LOBÃO, J. R. S. Análise do desempenho, estabilidade e confiabilidade de estações de tratamento de esgoto no Ceará e proposta de uso de microalgas para a melhoria da qualidade de seus efluentes. 2014. 240 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-10-20T17:47:31Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_jrslobão.pdf: 8491919 bytes, checksum: e9bb559588a46a934c24db86955eb045 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-10-27T12:34:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_jrslobão.pdf: 8491919 bytes, checksum: e9bb559588a46a934c24db86955eb045 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-27T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_jrslobão.pdf: 8491919 bytes, checksum: e9bb559588a46a934c24db86955eb045 (MD5) Previous issue date: 2014-12-08 / In the present research was an elaborate investigative methodology inherent in effluent from sewage treatment plants in the State of Ceará. For this study were considered patterns BOD (biochemical oxygen demand), COD (chemical oxygen demand), TSS (Total suspended solids), CF (faecal coliforms), temperature, Nitrogen Compounds (Ammonia, phosphorus, nitrate) and pH, as the most representative parameters, as usual in the monitoring of ETE's, as the levels established by CONAMA (National Environment Council) and by State laws SEMACE (supervision of the Environment of the State of Ceará). The main objective is to elaborate a methodology research to quality of sewage treatment, as well as analyze the variability of the effluent samples, reliability, stability, sort the waste stations as Pollution program standards of Hydrographic Basins (PRODES) and analyze the impact of effluent polishing using microalgae like Spirulina platensis. The methodology was the approach and experimentation, qualitative and quantitative information, including evaluation of the efficiency, reliability and stability, which contributed to the rapprochement of systematic project with changes of variables concerning ETE ' s. The evaluation showed that the standards ETEs studied reached irregular performances, considering the standards of efficiency and strict confidence levels. Also, it was verified that the default maximum hit from Ceará Stations turned out to be the level F, considered median level. It was noted further that the polishing with microalgae promoted a reduction of 51.5%, 39.4% and 38.7% of the load of cod, BOD and TSS, respectively, with respect to the conventionally treated sewage effluent / Na presente pesquisa foi elaborada uma metodologia investigativa inerente aos efluentes de estações de tratamento de esgotos no estado do Ceará. Para esse estudo foram considerados padrões DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio), DQO (Demanda Química de Oxigênio), SST (Sólidos Suspensos Totais), CF (Coliformes Fecais), Temperatura, Compostos Nitrogenados (Amônia, Fósforo, Nitrato) e pH, como os parâmetros mais representativos, por serem usuais no monitoramento de ETE’s, conforme os patamares estabelecidos pelo CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) e por legislações estaduais SEMACE (Superintendência do Meio Ambiente do Estado do Ceará). O principal objetivo foi elaborar uma metodologia investigativa à qualidade do tratamento de esgotos, bem como analisar a variabilidade das amostras efluentes, a confiabilidade, a estabilidade das estações, classificar os efluentes quanto às normas do Programa de Poluição de Bacias Hidrográfica (PRODES) e analisar o impacto do polimento de efluentes utilizando microalgas do tipo Spirulina platensis. A metodologia foi a abordagem e a experimentação, qualitativa e quantitativa de parâmetros, compreendendo avaliação da eficiência, confiabilidade e estabilidade, que contribuiram para a aproximação das sistemáticas de projeto com alterações das variáveis referentes às ETE’s. A avaliação às normas mostrou que as ETEs estudadas atingiram desempenhos irregulares, considerando os padrões de eficiência e níveis de confiança rigorosos. Também, foi verificado que, o máximo padrão atingido pelas Estações cearenses se mostrou ser o nível F, considerado de patamar mediano. Constatou-se ainda que, o polimento com microalgas promoveu um abatimento de 51,5%, 39,4% e 38,7% da carga de DQO, DBO e SST, respectivamente, com relação ao efluente do esgoto tratado convencionalmente

