expressão aumentada de TGF-?. A segunda é o remodelamento no segmento pós-estenótico normotenso com fluxo turbilhonar e baixa tensão de cisalhamento na parede associados a tensão circunferencial da parede e estresse tensional normais. As células endoteliais apresentavam-se semelhantes aos controles, exceto por alterações fenotípicas focais associadas à presença de conspícuas placas neointimais focalmente distribuídas, similares mas muito maiores que as encontradas no segmento pré-estenose. Mais estudos são necessários para se determinar como as forças mecânicas do fluxo turbilhonar e da baixa tensão de cisalhamento na parede são detectadas e traduzidas em sinais bioquímicos para as células e convertidas em alterações fenotípicas patofisiologicamente relevantes. / The present investigation was carried out to evaluate the relationship between local hemodynamic forces and intimal and medial remodeling in the proximal and distal segments of the arterial walls of rats in relation to severe stenosis of the aorta. Male Wistar young rats were divided randomly into: operated group, animals submitted to surgical abdominal aorta stenosis, and sham-operated group, a control group of animals submitted to sham operation to simulate abdominal aorta stenosis. Constricted aortas showed two distinct adaptive remodeling responses to hemodynamic stimuli induced by coarctation. The first is remodeling in the hypertensive prestenotic segment with increased circumferential wall tension associated with normal tensile stress, laminar flow/normal wall shear stress. The remodeling in this segment is characterized by enlarged heterogeneous endothelial cells, elongated in the direction of the blood flow, diffusely distributed neointimal plaques, appearing as discrete bulging toward the vascular lumen, and medial thickening. Our findings suggest that increased circumferential wall tension due to hypertension play a pivotal role in the remodeling of the prestenotic segment through biomechanical effects on oxidative stress and increased TGF-? expression. The second is remodeling in the normotensive poststenotic segment with turbulent flow/low wall shear stress and normal circumferential wall tension and tensile stress. The remodeling in this segment is characterized by groups of endothelial cells with phenotypic alterations and focally distributed neointimal plaques, similar but many of them larger than those found in the prestenotic segments. Further studies are needed to determine how the mechanical forces of turbulent flow/low shear stress are detected and transduced into biochemical signaling by the cells of the artery walls and then converted into pathophysiologic relevant phenotypic changes.

O aprimoramento dos meios para obtenção do bioetanol a partir de diferentes tipos de biomassa traz novos problemas e desafios para a engenharia. O Brasil, devido a fatores climáticos e uma produção de etanol a partir da cana de açúcar já estabilizada, possui uma posição mundial vantajosa na produção sucroalcooleira. Otimizar os meios já existentes e os em desenvolvimento pode não somente aumentar a eficiência da produção, como também reduzir os impactos ambientais causados pelo modelo de produção atualmente utilizado. O processo de fermentação é utilizado tanto na produção de etanol de primeira como de segunda geração, portanto melhorias no desempenho dos fermentadores contribui de maneira significante para o melhor aproveitamento da matéria prima. Diversas tentativas de melhorias são apresentadas na literatura, principalmente por meio do estudo de parâmetros do escoamento que podem influenciar o processo fermentativo, como tensão de cisalhamento, perfis de velocidade e tempo de residência, assim como a influência da geometria do fermentador sobre esses parâmetros. Em alguns estudos, algoritmos de otimização são utilizados para determinar os melhores coeficientes das reações químicas, mas não há estudos, até o momento, que proporcionem otimização simultânea dos parâmetros da geometria e do escoamento em um fermentador contínuo, presentes em cerca de 30% das usinas brasileiras. O objetivo deste trabalho é obter os parâmetros geométricos ideais para um fermentador contínuo, de forma a minimizar a tensão de cisalhamento a variância da distribuição de tempos de residência (DTR) no fermentador. O Ansys CFX® foi utilizado como ferramenta na simulação computacional do escoamento. As geometrias dos fermentadores ideais para cada um dessas análises, obtidas utilizando Algoritmos Genéticos e otimização univariada, respectivamente, foram propostas neste estudo. / The enhancement of bioethanol production means from different types of biomass