Devido a crescente necessidade da indústria aeronáutica de lançar novos modelos ou fazer melhorias em seus projetos, e a utilização mais freqüente da informática como ferramenta de trabalho nos departamentos de projetos e na integração com a produção, tem-se realizada a modificação dos softwares existentes com o intuito de atualizá-los ou torná-los mais abrangentes nos estudos de casos aeronáuticos, quando possível e viável, auxiliando com isto a diminuição de custos e a maximização da fase projeto/produção. Com esta finalidade, fez-se uma melhoria em um programa de métodos de painéis preexistente, utilizado para se fazer uma análise inicial de um projeto aeronáutico na indústria e, no caso de centros de ensinos e universidades, para a demonstração e aprendizagem de ferramentas de projetos, onde o carregamento axial da hélice foi acrescido de novos modelos. Para isso utilizou-se tanto carregamentos teóricos ou hipotéticos, através de curvas matemáticas conhecidas ou curvas polinomiais quaisquer, quanto carregamentos reais, obtidos de experimentações de diferentes hélices em testes de bancadas. Especificamente utilizou-se um modelo aeronáutico composto por um conjunto asa/fuselagem, com a hélice na posição \"pusher\", onde é mostrada a influência dos vários modelos de carregamento da hélice sobre o carregamento no perfil da asa. / Due to the increasing necessity of the aeronautical industry to launch new models or to make improvements in their projects, and the utilization more frequently of the computational programs as tools of work in the projects department and integration with production, has realised modifications have been made to in the existent softwares with the intuition of updating or to get close to the real situations in the study of aeronautical cases, when this is possible and viable, helping in the minimization of costs and the maximization of the project/prodution phase. With this aim, made improvements were made in a preexistent panel method, created for the initial analysis of an aeronautical project in the industry and, in the case of educational centers and the university, for the demonstration and the teaching of the use design tool, in which the axial loading on the propellers was increased, creating new models. For this as theoretical or hypotetical Ioading was used, through the use of known mathematical or polynomial curves, and real loading, obtained in experiments with different propellers static tests. Especifically an aeronautical model composed of a wing/fuselage, within a twin pusher propeller configuration, in which the influence of the several models of propeller loading on the wing section loading is shown.

A presente tese se refere ao estudo do efeito de uma rugosidade tri-dimensional sobre a evolução de ondas Tollmien-Schlichting (T-S) em uma camada limite do tipo Blasius. Os experimentos foram realizados em condições controladas sobre um aerofólio cujo perfil permitiu a obtenção de uma extensa região de escoamento sem gradiente de pressão. As ondas T-S foram excitadas artificialmente utilizando-se uma fonte pneumática localizada a montante da rugosidade. A interação entre a onda T-S gerada e a rugosidade ocorreu a alguns comprimentos de onda a jusante da fonte. Foi utilizado nos experimentos uma rugosidade com altura oscilatória. A freqüência de oscilação da rugosidade foi aproximadamente 1500 vezes menor do que a freqüência das ondas T-S excitadas. Sendo assim, assumiu-se a rugosidade como sendo estacionária em relação as ondas geradas. A medição do comportamento das ondas de instabilidade bem como o campo de velocidade média do escoamento foram feitas utilizando-se a técnica de anemometria a fio quente. Os resultados obtidos mostram uma amplificação de perturbações em uma pequena faixa de números de onda transversal. Comparações entre os resultados experimentais e os obtidos a partir da teoria de instabilidade secundária da camada limite são apresentadas no trabalho. Essas comparações sugerem que nos experimentos ocorreu a amplificação das perturbações devido a instabilidade secundária do tipo K, ou fundamental. / The current thesis is devoted to a study of the effect of a shallow 3-D roughness element on the evolution of a 2-D Tollmien-Schlichting wave in a Blasius boundary layer. The experiments were carried out under controlled disturbance conditions on an airfoil section which could provide a long run with zero pressure gradient flow. A pneumatically driven slit source was used to introduce the T-S wave upstream of the lower branch of the neutral stability curve. A few wavelengths downstream, the T-S wave interacted with a cylindrical roughness element. The height of the roughness was slowly oscillating in time, which allowed a continuous measurement of the T-S wave response downstream of the roughness. The oscillation frequency was approximately 1500 times lower than the frequency of the Tollmien-Schlichting wave and therefore, behaved as a steady roughness with respect to the T-S wave. Hot wire anemometry was used to measure wall normal profiles of longitudinal velocity and spanwise scans close to the maximum of the eigenfunction of the T-S wave. The oscillation of the roughness and the synchronization of all equipments permitted the use of ensemble average techniques. The experimental results were compared with the boundary layer secondary instability theory. The analysis of the compared results suggests that the disturbances were amplified by a resonance mechanism known as K-type or fundamental.