A teoria de sistemas semidinâmicos impulsivos é utilizada no estudo de sistemas que descrevem processos de evolução que sofrem variações de estado de curta duração e que podem ser consideradas instantâneas. Este fenômeno é chamado de impulso. Para muitos fenômenos naturais, os modelos determinísticos mais realistas são frequentemente descritos por sistemas que envolvem impulsos. Este trabalho se insere no estudo da teoria de estabilidade em sistemas semidinâmicos com ação impulsiva. / The theory of impulsive semidynamical systems is used in the analysis of systems which describe the evolution of process whose continuous dynamics are interrupted by abrupt changes of state. This phenomenon is called impulse. In many natural phenomena, the real deterministic models are often described by systems which involve impulses. In this work, we study the stability theory in impulsive semidynamical systems.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-25Bitstream added on 2014-06-13T18:53:41Z : No. of bitstreams: 1 pandochi_l_me_araiq.pdf: 759011 bytes, checksum: 73a1386ab550a42a92ecb9d859ad57a8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Ministério da Educação (Mec) / As fibras de celulose, o amido catiônico, que são polímeros naturais e o carbonato de cálcio um mineral, são utilizados como aditivos na preparação de dispersões para aplicações industriais e desempenham um papel importante quando se trata de estabilidade coloidal da suspensão. A estabilidade coloidal de suspensões de fibra de celulose pura e na presença de amido e carbonato de cálcio precipitado foi investigada através da medida do potencial zeta em função do pH variando-se a força iônica do meio, utilizando a técnica de Atenuação Eletroacústica com o equipamento Acoustosizer IIM da marca Colloidal Dynamics. Tendo como fundamentos a teoria DLVO que trata da estabilidade coloidal em sistemas dispersos, obtiveram-se informações importantes sobre o comportamento deste sistema. Pela avaliação dos resultados de potencial zeta das suspensões de fibra de celulose pode concluir que a adição de carbonato de cálcio precipitado produziu uma inversão de carga da superfície da fibra de celulose, além disso, ao se variar a força iônica do meio a inversão tornou-se ainda mais evidente. Dessa forma pode-se concluir que o carbonato de cálcio produz uma maximização nas forças de natureza repulsiva na fibra de celulose (através de sua dupla camada elétrica) tornando a suspensão mais estável. Resultados semelhantes foram obtidos com adição de amido catiônico à suspensão de fibra de celulose. O amido catiônico (carga superficial positiva) em contato com a superfície da fibra de celulose (carga superficial negativa) altera a carga da fibra para positiva. A avaliação com concentrações a 20, 50 e 100% mostrou que independentemente da concentração o potencial eletrocinético permanece com o mesmo perfil de variação. Ao se misturar à suspensão de fibra de celulose o carbonato de cálcio e amido catiônico concluiu-se que para concentrações... / The fibers of cellulose and the cationic starch, which are natural polymers, and the calcium carbonate mineral are used as additives in the preparation of dispersions for industrial applications. They play an important role when it refers to colloidal suspension stability. The stability of colloidal suspensions of pure cellulose fiber in the presence of starch and precipitated calcium carbonate was investigated through the zeta potential measuring as a function of pH by varying the ionic strength of the medium using the Attenuation Electroacoustic technique in the equipment Acoustosizer IIM from Colloidal Dynamics. Based on the DLVO theory that deals with the colloidal stability of dispersed system, important information of this system behavior was obtained. The evaluation of the results of zeta potential for suspensions of cellulose fiber showed that the addition of precipitated calcium carbonate produces the charge reversal at the cellulose fiber surface. Moreover, this reversal became more evident when the ionic strength of the medium was high. Thus, it can be concluded that the calcium carbonate produces an increase in the repulsive nature strength of cellulose fiber (through its electric double layer), making the suspension more stable. Similar results were obtained with the addition of cationic starch to the cellulose fiber suspension. The cationic starch (positive surface charge) in contact with the cellulose fiber surface (negative surface charge) changes the charge of fiber to positive. The evaluation of concentrations 20, 50 and 100% showed that, regardless the concentration, the electrokinetic potential change profile does not change. By mixing the cellulose fiber suspension with calcium carbonate and cationic starch, it was concluded that the electrokinetic potential is positive for concentrations above 4% of cationic starch in the whole pH range... (Complete abstract click electronic access below)

A teoria de sistemas semidinâmicos impulsivos é utilizada no estudo de sistemas que descrevem processos de evolução que sofrem variações de estado de curta duração e que podem ser consideradas instantâneas. Este fenômeno é chamado de impulso. Para muitos fenômenos naturais, os modelos determinísticos mais realistas são frequentemente descritos por sistemas que envolvem impulsos. Este trabalho se insere no estudo da teoria de estabilidade em sistemas semidinâmicos com ação impulsiva. / The theory of impulsive semidynamical systems is used in the analysis of systems which describe the evolution of process whose continuous dynamics are interrupted by abrupt changes of state. This phenomenon is called impulse. In many natural phenomena, the real deterministic models are often described by systems which involve impulses. In this work, we study the stability theory in impulsive semidynamical systems.