presents significant problems and engineering challenges. Due to climate and a well-established sugar-cane ethanol production, Brazil is in a privileged position in the global ethanol production scenario. Providing effective means to optimize existing production methods can both improve the efficiency and reduce the environmental impact of the currently used production model. Improvements on this process can have a significant effect in several stages of production, once the production process is used both for first and second-generation ethanol. Several attempts to improve the ethanol production process are presented in the literature. Most studies have investigated how to improve parameters such as shear stress, velocity profiles and residence time, and of the influence of the bioreactor geometry on the parameters. The use of genetic algorithms has been reported in some cases, but there have not been reports on studies combining the optimization of flow parameters and algorithms to choose ideal geometric parameters for continuous fermenters, used in 30% of Brazilian industries in the field. The main aim of this study is to obtain ideal geometric parameters for a continuous fermenter, in order to maximize or minimize flow parameters that can influence on the fermenting process. The aim of this study is obtain the ideal geometry parameters for a continuous fermenter, minimizing two of flow parameters which can influence the fermentation process, namely the shear stress and the variance of residence time distribution (RTD). The flow parameters was obtained by computational fluid dynamics. The ideal fermenter geometries was obtained by two different optimization methods: the genetic algorithms and univariate optimization. The ideal geometries was proposed in this study.

O aprimoramento dos meios para obtenção do bioetanol a partir de diferentes tipos de biomassa traz novos problemas e desafios para a engenharia. O Brasil, devido a fatores climáticos e uma produção de etanol a partir da cana de açúcar já estabilizada, possui uma posição mundial vantajosa na produção sucroalcooleira. Otimizar os meios já existentes e os em desenvolvimento pode não somente aumentar a eficiência da produção, como também reduzir os impactos ambientais causados pelo modelo de produção atualmente utilizado. O processo de fermentação é utilizado tanto na produção de etanol de primeira como de segunda geração, portanto melhorias no desempenho dos fermentadores contribui de maneira significante para o melhor aproveitamento da matéria prima. Diversas tentativas de melhorias são apresentadas na literatura, principalmente por meio do estudo de parâmetros do escoamento que podem influenciar o processo fermentativo, como tensão de cisalhamento, perfis de velocidade e tempo de residência, assim como a influência da geometria do fermentador sobre esses parâmetros. Em alguns estudos, algoritmos de otimização são utilizados para determinar os melhores coeficientes das reações químicas, mas não há estudos, até o momento, que proporcionem otimização simultânea dos parâmetros da geometria e do escoamento em um fermentador contínuo, presentes em cerca de 30% das usinas brasileiras. O objetivo deste trabalho é obter os parâmetros geométricos ideais para um fermentador contínuo, de forma a minimizar a tensão de cisalhamento a variância da distribuição de tempos de residência (DTR) no fermentador. O Ansys CFX® foi utilizado como ferramenta na simulação computacional do escoamento. As geometrias dos fermentadores ideais para cada um dessas análises, obtidas utilizando Algoritmos Genéticos e otimização univariada, respectivamente, foram propostas neste estudo. / The enhancement of bioethanol production means from different types of biomass presents significant problems and engineering challenges. Due to climate and a well-established sugar-cane ethanol production, Brazil is in a privileged position in the global ethanol production scenario. Providing effective means to optimize existing production methods can both improve the efficiency and reduce the environmental impact of the currently used production model. Improvements on this process can have a significant effect in several stages of production, once the production process is used both for first and second-generation ethanol. Several attempts to improve the ethanol production process are presented in the literature. Most studies have investigated how to improve parameters such as shear stress, velocity profiles and residence time, and of the influence of the bioreactor geometry on the parameters. The use of genetic algorithms has been reported in some cases, but there have not been