Orientador: Ernesto Vieira Neto / Coorientador: Antônio Delson Conceição de Jesus / Banca: Othon Cabo Winter / Banca: Cristiano Fiorilo de Melo / Resumo: Neste trabalho, estudamos o problema da viabilidade de missões espaciais em ambiente de detritos espaciais. Geralmente, um veículo espacial em curso de colisão com um detrito espacial é destruído ou danificado e tem sua missão prejudicada. A preservação destas missões depende da capacidade do satélite de evitar a colisão, como por exemplo, através de uma manobra orbital conhecida como manobra evasiva. Neste estudo, estabelecemos estratégias de manobras evasivas realizadas por um satélite através de um sistema de propulsão, cuja eficiência é medida por parâmetros tecnológicos. Os parâmetros tecnológicos são configurados no planejamento da missão, e descrevem a quantidade de combustível a bordo e a capacidade de expelir propelente do sistema de propulsor. As manobras evasivas foram estudadas para serem aplicadas de tal forma que o satélite escape do detrito espacial sem a evasão da sua órbita nominal de missão, e para este objetivo, incluímos uma propulsão de controle e tratamos o sistema de propulsão como uma perturbação na órbita do satélite. Também foi estabelecido, para realizar manobras evasivas econômicas, uma propulsão que é ligada em uma fração do tempo total disponível para a manobra. Esta fração de tempo é definida como um tempo de pulso de propulsão. As manobras evasivas são estudadas por simulações numéricas da dinâmica de um detrito e um veículo espacial sob a ação da força gravitacional da Terra e de perturbações orbitais oriundas de um sistema de propulsão e da atmosfera da Terra. Nestas simulações calculamos as condições de colisão do detrito e do satélite, que ocorrem ao redor da Terra, e utilizamos para criar catálogos de parâmetros tecnológicos acessíveis ao satélite para escapar destas colisões / Abstract: We studied the problem of the viability of space missions in debris environment space. Generally, a space vehicle in collision course with a space debris is destroyed or damaged and has impaired their mission. The preservation of these missions depends on the satellite capacity to avoid the collision, for example by an orbital maneuver known as evasive maneuver. In this study, we established strategies evasive maneuvers performed by a satellite via a propulsion system, whose efficiency is measured by technological parameters. Technological parameters are set in the planning of the mission, and describe the amount of fuel on board and the ability to expel propellant propulsion system. The evasive maneuvers were studied to be applied in such a way that the satellite escape the space debris without evasion of its nominal orbit mission, and for this purpose, include a propulsion control and treat the propulsion system as a disturbance in the orbit of satellite. It has also been established, to perform evasive maneuvers driven, propulsion which is connected at a fraction of the total time available for the maneuver. This fraction of time is defined as a propulsion pulse time. The evasive maneuvers are studied by numerical simulations of the dynamics of a debris and a vehicle space under the action of the Earth's gravitational and orbital perturbations arising from a propulsion system and the Earth's atmosphere. In these simulations calculate the debris of the collision conditions and the satellite, which occur around the Earth, and used to create technological parameters catalogs accessible to the satellite to escape these collisions / Mestre

Orientador: Luiz Roberto Carrocci / Banca: Ivonete Ávila / Banca: Maurício Zanardi Araújo / Banca: Marco Antonio Rosa do Nascimento / Banca: Valesca Alves Correa / Resumo: O leito fluidizado é uma importante operação unitária de grande interesse na indústria química, geração de energia, extração e refino do petróleo, entre outros. As muitas aplicações do leito fluidizado na indústria e a demanda constante de melhorias na eficiência do processo de fluidização, tem produzido um aumento no número de trabalhos envolvendo simulações numéricas do escoamento gás-sólido em leito fluidizado através de CFD. Na simulação numérica, ainda não existe consenso na seleção de um modelo de arrasto e na definição de um valor adequado para o coeficiente de restituição. Nesta tese investiga-se a influência de diferentes modelos de arrasto e do coeficiente de restituição; sobre a fluidodinâmica do escoamento gás-sólido em leito fluidizado, através de simulações numéricas. Para isto é usado um modelo baseado na abordagem Euleriana-Euleriana considerando um leito fluidizado bidimensional, o qual será resolvido usando o codigo livre MFIX. Para avaliar os modelos de arrasto, os resultados numéricos são validados por meio da determinação dos dados experimentais de Taghipour et al. (2005), o qual apresenta parâmetros