Orientador: Analice Costacurta Brandi / Banca: Gilcilene Sanchez de Paulo / Banca: Marcio Teixeira Mendonça / Resumo: O presente trabalho investiga a transição laminar-turbulenta devido a ondas de Tollmien-Schlichting para o escoamento de Poiseuille incompressível, bidimensional, de um uido viscoelástico, utilizando a equação constitutiva Giesekus. A Teoria de Estabilidade Linear e a Simulação Numérica Direta são utilizadas para veri car a estabilidade de escoamentos de uidos viscoelásticos a perturbações não estacionárias. Na análise LST a equação de Orr-Sommerfeld é modi cada para um uido 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 nitas compactas de alta ordem. Com o objetivo de avaliar as curvas neutras de estabilidade e as taxas de ampli cação, diferentes simulações numéricas são realizadas variando-se os parâmetros adimensionais no modelo Giesekus e comparando com o uido Newtoniano. As técnicas LST e DNS mostraram-se ferramentas e cientes na análise espacial da estabilidade de escoamentos viscoelásticos do tipo Giesekus, permitindo uma melhor compreensão da in uência dos parâmetros adimensionais desses escoamentos e contribuindo com resultados originais na veri cação da estabilidade de escoamentos viscoelásticos utilizando o uido Giesekus. / Abstract: The present work investigates the laminar-turbulent transition due to Tollmien-Schlichting waves for the incompressible two-dimensional Poiseuille ow of a viscoelastic uid, using the Giesekus constitutive equation. Linear Stability Theory and Direct Numerical Simulation are used to verify the stability of viscoelastic uid ows to unsteady disturbances. In the LST analysis, the Orr-Sommerfeld equation is modi ed to a viscoelastic uid 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 nite di erence methods. In order to evaluate the neutral stability curves and the ampli- cation rates, di erent numerical simulations are performed by varying the dimensionless parameters in the Giesekus model and their results are compared with the Newtonian uid. The LST and DNS techniques proved to be e cient tools to the spatial stability analysis of viscoelastic uid ows of the Giesekus type, allowing a better comprehension of the dimensionless parameters in uence of those ows, contributing with originals results to veri cation of the viscoelastics uid ows stability using Giesekus uid. / Mestre

Orientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Antônio Jorge Abdalla / Banca: Sérgio Schneider / Resumo: O aumento da demanda por petróleo e seus derivados tem instigado o desenvolvimento de materiais para dutos com elevadas tenacidade à fratura e resistência mecânica, como os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) pertencentes às classes API. Aliada à utilização destes aços, a aplicação do processo de soldagem por resistência elétrica de alta frequência (HF/ERW) tem conquistado maior interesse no setor. Entretanto, defeitos nas juntas soldadas constituem uma das principais causas de falhas em dutos, principalmente quando associados às condições externas de operação, o que tem sido motivo para estudos relacionados à integridade estrutural destes tubos. O objetivo deste trabalho foi estudar a tenacidade à fratura de um tubo de aço API 5L X70 soldado pelo processo HF/ERW, a partir de dados obtidos com ensaios CTOD de espécimes de flexão por três pontos, tipo SE(B) "gull wing". A metodologia proposta envolveu ensaios de CTOD a variadas temperaturas, incluindo a região de transição dúctil-frágil, a fim de avaliar a integridade estrutural do material em condições críticas de operação. Os ensaios foram realizados com base nas normas ASTM E1820 e BS7448, e consistiram na utilização de corpos de prova retirados diretamente da parede do tubo, com posterior planificação. De forma geral, as amostras de material base apresentaram uma boa tenacidade à fratura em todas as temperaturas de ensaio, o que não aconteceu com as amostras de material de solda, que apresentaram baixa tenacidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increasing demand for oil and its products has driven the development of materials for ducts with high fracture toughness and high mechanical strength, such as high strength low alloy (HSLA) steels, appertaining to the API classes. In addition to the use of these steels, the application of the high frequency resistance welding process (HF/ERW) has gained greater interest in the sector. However, defects in the welded joints are one of the most causes of failures in pipelines, especially when they are associated with external operating conditions, which has been the reason for studies related to the structural integrity of these tubes. The aim of this work was to study the fracture toughness of an API 5L X70 steel tube welded by the HF/ERW process, from data obtained with CTOD tests bending specimens by three points, type SE (B) gull wing. The proposed methodology involved CTOD tests at various temperatures, including the ductile-brittle transition region, in order to assess the structural integrity of the material under critical operating conditions. The tests were performed based on the ASTM E1820 and BS7448 standards, and consisted of the use of specimens taken directly from the wall of the tube, with subsequent planning. In general, the base material samples showed good fracture toughness at all test temperatures, which did not occur with the samples of welded material, which presented low toughness. The toughness results obtained showed that the methodology used for the study of structural integrity by means of the CTOD tests with samples drawn directly from the wall of the tube, with subsequent planning, was adequate. Although the ASTM E1820 and BS7448 standards adopt different parameters for the determination of the CTOD value, it was observed that the CTOD values were very close / Mestre