reports on studies combining the optimization of flow parameters and algorithms to choose ideal geometric parameters for continuous fermenters, used in 30% of Brazilian industries in the field. The main aim of this study is to obtain ideal geometric parameters for a continuous fermenter, in order to maximize or minimize flow parameters that can influence on the fermenting process. The aim of this study is obtain the ideal geometry parameters for a continuous fermenter, minimizing two of flow parameters which can influence the fermentation process, namely the shear stress and the variance of residence time distribution (RTD). The flow parameters was obtained by computational fluid dynamics. The ideal fermenter geometries was obtained by two different optimization methods: the genetic algorithms and univariate optimization. The ideal geometries was proposed in this study.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguesJunior_Salatir_D.pdf: 5567332 bytes, checksum: 70d0366fec71ac0d7df65013c7939248 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito da tensão de cisalhamento sobre os parâmetros cinéticos de inativação térmica (valores D e z) de Bacillus atrophaeus (antigo B. subtilis ATCC 9372), em suspensão aquosa pH 6,87. A fim de atingir esse objetivo, foi construído um reator de cisalhamento, capaz de aplicar tensões de cisalhamento de até 9,82Pa em temperaturas de pasteurização (90,5 a 96,2ºC ± 0,5ºC). Foi aplicado um Delineamento Composto Central Rotacional, com duas variáveis independentes ¿ Tensão de cisalhamento e Temperatura ¿ e valor D como variável resposta. Foram executados 12 experimentos, e o modelo obtido foi ¿Log (D) = 11,30 ¿ 1,104x10-1 T(ºC) ¿ 1,153x10-2 s(Pa)¿, com R² = 0,97, sendo os termos lineares das variáveis significativos a p < 0,1. Também foram determinados os valores D e z de B. atrophaeus na faixa de temperatura de pasteurização (92~97ºC), pelo método tradicional em tubos TDT (batelada), e usando dados cinéticos adquiridos de uma planta piloto HTST Microthermics (contínuo), em condições de tensão de cisalhamento similares àquelas aplicadas no reator. A fim de avaliar o processamento térmico contínuo aplicado na unidade HTST, foi usada a metodologia de determinação de processo equivalente conhecida como Paired Equivalent Isothermal Exposures ¿ PEIE (Welt et al., 1997). Os valores de z obtidos foram: 11,8ºC ± 1,56ºC pelo método TDT e 6,35ºC ± 0,35ºC no reator de cisalhamento e na primeira seção de retenção da unidade piloto HTST. Diversos autores reportaram mudanças nos parâmetros cinéticos de microrganismos, ao realizar a sua determinação por métodos em batelada (tubos TDT, ou capilar) e em processos contínuos. À semelhança desses autores, foi verificado que os valores D de B. subtilis foram significativamente (p<0.05) inferiores em todos os processos em que foi aplicado cisalhamento. A razão entre os valores D experimentais obtidos no reator de cisalhamento e os valores obtidos pelo modelo estimado pelo método TDT foi calculada, e variou entre 57% e 75%, indicando redução significativa na resistência térmica do microrganismo. Existe, portanto, potencial de aplicação industrial imediata deste tipo de sistema, a fim de causar a redução da resistência de esporos suspensos em líquidos sob processamento térmico, e levando a processos térmicos mais brandos / Abstract: This research aimed to determine the effect of temperature, and shear stress, on Bacillus atrophaeus (former B. subtilis ATCC 9372) spores suspended in sterile distilled water, pH 6.9. To achieve such objective, a Shear Reactor was developed to be capable of applying 9.82Pa shear stress, under pasteurization conditions (90,5 a 96,2ºC ± 0,5ºC). A Central Composite Design of experiments was used and it was composed by two independent variables ¿ Shear stress and Temperature ¿ and one response ¿ the D-value. Twelve experiments were performed, and the model obtained was ¿Log (D) = 11,30 ¿ 1,104x10-1 T(ºC) ¿ 1,153x10-2 s(Pa)¿, with R² = 0,97, and the linear terms statistically significant (p < 0,1). The D and z-values of B. atrophaeus were determined in the pasteurization range of temperature (92~97ºC), using the classical TDT tube method (batch method), and using kinetic data acquired in a Microthermics HTST pilot plant (continuous method), under shear stress conditions similar to shear reactor. The continuous thermal process was evaluated through the Paired Equivalent Isothermal Exposures ¿ PEIE ¿ method (Welt et al., 1997). The z-values obtained were: 11,8 ± 1,56ºC (TDT-method), and 6,35 ± 0,35ºC (Shear reactor and first retention section of the HTST pilot plant). Several authors reported changes in