de projeto de leito fluidizado, tais como a queda de pressão, expansão do leito, velocidade mínima de fluidização e distribuição das fases. Estudou-se também o efeito do coeficiente de restituição sobre a fluidodinâmica do escoamento, através do desenvolvimento de uma correlação em função da fração de vazio. Os resultados demonstram que o modelo de arrasto têm uma influência muito grande na determinação das variáveis de projeto de leito fluidizado. No estudo, um grupo de modelos representam adequadamente a fluidodinâmica, sendo que o modelo de arrasto de Gidaspow (1994) foi o que mais se aproximou aos resultados experimentais. Foram desenvolvidas simulações ... ( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Fluidized bed is an important unit operation of great interest in petroleum, chemical, metallurgical and energy industries. The large number of applications of fluidized bed in the industry and constant demand for improvements in the efficiency of the fluidization process, has produced an increase in the number of studies involving numerical simulations of gas-solid flow in fluidized bed through CFD. In numerical simulation, there is not yet an agreement on the selection of a drag model and in defining a suitable value for the coefficient of restitution. The purpose of this work was to study the influence of different drag models and restitution coefficient on the hydrodynamics of gas-solid flow in fluidized-bed, through numerical simulations. It is used a model based on the Eulerian-Eulerian approach considering a two-dimensional fluidized bed, which will be resolved using the open source MFIX code. To evaluate drag models, numerical results will be validated through the determination of the experimental data of Taghipour et al. (2005), which presents fluidized bed design parameters, such as fluidization curve, bed expansion, minimum fluidization velocity and void fraction profiles. It was also studied the effect of restitution coefficient on the hydrodynamics, through the development of a correlation in function of void fraction. The results demonstrated that drag model have an great influence in fluidized bed design parameters determination. In this study, a group of models were able to represent adequately the hydrodynamics, however Gidaspow (1994) drag model was the most accurate to represent the experimental data. Simulations were carried out considering restitution coefficient as a function of void fraction and using Gidaspow (1994) drag model. The simulation results obtained was able to improve the prediction of void fraction profile / Doutor

O uso de sopro lateral a partir da ponta de uma asa, desloca para fora seus vórtices de ponta, aumentando sua envergadura efetiva. Este aumento reflete em incremento na sustentação da asa e redução em seu arrasto induzido. O presente estudo pesquisou, através de ensaios em túnel de vento, uma configuração de sopro lateral a partir da ponta de asa, cujo sopro foi efetuado através de três fendas dispostas ao longo da corda da ponta de um modelo de asa. Cada fenda era individual, ou seja, sua alimentação de ar, regulagem da intensidade do sopro e posicionamento do ângulo de saída do jato em relação ao plano da asa, eram independentes. Desta forma, ensaiaram-se vários posicionamentos angulares relativos entre as fendas e configurações com um, dois ou três sopro(s). Os resultados obtidos demonstraram que todas as configurações ensaiadas promoveram incrementos na sustentação e reduções no arrasto da asa e, geralmente, quanto maior o número de sopros, maiores foram os ganhos. Entretanto, algumas configurações com sopros duplos apresentaram benefícios aerodinâmicos superiores àqueles demonstrados pelos sopros triplos. Portanto, pode-se obter benefícios aerodinâmicos com configurações de sopro que demandem menor massa de ar e, no caso de uma aeronave equipada com tal dispositivo, significar-se-á menor sangria de ar do(s) motor(es). / Lateral wing tip blowing device displaces wing tip vortices outboard and increases the effective span of the wing. The increase in wing span increases lift and reduces induced drag. This study, which included tests in the wind tunnel, tested a lateral wing tip blowing device in which the jets flow exit was from three longitudinal slots on a wing tip model. Jet intensity and angular position could be individually regulated for each slot. Various angular positions of the slots were tested and were also tested one, two or three plenum chambers operating. Results shown that all the blowing configurations increased lift and reduced drag. Some double jet configurations, using reduced jet coefficient, demonstrated aerodynamic improvements than those with triple jets. Therefore, localized lateral wing tip blowing devices provides aerodynamic improvement than full cord lateral jets and yet, uses less engine bleed air.