Na presente pesquisa foi elaborada uma metodologia investigativa inerente aos efluentes de estaÃÃes de tratamento de esgotos no estado do CearÃ. Para esse estudo foram considerados padrÃes DBO (Demanda BioquÃmica de OxigÃnio), DQO (Demanda QuÃmica de OxigÃnio), SST (SÃlidos Suspensos Totais), CF (Coliformes Fecais), Temperatura, Compostos Nitrogenados (AmÃnia, FÃsforo, Nitrato) e pH, como os parÃmetros mais representativos, por serem usuais no monitoramento de ETEâs, conforme os patamares estabelecidos pelo CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) e por legislaÃÃes estaduais SEMACE (SuperintendÃncia do Meio Ambiente do Estado do CearÃ). O principal objetivo foi elaborar uma metodologia investigativa à qualidade do tratamento de esgotos, bem como analisar a variabilidade das amostras efluentes, a confiabilidade, a estabilidade das estaÃÃes, classificar os efluentes quanto Ãs normas do Programa de PoluiÃÃo de Bacias HidrogrÃfica (PRODES) e analisar o impacto do polimento de efluentes utilizando microalgas do tipo Spirulina platensis. A metodologia foi a abordagem e a experimentaÃÃo, qualitativa e quantitativa de parÃmetros, compreendendo avaliaÃÃo da eficiÃncia, confiabilidade e estabilidade, que contribuiram para a aproximaÃÃo das sistemÃticas de projeto com alteraÃÃes das variÃveis referentes Ãs ETEâs. A avaliaÃÃo Ãs normas mostrou que as ETEs estudadas atingiram desempenhos irregulares, considerando os padrÃes de eficiÃncia e nÃveis de confianÃa rigorosos. TambÃm, foi verificado que, o mÃximo padrÃo atingido pelas EstaÃÃes cearenses se mostrou ser o nÃvel F, considerado de patamar mediano. Constatou-se ainda que, o polimento com microalgas promoveu um abatimento de 51,5%, 39,4% e 38,7% da carga de DQO, DBO e SST, respectivamente, com relaÃÃo ao efluente do esgoto tratado convencionalmente / In the present research was an elaborate investigative methodology inherent in effluent from sewage treatment plants in the State of CearÃ. For this study were considered patterns BOD (biochemical oxygen demand), COD (chemical oxygen demand), TSS (Total suspended solids), CF (faecal coliforms), temperature, Nitrogen Compounds (Ammonia, phosphorus, nitrate) and pH, as the most representative parameters, as usual in the monitoring of ETE's, as the levels established by CONAMA (National Environment Council) and by State laws SEMACE (supervision of the Environment of the State of CearÃ). The main objective is to elaborate a methodology research to quality of sewage treatment, as well as analyze the variability of the effluent samples, reliability, stability, sort the waste stations as Pollution program standards of Hydrographic Basins (PRODES) and analyze the impact of effluent polishing using microalgae like Spirulina platensis. The methodology was the approach and experimentation, qualitative and quantitative information, including evaluation of the efficiency, reliability and stability, which contributed to the rapprochement of systematic project with changes of variables concerning ETE ' s. The evaluation showed that the standards ETEs studied reached irregular performances, considering the standards of efficiency and strict confidence levels. Also, it was verified that the default maximum hit from Cearà Stations turned out to be the level F, considered median level. It was noted further that the polishing with microalgae promoted a reduction of 51.5%, 39.4% and 38.7% of the load of cod, BOD and TSS, respectively, with respect to the conventionally treated sewage effluent.