the kinetic parameters of microorganisms, when determining it through batch or continuous methods. Just like them, in this research it was verified that the D-values under shear stress process were statistically lower (p<0.05) than those in batch method (no shear). The ratio between experimental D values obtained in the shear reactor and those obtained from the TDT model was calculated and ranged between 57% and 75%, indicating a significant reduction of the microorganism¿s thermal resistance. Hence there is an immediate potential for industrial application of this kind of process since it causes the reduction of the resistance of spores in fluids under thermal process allowing for less aggressive thermal process / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Nesse trabalho, foi analisada a redução de arrasto, a partir da utilização de duas bancadas experimentais, onde uma delas está situada no laboratório de Mecânica dos Fluidos (EPUSP) e a outra, no laboratório de Fisiologia Vascular (ICB-USP). A redução de arrasto foi investigada a partir do uso dos seguintes polímeros: poliacrilamida 1822S e 1340S, polietileno glicol (PEG4000) e óxido de polietileno (Polyox WSR-301). O comportamento reológico das soluções poliméricas do PEG4000 e das poliacrilamidas foi adquirido experimentalmente, enquanto do Polyox WSR-301 foi obtido da literatura. Esses polímeros foram utilizados na bancada experimental da EPUSP, simulador hidrodinâmico, mas somente o PEG4000 foi utilizado na bancada experimental do ICBI em leitos arteriais caudais de ratos normotensos (Wistar) e espontaneamente hipertensos (SHR). No simulador hidrodinâmico, foi estudada a redução de arrasto em escoamentos pulsáteis laminares e turbulentos, cuja faixa de Reynolds varia entre 2300 a 13700, com concentrações poliméricas que variaram entre 5 e 100 ppm, porém para o PEG4000 essa concentração atingiu valor de 5000 ppm. Em leitos arteriais caudais de ratos, a redução de arrasto foi analisada para escoamento laminar, cuja faixa de Reynolds varia entre 100 e 700, com concentração polimérica de 5000 ppm. Além disso, a redução de arrasto foi estudada na presença e ausência das células endoteliais. Simulações computacionais utilizando o método dos volumes finitos (Fluent) foram realizadas a partir dos dados obtidos da bancada experimental do ICB-I, para avaliar a distribuição da tensão de cisalhamento sobre a parede do vaso na presença e ausência das células endoteliais e do PEG4000, considerando a parede da artéria rígida. A partir dos dados obtidos da análise da viscosidade, ficou constatado que o PEG4000 com concentração de 5000 ppm e as poliacrilamidas 1822S e 1340S com concentrações de 5 e 10 ppm apresentaram comportamento de fluido Newtoniano. Para as poliacrilamidas, concentrações poliméricas acima de 10 ppm apresentaram comportamento de fluido não-Newtoniano. De acordo com a literatura, o Polyox WSR-301 apresentou comportamento de fluido Newtoniano para todas as concentrações poliméricas utilizadas nesse trabalho. O PEG4000 não apresentou o fenômeno da redução de arrasto em nenhuma concentração polimérica analisada, quando aplicado na bancada experimental da EPUSP. As poliacrilamidas e o Polyox WSR-301 apresentaram reduções de arrasto que foram dependentes do número de Reynolds e da concentração utilizada, muito embora o Polyox WSR-301 tenha se mostrado mais eficiente em promover esse fenômeno. Nos leitos arteriais caudais, o PEG4000 apresentou redução de arrasto para a concentração de 5000 ppm, que foi acentuada pela presença das células endoteliais. Os valores da tensão de cisalhamento foram maiores para o animal SHR quando comparados com o animal Wistar. Além disso, no animal Wistar, o endotélio controlou o aumento dessa tensão via produção de substâncias vasodilatadoras, mas apresentou disfunção no animal SHR. A partir dos resultados apresentados acima, podese concluir que o Polyox WSR-301 é mais eficiente para promover a redução de arrasto em tubos rígidos. Por outro lado, muito embora o PEG4000 não tenha apresentado efeito na bancada experimental da EPUSP, esse se mostrou um bom redutor de arrasto em leitos arteriais caudais, tendo sua ação intensificada pela presença das células endoteliais. / In this work, the drag reduction was analyzed in two benches located at Laboratory of Fluid Mechanics at Polytechnic School (EPUSP) and at Laboratory of Vascular Physiology at Institute of Biomedical Science (ICB-USP). The drag reduction was investigated for the following polymers: polyacrilamide 1822S and 1340S, polyethylene glycol (PEG4000) and polyethylene oxide (Polyox WSR-301). The rheological behavior of polymeric solutions of