Neste trabalho é desenvolvido um sistema de controle ativo para supressão de flutter de uma asa utilizando-se sensores de pressão em pontos estratégicos de sua superfície. O flutter é um fenômeno aeroelástico que caracteriza um acoplamento instável entre estrutura flexível e escoamento aerodinâmico não estacionário. Quando a modificação da estrutura ou da aerodinâmica da asa não é viável, o uso de sistemas de controle passa a ser uma boa opção. Para o desenvolvimento do sistema de controle proposto, é primeiramente desenvolvido um modelo numérico de asa flexível. Com esse modelo numérico e a pressão na superfície da asa medida em certos pontos e realimentada ao sistema controlador, são determinadas correções no ângulo de uma superfície de controle no bordo de fuga. A tentativa de se utilizar um sistema de controle bem simples, com o uso de um único sensor de pressão, mostra a viabilidade de se implementar um sistema deste tipo em aeronaves reais. Esse sistema pode tornar-se uma alternativa aos desenvolvidos até então com o uso de acelerômetros, além de ser útil em sistemas onde se procura prever o estol e observar o comportamento da distribuição de pressão sobre a asa em vôo. / In this work, a wing flutter suppression active control system using pressure sensors in strategic points is developed. Flutter is an aeroelastic phenomenon characterized by an unstable coupling of a flexible structure and a non-stationary aerodynamic flow. When changes of the wing structure or of the aerodynamics are not viable, the use of automatic control systems becomes a good option. For the developing of the suggested control system, a numeric model of a finite flexible wing is firstly done. With this model and the pressure over the wing surface read in certain points and fedback to the control system, changes of the control surface angle on the trailing edge are determined. The attempt to use a simple control system, with a unique pressure sensor shows the viability of implanting this kind of system in real aircrafts. This system may become an alternative to those developed until now, using accelerometers. Yet, it could be useful, in systems where it is necessary to predict stall and observe the pressure load behavior over the wing in flight.

Os estudos de caracterização acústica das vogais nasais são vastoa. Porém, há poucos estudos sobre a ditongação nasal. Este é um fenômeno que emerge da costelacao articulatória dos gestos. Isso pode ser notado a partir dos parâmetros acústicoaerodinâmicos. O objetivo desta é analisar o resultado da configuração gestual entre o movimento da língua e o gesto de abertura e fechamento do véu palatino, durante a produção dos ditongos nasais do Português Brasileiro. Mostraremos os efeitos da coarticulação no output sonoro e como ela se configura, a partir da gravação de dados acústicos e aerodinâmicos. O material foi gravado com o aparelho EVA Portátil 2. Esse permitiu que o output acústico e os dados aerodinâmicos fossem gravados concomitantes. O corpus do experimento é composto por vinte ditongos divididos em orais e nasais (dez posteriores e dez anteriores) todos dicionarizados: [p@w, s@w, m@w, k@w, t@w,p@)w), s@)w), m@)w), k@)w), t@)w), dej, sej, frej, hej, lej, te)j ), se)j ,) be)j ), a.mej), a.le)j\\) . As palavras foram inseridas na frase-veículo: Digo _____ cada dia. Essa foi repetida três vezes por seis informantes (três homens e três mulheres) falantes do dialeto Paulistano ( ). Para o controle de população foi utilizada outra frase-veículo: Digo ____ todo dia, essa foi repetida por 1.3 dos sujeitos, um de cada grupo ( ). Na inspeção visual utilizou-se o software Signal Explorer e Phonédit. Os parâmetros aerodinâmicos analisados foram: a configuração do fluxo de ar oral e nasal; a taxa máxima de nasalização e a duração do fluxo de ar nasal. Os parâmetros acústicos foram: a movimentação dos formantes; a extração de F0, F1, F2 e F3 de todos os segmentos e a duração do ditongo nasal: a vogal, o glide e o apêndice nasal. A Média, o Desvio Padrão e o teste ANOVA foram feitos no Excel. Os gráficos de dispersão dos formantes foram feito no Formant Explorer. Assim, notou-se uma variação nos valores da taxa de nasalização, p > 0,5, entre a variante sexo. Nas mulheres as frequências dos formantes são mais