Orientador: Gustavo Luiz Chagas Manhães de Abreu / Resumo: O presente trabalho propõe uma nova estratégia para supressão ativa robusta do fenômeno Ground Resonance (GR) em Helicópteros. O modelo clássico de análise deste fenômeno é desenvolvido para um rotor isotrópico e a análise de estabilidade é feita no domínio de Coleman, para encontrar as fronteiras de instabilidade. Também é proposta uma nova estratégia para lidar com essas fronteiras de instabilidade e suprimir o GR usando controladores com formulação descrita por conjuntos politópicos convexos. Controladores são projetados via desigualdades lineares matriciais (LMIs, Linear Matrix Inequalities), formulados de acordo com a Teoria de Estabilidade de Lyapunov. Adicionalmente, incertezas paramétricas na frequência de lead-lag das pás e a apresentação de uma falha estrutural nos atuadores são consideradas e, assim, novos controladores robustos são projetados a fim de expandir o envelope operacional da aeronave. Ainda, são considerados diferentes tipos de não-linearidades estruturais na rigidez e amortecimento do trem de pouso do helicóptero e a caracterização da estabilidade não-linear do sistema exibe oscilações em ciclo limite (LCO, Limit Cycle Oscillation), que são determinadas a partir da construção de Diagramas de Bifurcação. Utiliza-se a modelagem Fuzzy-TS do sistema para cada caso de estudo e, com base nas fronteiras de estabilidade não-linear do GR, definidas a partir dos Diagramas de Bifurcação, têm-se o projeto de controladores para supressão das LCOs do sistema. Os res... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work proposes a new strategy for robust active suppression of Ground Resonance (GR) phenomenon in Helicopters. The classical model to analysis of this phenomenon is developed for an isotropic rotor and stability analysis is done in Coleman domain, to nd the boundaries of instability. It is also proposed a new strategy for dealing with these boundaries of instability and suppressing GR using controllers with polytopic convex hulls formulation. Controllers are designed via Linear Matrix Inequalities (LMIs), formulated according to the Lyapunov Stability Theory. Additionally, parametric uncertainties in the lead-lag frequency of the blades and actuators faults are considered and thus new robust controllers are designed to expand the aircraft operating envelope. Also, di erent types of structural nonlinearities in the landing gear sti ness and damping of the helicopter are considered, and the characterization of the nonlinear stability of the system exhibits Limit Cycle Oscillation (LCO), which are determined from the construction of Bifurcation Diagrams. Fuzzy-TS modeling is used for each case study and, based on the nonlinear stability boundaries of the GR, de ned from the Bifurcation Diagrams, the controllers to suppress the LCO are designed. The results of numerical simulations, discussions and conclusions are presented and show that the control strategy proposed is an attractive solution to suppress the linear and nonlinear GR problem, being able to expand the o... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O som gerado por escoamentos, também conhecido como aeroacústica, tem se tornado cada vez mais importante em áreas industriais diversas desde aviação comercial até aparelhos eletrodomésticos, afetando diretamente os requisitos necessários para o desenvolvimento de novos produtos. Um caso particular é o ruído gerado por válvulas de compressores herméticos de refrigeração, sendo o compressor a principal fonte de ruído em refrigeradores domésticos. O presente trabalho tem por objetivo iniciar o desenvolvimento de uma ferramenta confiável de simulação capaz de auxiliar engenheiros na predição de problemas de aeroacústica, especialmente um que possa no futuro ser utilizado para estudar o ruído gerado pelo escoamento em válvulas de compressores herméticos. Para isso, foi desenvolvido um código para simulação numérica direta de aeroacústica. Utilizou-se processamento paralelo com decomposição de domínio para usar Simulação Numérica Direta em um tempo factível; esquemas de discretização espaciais e temporais de alta ordem para minimizar ao máximo os fenômenos de dissipação e dispersão do escoamento e das ondas acústicas e uma série de tratamentos no domínio como filtragem e estiramento da malha como também condições de contorno características com o intuito de obter uma solução adequada para estudo de aeroacústica. Assim, são apresentadas todas as etapas desenvolvidas no