polyacrilamide and PEG4000 was acquired experimentally; while it was obtained from the literature for Polyox WSR-301. All of these polymers were used in the hydrodynamic simulator, but only PEG4000 was employed in the tails arterial bed from normotensive (Wistar) and spontaneously hypertensive rats (SHR) at ICB-1. In the hydrodynamic simulator, the drag reduction was analyzed in laminar and turbulent pulsatile flow, in the range varying between 2300 and 13700, with polymeric concentrations between 5 and 100 ppm, but for PEG4000, concentration has reached 5000 ppm. On the other hand, in the tail arterial beds, the drag reduction was analyzed for laminar flow, in the range between 100 and 700, with polymeric concentration of 5000 ppm. In addition, it was studied in the presence and absence of endothelial cells. Computational simulation using the finite volume method (Fluent) was performed using data obtained from ICB-1 in order to analyze the wall shear stress distribution along of wall vessel both in the presence and absence of endothelial cells and PEG4000, considering the rigid walls. Polyacrilamide 1822S and 1340S as well as PEG4000 showed behavior of Newtonian fluid in the following concentrations: 5 and 10 ppm and 5000 ppm, respectively. On the other hand, for polyacrilamides, concentrations higher than 10 ppm showed behaviour of non- Newtonian fluids. According to the literature, the Polyox WSR-301 behaved as a Newtonian fluid in all concentrations used in this work. At EPUSP\'s bench, while PEG4000 did not show drag reduction for any polymeric concentration analyzed, this phenomenon could be seen for polyacrilamides and Polyox WSR-301, being dependent on Reynolds number as well as polymeric concentration. More important, Polyox WSR- 301 showed to be the most efficient drag reducer of them. Interestingly, in the assays employing the tail arterial beds, PEG4000 showed drag reduction in the concentration of 5000 ppm and it was increased by the presence of the endothelial cells. Thus, Polyox WSR-301 seems to be more efficient to promote drag reduction in the rigid tubes. On the other hand, while PEG4000 did not show drag reduction at EPUSP\'s bench, it was a good drag reducer in the tail arterial beds, being intensified by the action of endothelial cells.

A crescente demanda por biocombustíveis e a concorrência dos combustíveis fósseis torna necessária a otimização dos meios já existentes e o desenvolvimento de novas tecnologias para produção de biocombustíveis, principalmente em projetos envolvendo biorreatores e fotobiorreatores (FBR) industriais. A dinâmica dos fluidos computacional (CFD) vem sendo utilizada em vários trabalhos para o estudo de parâmetros fluidodinâmicos que podem influenciar no rendimento dos processos químicos envolvidos, como tensão de cisalhamento, perfis de velocidade, tempo de residência e a influência da geometria sobre esses parâmetros. Contudo, não existe ainda um número abrangente de trabalhos que utilize técnicas de otimização acopladas com a resolução numérica do problema fluidodinâmico. Em alguns estudos, algoritmos de otimização são utilizados para determinar os melhores coeficientes das reações químicas. No entanto, não há estudos, até o momento, que reportem a otimização multiobjetivo simultânea dos parâmetros geométricos e do escoamento aplicados a equipamentos da indústria sucro-energética. Neste contexto, o presente trabalho de pesquisa tem como objetivo contribuir para o avanço científico e tecnológico através da implementação de um software aberto (PyCFD-O) que permita o acoplamento CFD-otimização e o desenvolvimento das bases de uma metodologia de projeto otimizado bem como de operação de biorreatores e FBRs de escala industrial. O PyCFD-O foi testado em dois estudos de caso que podem ser estendidos a um fermentador contínuo e um FBR. Os parâmetros geométricos de ambos os reatores foram otimizados de forma a minimizar simultaneamente a tensão de cisalhamento e a variância da distribuição do tempo de residência. O software PyCFD-O mostrou-se robusto, revelando que o processo global de otimização realiza de fato a busca pela fronteira de Pareto. Além da obtenção das geometrias otimizadas, também foram discutidos a influência dos parâmetros geométricos na hidrodinâmica do escoamento em ambos os casos. / The growing demand for biofuels and its competition with fossil fuels create the need to optimize the existing resources and development of new technologies for production of biofuels, particularly in projects involving industrial bioreactors and photobioreactors (PBR). Computational fluid dynamics (CFD) has been used in several studies for the study of fluid