elevadas e a dispersão dos valores do glide nasal é mais evidenciada do que nos homens. As alterações remetem as diferenças fisiológicas entre os grupos. A taxa máxima de ar nasal variou significativamente, p > 0,5, se comparado os ditongos nasais: anteriores > posteriores. Acusticamente, a transição dos formantes é dependente do contexto silábico. O mesmo não acontece com o traçado do fluxo de ar nasal, que mantém o padrão de contorno, independente da articulação silábica. Concluí-se que há um padrão aerodinâmico relativo à sincronia do movimento do véu e da língua, gerando três fases acústicas distintas: vogal nasal, glide nasal e apêndice nasal. O contorno da trajetória padrão do fluxo de ar nasal, em 87% dos casos, apresentou três fases distintas: a primeira plana; a segunda, um pico acentuado; e a terceira, uma queda abrupta. Assim, concluímos que os ditongos nasais têm uma dinâmica articulatória, acústica e aerodinâmica diferente dos não-nasalizados e que a adequação do controle das variáveis do sistema fonético-fonológico e do o conjunto de articulações, que geram uma única percepção. / There are several studies that characterize the nasal vowels. However, there are few studies about the nasal diphthongation. This phenomenon emerges from the articulatory gestures constellation. This can be noted by analyzing of the acousticaerodynamics parameters. The aim of this work is study the gesture configuration between the thong movement and the velum aperture during the nasal diphthongs production of the Brazilian Portuguese. We will show the effects of the coarticulation in the output and how it sets up in the acoustic and aerodynamic data. The data was recorded by the device EVA Portable 2. Thus, the airflow and the acoustic output were collected concomitantly. The corpus of this experiment was covered by ten oral and ten nasal diphthongs, between ten back and ten front:[p@w, s@w, m@w, k@w, t@w,p@)w), s@)w), m@)w), k@)w), t@)w), dej, sej, frej, hej, lej, te)j ), se)j ,) be)j ), a.mej), a. le)j)\\. These words are dictionaries. They were inserted in the carry-sentence [dZi.gU__ ka.d5 dZi5] and were repeated three times, by six subjects (three men and three women); all of them are Paulistano Dialects speakers. This resulted in 360 tokens (3 × 6 × 20). The carry-sentence of the populational control was [dZi.gU__ to.dT dZi5]. This was repeated by 1/3 of the subjects. This resulted in 120 tokens (3 × 2 × 20 ). The diphthong was analyzed by Signal Explorer and Phonédit. The aerodynamic parameters studied were: the nasal and oral airflow shape; the peak of nasalization and the duration of nasal airflow. The acoustic parameters analyzed were: the movement and the configuration of the formants; the values of F0, F1, F2 and F3 were extracted of all segments; the nasal diphthongs duration in the vowel, the glide and the nasal appendix. The Average, Pattern Deviation and ANOVA were done by Excel. The dispersion graphics were made by Formant Explorer. As a result we noticed that the formants movements dependent on syllabic context. The womens formants had different values of males. The degree of the dispersion of hers was higher than him. This was showed more evident in the nasal glides. This reflects the physiological differences between the groups. The nasal airflow peak variation was p> 0,5 among the sex variant. The rate of nasal airflow of the back has more volume than front, dp > 0,5. The same does not happen with the nasal airflow shape. The shape pattern is independent of syllabic articulation, but the rate of nasalization depends of the articulation. We concluded that there is an aerodynamic pattern that is resulted of the thong movement and velum aperture. This product three distinct acoustic phases: vowel nasalization, glide nasal and the nasal appendix. By the aerodynamic view, in 87% of cases, the pattern shape of the nasal airflow represents three distinct phases: the first is sharp; the second is a peak; and last part is a drop line. Thus, we concluded that the nasal diphthongs have articulatory, acoustic and aerodynamic patters different from the non-nasalized segment. These reflect the adequacy of the control of variables of phonetic-phonological system and the set of these characteristics creates a single perception.