equacionamento, implementação e verificação. A verificação foi realizada segundo um processo matemático formal (Método das Soluções Manufaturadas) com o qual obteve-se que a ordem de precisão dos cálculos era a mesma da ordem formal dos esquemas de discretização utilizados para todas as variáveis. Também obteve-se a mesma concordância para análise do divergente da velocidade, verificando o código para simulação numérica direta de aeroacústica. Posteriormente, foram realizadas simulações de escoamentos compressíveis cisalhantes e seus resultados comparados com dados apresentados em literatura. Também foram calculadas as taxas de amplificação de perturbações e comparadas com a Teoria de Estabilidade Linear. Novamente, foram obtidos resultados satisfatórios nessas etapas, mostrando que a implementação do código DNS está verificada. / Sound generated by flow, known as aeroacoustics, is becoming more important in several industrial areas from commercial aircraft to household appliances, affecting directly the requirements to the development of new products. A particular case is the noise generated by valves of refrigeration hermetic compressors, being the compressor the main noise source in household refrigerators. This work has the goal of initiate the development of a reliable tool able to help engineers to predict aeroacoustics problems, specially one that can be used in the future to study the noise generated by the flow in valves of hermetic compressors. To do so, it was developed a numerical code to perform direct numerical simulation of aeroacoustics. It was used parallel processing with domain decomposition to use Direct Numerical Simulation in a feasible time; high order temporal and spatial discretization schemes to minimize the most the dispersion and dissipation phenomena of the flow field and of the acoustics waves and a series of treatments in the domain as filtering and mesh stretching as well as characteristics boundary conditions aiming a proper solution to study aeroacoustics. Thus, here all the steps developed in the formulation, implementation and verification are presented . The verification was done according to a formal mathematical procedure (Method of Manufactured Solutions) with which was found that the precision order of the calculations was the same of the formal order of the used discretization schemes for all variables. The same agreement was also obtained to the analysis of the divergence of the velocity, verifying the code to direct numerical simulation of aeroacoustics. Posteriorly, it were simulated shear compressible flows and the results were compared to literature data. Also, it were calculated the amplification rates of the disturbances and compared to Linear Stability Theory. Once more, it was obtained satisfactory results in these steps, showing that the implementation of the DNS code is verified.

O som gerado por escoamentos, também conhecido como aeroacústica, tem se tornado cada vez mais importante em áreas industriais diversas desde aviação comercial até aparelhos eletrodomésticos, afetando diretamente os requisitos necessários para o desenvolvimento de novos produtos. Um caso particular é o ruído gerado por válvulas de compressores herméticos de refrigeração, sendo o compressor a principal fonte de ruído em refrigeradores domésticos. O presente trabalho tem por objetivo iniciar o desenvolvimento de uma ferramenta confiável de simulação capaz de auxiliar engenheiros na predição de problemas de aeroacústica, especialmente um que possa no futuro ser utilizado para estudar o ruído gerado pelo escoamento em válvulas de compressores herméticos. Para isso, foi desenvolvido um código para simulação numérica direta de aeroacústica. Utilizou-se processamento paralelo com decomposição de domínio para usar Simulação Numérica Direta em um tempo factível; esquemas de discretização espaciais e temporais de alta ordem para minimizar ao máximo os fenômenos de dissipação e dispersão do escoamento e das ondas acústicas e uma série de tratamentos no domínio como filtragem e estiramento da malha como também condições de contorno características com o intuito de obter uma solução adequada para estudo de aeroacústica. Assim, são apresentadas todas as etapas desenvolvidas no equacionamento, implementação e verificação. A verificação foi realizada segundo um processo matemático formal (Método das Soluções Manufaturadas) com o qual obteve-se que a ordem de precisão dos cálculos era a mesma da ordem formal dos esquemas de discretização utilizados