dynamics parameters that can influence the performance of the chemical process involved, such as shear stress, velocity profiles, residence time and the influence of these parameters on the reactor geometry. However, there are lacks of studies that utilize optimization techniques coupled with the numerical resolution of the fluid dynamic problem. The use of optimization algorithms has been reported in some cases, but there have not been reports on studies combining the optimization of flow parameters and multiobjective algorithms to choose ideal geometric parameters applied to the equipment of the sugar-energy industry. In this context, this research project aims to contribute to the advancement of scientific and technological knowledge trhough the implementation of open source software (PyCFD-O) for the CFD-optimization coupling and the development of the bases of a methodology for optimal design and operation of industrial scale bioreactors and PBR. The PyCFD-O software was tested in two case studies with characteristics that can be extended to a continuos fermenter and PBR. The geometric parameters of both reactors were simultaneously optimized in order to minimize the shear stress and the variance of residence time distribuition. The PyCFD-O software showed robustness, revealing that overall optimization process actually performs the search of Pareto frontier. In addition to the geometry optimization, the influence of the geometrical parameters of the hydrodynamic of the flow was discussed in both case studies.

Resultados da reanálise SODA v2.2.6 (Carton, Giese, 2008) e da Renálise do Século 20 v2 (Compo, et al., 2011) foram analisados para verificar alterações dos modos de variabilidade da TSM (o modo do Gradiente Meridional de Temperatura (GMT) e o Modo Zonal) no Atlântico Tropical (de 1929 a 2008) através de funções empíricas ortogonais (EOF) e funções empíricas ortogonais associadas (jEOF). A evolução do padrão espacial do modo do GMT se inicia com a configuração de dipolo de temperatura, com eixo central em &#8776; 5ºN evoluindo para o GMT com variabilidade concentrada no Atlântico Tropical Norte. O Modo Zonal apresenta inicialmente variabilidade associada à região equatorial (entre 5ºS e 5ºN) e à costa sudoeste africana, que evolui para um gradiente meridional de TSM, centrado em &#8776; 5ºN. Sua variabilidade concentra-se exclusivamente no Atlântico Tropical Sul. A variabilidade equatorial se degenera ao longo do período, devido ao aumento, gerado pelo vento, da profundidade das isopicnais na termoclina. No equador o acoplamento entre o oceano e a atmosfera ocorre nos períodos de T = 30 meses e T &#8776; 34 meses, com o vento antecedendo a temperatura em 1 e 2 meses, respectivamente. O Modo Zonal apresenta acoplamento com o vento durante a segunda metade das análises. O período associado é de T &#8776; 34 meses, com o vento antecedendo a temperatura em cerca de 1 mês. O modo do GMT está associado aos ventos no Atlântico Tropical Norte e Atlântico Tropical Sul. Os períodos de acoplamento são de T = 96 e T = 60 meses, com o vento antecedendo a TSM em 3 e &#8776; 2 meses respectivamente. / The results of SODA v2.2.6 reanalysis (Carton, Giese, 2008) and 20th Century Reanalysis v2 Project (Compo, et al., 2011) were analyzed in order to verify changes of the SST modes (the Meridional Temperature Gradient mode (GMT) and the Zonal Mode) in the Tropical Atlantic (1929 to 2008) using Empirical Orthogonal Functions (EOF) and joint Empirical Orthogonal Functions (jEOF). The spatial distribution of GMT starts initially as a temperature dipole centred at &#8776; 5ºN. It evolves into a meridional gradient with variability concentrated at the Tropical North Atlantic. The zonal mode variability is initially associated with the equatorial region (between 5ºS and 5ºN) and with the northwestern african coast. It evolves into a merdional gradient with central axis located at 5ºN. Its variability is concentrated exclusively in the Tropical South Atlantic. The equatorial variability degenerates throughout the period, due to the inhibition of the isopicnal uplift by the wind. At the equator, the coupling occurs in periods of T = 30 months and T &#8776; 34 months, with the wind preceding the TSM by 1 and 2 months, respectively. The zonal mode presents coupling with the wind only during the second half of the analysis. The periods are of T = 34 months, with wind preciding TSM by about 1 month. GMT mode is associated to the winds of both Tropical North Atlantic and Tropical South Atlantic. Coupling periods are of T = 96 and T = 60 months, with the wind preceding TSM in 3 and &#8776; 2 months respectively.