Os estudos de caracterização acústica das vogais nasais são vastoa. Porém, há poucos estudos sobre a ditongação nasal. Este é um fenômeno que emerge da costelacao articulatória dos gestos. Isso pode ser notado a partir dos parâmetros acústicoaerodinâmicos. O objetivo desta é analisar o resultado da configuração gestual entre o movimento da língua e o gesto de abertura e fechamento do véu palatino, durante a produção dos ditongos nasais do Português Brasileiro. Mostraremos os efeitos da coarticulação no output sonoro e como ela se configura, a partir da gravação de dados acústicos e aerodinâmicos. O material foi gravado com o aparelho EVA Portátil 2. Esse permitiu que o output acústico e os dados aerodinâmicos fossem gravados concomitantes. O corpus do experimento é composto por vinte ditongos divididos em orais e nasais (dez posteriores e dez anteriores) todos dicionarizados: [p@w, s@w, m@w, k@w, t@w,p@)w), s@)w), m@)w), k@)w), t@)w), dej, sej, frej, hej, lej, te)j ), se)j ,) be)j ), a.mej), a.le)j\\) . As palavras foram inseridas na frase-veículo: Digo _____ cada dia. Essa foi repetida três vezes por seis informantes (três homens e três mulheres) falantes do dialeto Paulistano ( ). Para o controle de população foi utilizada outra frase-veículo: Digo ____ todo dia, essa foi repetida por 1.3 dos sujeitos, um de cada grupo ( ). Na inspeção visual utilizou-se o software Signal Explorer e Phonédit. Os parâmetros aerodinâmicos analisados foram: a configuração do fluxo de ar oral e nasal; a taxa máxima de nasalização e a duração do fluxo de ar nasal. Os parâmetros acústicos foram: a movimentação dos formantes; a extração de F0, F1, F2 e F3 de todos os segmentos e a duração do ditongo nasal: a vogal, o glide e o apêndice nasal. A Média, o Desvio Padrão e o teste ANOVA foram feitos no Excel. Os gráficos de dispersão dos formantes foram feito no Formant Explorer. Assim, notou-se uma variação nos valores da taxa de nasalização, p > 0,5, entre a variante sexo. Nas mulheres as frequências dos formantes são mais elevadas e a dispersão dos valores do glide nasal é mais evidenciada do que nos homens. As alterações remetem as diferenças fisiológicas entre os grupos. A taxa máxima de ar nasal variou significativamente, p > 0,5, se comparado os ditongos nasais: anteriores > posteriores. Acusticamente, a transição dos formantes é dependente do contexto silábico. O mesmo não acontece com o traçado do fluxo de ar nasal, que mantém o padrão de contorno, independente da articulação silábica. Concluí-se que há um padrão aerodinâmico relativo à sincronia do movimento do véu e da língua, gerando três fases acústicas distintas: vogal nasal, glide nasal e apêndice nasal. O contorno da trajetória padrão do fluxo de ar nasal, em 87% dos casos, apresentou três fases distintas: a primeira plana; a segunda, um pico acentuado; e a terceira, uma queda abrupta. Assim, concluímos que os ditongos nasais têm uma dinâmica articulatória, acústica e aerodinâmica diferente dos não-nasalizados e que a adequação do controle das variáveis do sistema fonético-fonológico e do o conjunto de articulações, que geram uma única percepção. / There are several studies that characterize the nasal vowels. However, there are few studies about the nasal diphthongation. This phenomenon emerges from the articulatory gestures constellation. This can be noted by analyzing of the acousticaerodynamics parameters. The aim of this work is study the gesture configuration between the thong movement and the velum aperture during the nasal diphthongs production of the Brazilian Portuguese. We will show the effects of the coarticulation in the output and how it sets up in the acoustic and aerodynamic data. The data was recorded by the device EVA Portable 2. Thus, the airflow and the acoustic output were collected concomitantly. The corpus of this experiment was covered by ten oral and ten nasal diphthongs, between ten back and ten front:[p@w, s@w, m@w, k@w, t@w,p@)w), s@)w), m@)w), k@)w), t@)w), dej, sej, frej, hej, lej, te)j ), se)j ,) be)j ), a.mej), a. le)j)\\. These words are dictionaries. They were inserted in the carry-sentence [dZi.gU__ ka.d5 dZi5] and were repeated three times, by six subjects (three men and three women); all of them are Paulistano Dialects speakers. This resulted in 360 tokens (3 × 6 × 20). The carry-sentence of the populational control was [dZi.gU__ to.dT dZi5]. This was repeated by 1/3 of the subjects. This resulted in 120 