para todas as variáveis. Também obteve-se a mesma concordância para análise do divergente da velocidade, verificando o código para simulação numérica direta de aeroacústica. Posteriormente, foram realizadas simulações de escoamentos compressíveis cisalhantes e seus resultados comparados com dados apresentados em literatura. Também foram calculadas as taxas de amplificação de perturbações e comparadas com a Teoria de Estabilidade Linear. Novamente, foram obtidos resultados satisfatórios nessas etapas, mostrando que a implementação do código DNS está verificada. / Sound generated by flow, known as aeroacoustics, is becoming more important in several industrial areas from commercial aircraft to household appliances, affecting directly the requirements to the development of new products. A particular case is the noise generated by valves of refrigeration hermetic compressors, being the compressor the main noise source in household refrigerators. This work has the goal of initiate the development of a reliable tool able to help engineers to predict aeroacoustics problems, specially one that can be used in the future to study the noise generated by the flow in valves of hermetic compressors. To do so, it was developed a numerical code to perform direct numerical simulation of aeroacoustics. It was used parallel processing with domain decomposition to use Direct Numerical Simulation in a feasible time; high order temporal and spatial discretization schemes to minimize the most the dispersion and dissipation phenomena of the flow field and of the acoustics waves and a series of treatments in the domain as filtering and mesh stretching as well as characteristics boundary conditions aiming a proper solution to study aeroacoustics. Thus, here all the steps developed in the formulation, implementation and verification are presented . The verification was done according to a formal mathematical procedure (Method of Manufactured Solutions) with which was found that the precision order of the calculations was the same of the formal order of the used discretization schemes for all variables. The same agreement was also obtained to the analysis of the divergence of the velocity, verifying the code to direct numerical simulation of aeroacoustics. Posteriorly, it were simulated shear compressible flows and the results were compared to literature data. Also, it were calculated the amplification rates of the disturbances and compared to Linear Stability Theory. Once more, it was obtained satisfactory results in these steps, showing that the implementation of the DNS code is verified.

Submitted by Laison Junio da Silva Furlan (laisonfurlan@gmail.com) on 2018-09-11T21:45:47Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_final.pdf: 2611301 bytes, checksum: b4c51f4e16b1f3e612c4d3a044c777c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-09-12T11:25:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 furlan_ljs_me_prud.pdf: 2445202 bytes, checksum: 1f1f2699158710f217b33ed602d0f51e (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-09-12T11:36:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 furlan_ljs_me_prud.pdf: 2445202 bytes, checksum: 1f1f2699158710f217b33ed602d0f51e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T11:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 furlan_ljs_me_prud.pdf: 2445202 bytes, checksum: 1f1f2699158710f217b33ed602d0f51e (MD5) Previous issue date: 2018-08-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho investiga a transição laminar-turbulenta devido a ondas de Tollmien-Schlichting para o escoamento de Poiseuille incompressível, bidimensional, de um fluido viscoelástico, utilizando a equação constitutiva Giesekus. A Teoria de Estabilidade Linear e a Simulação Numérica Direta são utilizadas para verificar a estabilidade de escoamentos de fluidos viscoelásticos a perturbações não estacionárias. Na análise LST a equação de Orr-Sommerfeld é modificada para um fluido viscoelástico e resolvida pelo método da estimativa (Shooting). Enquanto que, na formulação DNS, as equações de Navier-Stokes, juntamente com a equação constitutiva Giesekus, são resolvidas utilizando métodos de diferenças finitas compactas de alta ordem. Com o objetivo de avaliar as curvas neutras de estabilidade e as taxas de amplificação, diferentes simulações numéricas são realizadas variando-se os parâmetros adimensionais no modelo Giesekus e comparando com o fluido Newtoniano. As técnicas LST e DNS mostraram-se ferramentas eficientes na análise espacial da