Resultados da reanálise SODA v2.2.6 (Carton, Giese, 2008) e da Renálise do Século 20 v2 (Compo, et al., 2011) foram analisados para verificar alterações dos modos de variabilidade da TSM (o modo do Gradiente Meridional de Temperatura (GMT) e o Modo Zonal) no Atlântico Tropical (de 1929 a 2008) através de funções empíricas ortogonais (EOF) e funções empíricas ortogonais associadas (jEOF). A evolução do padrão espacial do modo do GMT se inicia com a configuração de dipolo de temperatura, com eixo central em &#8776; 5ºN evoluindo para o GMT com variabilidade concentrada no Atlântico Tropical Norte. O Modo Zonal apresenta inicialmente variabilidade associada à região equatorial (entre 5ºS e 5ºN) e à costa sudoeste africana, que evolui para um gradiente meridional de TSM, centrado em &#8776; 5ºN. Sua variabilidade concentra-se exclusivamente no Atlântico Tropical Sul. A variabilidade equatorial se degenera ao longo do período, devido ao aumento, gerado pelo vento, da profundidade das isopicnais na termoclina. No equador o acoplamento entre o oceano e a atmosfera ocorre nos períodos de T = 30 meses e T &#8776; 34 meses, com o vento antecedendo a temperatura em 1 e 2 meses, respectivamente. O Modo Zonal apresenta acoplamento com o vento durante a segunda metade das análises. O período associado é de T &#8776; 34 meses, com o vento antecedendo a temperatura em cerca de 1 mês. O modo do GMT está associado aos ventos no Atlântico Tropical Norte e Atlântico Tropical Sul. Os períodos de acoplamento são de T = 96 e T = 60 meses, com o vento antecedendo a TSM em 3 e &#8776; 2 meses respectivamente. / The results of SODA v2.2.6 reanalysis (Carton, Giese, 2008) and 20th Century Reanalysis v2 Project (Compo, et al., 2011) were analyzed in order to verify changes of the SST modes (the Meridional Temperature Gradient mode (GMT) and the Zonal Mode) in the Tropical Atlantic (1929 to 2008) using Empirical Orthogonal Functions (EOF) and joint Empirical Orthogonal Functions (jEOF). The spatial distribution of GMT starts initially as a temperature dipole centred at &#8776; 5ºN. It evolves into a meridional gradient with variability concentrated at the Tropical North Atlantic. The zonal mode variability is initially associated with the equatorial region (between 5ºS and 5ºN) and with the northwestern african coast. It evolves into a merdional gradient with central axis located at 5ºN. Its variability is concentrated exclusively in the Tropical South Atlantic. The equatorial variability degenerates throughout the period, due to the inhibition of the isopicnal uplift by the wind. At the equator, the coupling occurs in periods of T = 30 months and T &#8776; 34 months, with the wind preceding the TSM by 1 and 2 months, respectively. The zonal mode presents coupling with the wind only during the second half of the analysis. The periods are of T = 34 months, with wind preciding TSM by about 1 month. GMT mode is associated to the winds of both Tropical North Atlantic and Tropical South Atlantic. Coupling periods are of T = 96 and T = 60 months, with the wind preceding TSM in 3 and &#8776; 2 months respectively.