tokens (3 × 2 × 20 ). The diphthong was analyzed by Signal Explorer and Phonédit. The aerodynamic parameters studied were: the nasal and oral airflow shape; the peak of nasalization and the duration of nasal airflow. The acoustic parameters analyzed were: the movement and the configuration of the formants; the values of F0, F1, F2 and F3 were extracted of all segments; the nasal diphthongs duration in the vowel, the glide and the nasal appendix. The Average, Pattern Deviation and ANOVA were done by Excel. The dispersion graphics were made by Formant Explorer. As a result we noticed that the formants movements dependent on syllabic context. The womens formants had different values of males. The degree of the dispersion of hers was higher than him. This was showed more evident in the nasal glides. This reflects the physiological differences between the groups. The nasal airflow peak variation was p> 0,5 among the sex variant. The rate of nasal airflow of the back has more volume than front, dp > 0,5. The same does not happen with the nasal airflow shape. The shape pattern is independent of syllabic articulation, but the rate of nasalization depends of the articulation. We concluded that there is an aerodynamic pattern that is resulted of the thong movement and velum aperture. This product three distinct acoustic phases: vowel nasalization, glide nasal and the nasal appendix. By the aerodynamic view, in 87% of cases, the pattern shape of the nasal airflow represents three distinct phases: the first is sharp; the second is a peak; and last part is a drop line. Thus, we concluded that the nasal diphthongs have articulatory, acoustic and aerodynamic patters different from the non-nasalized segment. These reflect the adequacy of the control of variables of phonetic-phonological system and the set of these characteristics creates a single perception.

O método adjunto tem sido extensivamente utilizado como ferramenta de síntese no projeto de aeronaves por permitir que se obtenham sensibilidades de distintas medidas de mérito com relação a parâmetros que controlam a geometria de superfícies aerodinâmicas. O presente trabalho visa uma ampliação das aplicações da formulação contínua do método, ao utilizar propriedades físicas do escoamento nas fronteiras permeáveis do domínio computacional como parâmetros de controle de uma particular medida de mérito. Desse modo é possível, entre muitas possibilidades, determinar a sensibilidade de integrais como sustentação ou arrasto de uma aeronave com relação às condições de cruzeiro, por exemplo. Mais do que isso, essa informação pode ser obtida com a mesma solução adjunta computada para realizar otimização de forma. Vale destacar, ainda, que para que se consiga obter essa informação a partir das equações adjuntas, é necessário que se implemente condições de contorno baseadas em equações diferenciais características, resolvendo o problema de Riemann completo nas fronteiras do domínio. A implementação das usuais condições de contorno homogêneas, vastamente difundidas na literatura, resultaria em gradientes nulos. Esta nova abordagem do método é então aplicada a escoamentos modelados pelas equações de Euler 2-D compressíveis em estado estacionário. Ambos os problemas, físico e adjunto, são resolvidos numericamente com um código computacional que utiliza o método dos volumes finitos com segunda ordem de precisão no espaço e discretização centrada com dissipação artificial. As soluções estacionárias são obtidas ao se postular um termo tempo-dependente e integra-lo com um esquema Runge-Kutta de 5 passos e 2a ordem de precisão. As simulações são realizadas em malhas não-estruturadas formadas por elementos triangulares em 4 geometrias distintas: um bocal divergente, um perfil diamante, um aerofólio simétrico (NACA 0012) e o outro assimétrico (RAE 2822). Os gradientes adjuntos são então validados por meio da comparação com os obtidos pelo método de diferenças finitas nos regimes de escoamento subsônico, supersônico e transônico. / The adjoint method has been extensively used as an aircraft design tool, since it enables one to obtain sensitivities of many different mesures of merit with respect to parameters that control the aerodynamic surface geometry. This works aims to open up the possibilities of the method\'s applications by using flow physical properties at the permeable boundaries of the computational domain as control parameters of a particular measure