estabilidade de escoamentos viscoelásticos do tipo Giesekus, permitindo uma melhor compreensão da influência dos parâmetros adimensionais desses escoamentos e contribuindo com resultados originais na verificação da estabilidade de escoamentos viscoelásticos utilizando o fluido Giesekus. / The present work investigates the laminar-turbulent transition due to Tollmien-Schlichting waves for the incompressible two-dimensional Poiseuille flow of a viscoelastic fluid, using the Giesekus constitutive equation. Linear Stability Theory and Direct Numerical Simulation are used to verify the stability of viscoelastic fluid flows to unsteady disturbances. In the LST analysis, the Orr-Sommerfeld equation is modified to a viscoelastic fluid and solved by Shooting method. Whereas, in the DNS formulation, the Navier-Stokes equations with the Giesekus constitutive equation are solved using high-order compact finite difference methods. In order to evaluate the neutral stability curves and the amplification rates, different numerical simulations are performed by varying the dimensionless parameters in the Giesekus model and their results are compared with the Newtonian fluid. The LST and DNS techniques proved to be efficient tools to the spatial stability analysis of viscoelastic fluid flows of the Giesekus type, allowing a better comprehension of the dimensionless parameters influence of those flows, contributing with originals results to verification of the viscoelastics fluid flows stability using Giesekus fluid. / FAPESP: 2017/11068-6

Submitted by Ellen Silva Gervazoni null (emillen_@hotmail.com) on 2016-08-25T17:45:32Z No. of bitstreams: 1 Disserataçaofinal_EllenGervazoni.pdf: 1426674 bytes, checksum: 25ce3b189028e33485b050b9f7676a94 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-08-29T19:17:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gervazoni_es_me_prud.pdf: 1426674 bytes, checksum: 25ce3b189028e33485b050b9f7676a94 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T19:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gervazoni_es_me_prud.pdf: 1426674 bytes, checksum: 25ce3b189028e33485b050b9f7676a94 (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Diversos escoamentos de interesse prático são de fluidos viscoelásticos e muitas vezes é desejável saber se estes escoamentos propagam-se no estado laminar ou no turbulento. Embora a hidrodinâmica de fluidos viscoelásticos sejam fortemente afetadas pelo balanço entre forças inerciais e elásticas no escoamento, o efeito da elasticidade sobre a estabilidade de escoamentos inerciais não foi completamente estabelecida. No presente trabalho, estuda-se o que ocorre entre estes dois estados, na transição laminar-turbulenta. Especi- ficamente, é investigada a convecção de ondas de Tollmien-Schlichting para o escoamento incompressível de Poiseuille para um fluido viscoelástico, utilizando a equação constitutiva Oldroyd-B. Para isto, utiliza-se a Simulação Numérica Direta para verificar a estabilidade dos escoamentos de fluidos viscoelásticos a perturbações não estacionárias. Os resultados numéricos obtidos para escoamentos de fluidos viscoelásticos são comparados com os resultados de escoamentos de fluidos Newtonianos, que já estão bem documentados na comunidade científica. Além disso, uma equação de Orr-Sommerfeld modificada é deduzida para um escoamento viscoelástico utilizando a Teoria de Estabilidade Linear. / Several flows of practical interest are of viscoelastic fluids and it is often desirable to know if these flows are in a laminar or turbulent state. Although the hydrodynamics of viscoelastic fluids are strongly affected by the balance between inertia and elastic forces in the flow, the effect of elasticity on the stability of inertial flows has not been completely established. In this work is studied what happens between these two states, the laminar-turbulent transition. Specifically, it will be investigated the convection of Tollmien-Schlichting waves to incompressible Poiseuille flow of viscoelastic fluid, using the constitutive equation Oldroyd-B. For this, the analysis is carried out by means of Direct Numerical Simulation to verify the stability of the non-stationary disturbances viscoelastic fluids flows. The numerical results obtained for viscoelastic fluids flows are compared with the results of Newtonian fluids flows, which are already well documented in scientific community. In addition, an Orr-Sommerfeld modified equation is deducted for a viscoelastic flow using Linear Stability Theory.