of merit. This way it is possible, among many possibilities, to compute lift or drag sensitivities of an aircraft with respect to cruise conditions, for instance. Moreover, this information can be obtained with the same adjoint solution used to perform shape optimization. It is also worth noting that in order to obtain this information from the adjoint equations it is necessary to implement characteristics-based boundary conditions, resolving the complete Riemann problem at the boundaries of the computational domain. The use of the traditional homogeneous boundary conditions, widely spread in the literature, would lead the gradient to vanish. This new approach of the method is, then, applied to flows modeled by the 2-D steady state compressible Euler equations. Both, physical and adjoint problems are numerically solved with a computational code that makes use of a 2nd order finite volume method and central differences with artifficial dissipation. The steady solutions are obtained by postulating a time-dependent term and integrating it with a 5-stage 2nd order Runge-Kutta scheme. The simulations are performed on unstructured triangular meshes to 4 different geometries: a divergent nozzle, a diamond profile, a symmetric airfoil (NACA 0012) and a assymmetric airfoil (RAE 2822). The adjoint gradients are then validated by comparison with those obtained by finite differences method in subsonic, supersonic and transonic flow regimes.

Na presente dissertação pretende-se mostrar a motivação, o planejamento e a metodologia usada para desenvolver o projeto e a implementação de um pacote aerodinâmico no veículo de competição da equipe EESC-USP Fórmula SAE da Escola de Engenharia de São Carlos. O principal objetivo no projeto da equipe é a dinâmica veicular. À partir disso, será projetado um pacote aerodinâmico a fim de gerar força de sustentação negativa ou downforce, melhorando a capacidade de tração dos pneus com o asfalto da pista e proporcionando maiores valores de aceleração lateral e velocidade nas curvas. Inicialmente é realizado um estudo para encontrar a melhor configuração nas simulações em dinâmica de fluidos computacional (CFD) a fim de otimizar a relação entre a fiabilidade dos resultados obtidos e o custo computacional deles. Também é feita uma descrição geral dos perfis aerodinâmicos a serem usados e um breve analise deles. Com base nesses resultados são projetados o diferentes dispositivos aerodinâmicos, onde são aplicadas estratégias de alto downforce a fim de otimizar o desempenho deles. Além disso, é realizado uma análise do comportamento aerodinâmico do veículo inteiro, com o intuito de integrar as diferentes componentes do carro que são influenciadas pela aerodinâmica. Também é feito um estudo em dinâmica veicular que visa entender o comportamento do carro em pista sob influência das forças aerodinâmicas. Finalmente, o modelo real do veículo é construído e é levado para pista a fim de realizar uma série de testes para validar os dados encontrados nas simulações. / In the present dissertation, it is intended to show the motivation, planning and methodology used to develop the design and implementation of an aerodynamic package in the EESSC-USP Formula SAE\'s race car of the Engineering School of São Carlos. The main objective of the team is vehicle dynamics. From this, an aerodynamic package is designed in order to generate negative lift forces known as downforce, improving the traction capacity between the tires and the asphalt of the track, and providing larger values of lateral acceleration and cornering speeds. Initially, a study to find the best configurations in CFD simulations is performed in order to optimize the rate between reliability of obtained results and computation cost. In addition, a general description and analysis of the aerodynamic profiles used is done. On basis in these results, several aerodynamic devices are designed, and some strategies of high downforce are applied to optimize its performance. Furthermore, an analysis of aerodynamic behavior of the entire vehicle is done with the purpose of integrating other components of the car influenced by aerodynamics. Also, a study about vehicle dynamics is done searching to understand the behavior of the car in track under the influence of aerodynamic forces. Finally, the real model of the race car is constructed and put on track in order to carry out several tests to validate found data in simulations.