Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-06-13T14:21:32Z No. of bitstreams: 1 2012_FranciscaDarianaGoncalvesLima.pdf: 4936687 bytes, checksum: b74b33c19e584a544f5a850e3a7ece99 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-13T14:59:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_FranciscaDarianaGoncalvesLima.pdf: 4936687 bytes, checksum: b74b33c19e584a544f5a850e3a7ece99 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-13T14:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_FranciscaDarianaGoncalvesLima.pdf: 4936687 bytes, checksum: b74b33c19e584a544f5a850e3a7ece99 (MD5) / Uma das necessidades da infraestrutura urbana é o transporte de água a grandes distâncias. Esse transporte de água ocorre por meio de adutoras, que são geralmente projetadas assumindo um escoamento permanente, uniforme, monofásico e unidimensional. Na prática, esses escoamentos são por vezes transientes e com presença de ar no formato de bolhas ou bolsões alterando toda a dinâmica do escoamento. O conhecimento do comportamento hidráulico dessas adutoras nessas condições torna-se necessário para se evitar acidentes tais como rupturas catastróficas ou colapsos. Nesse contexto, esta pesquisa teve por objetivo o estudo das interações entre a interface ar e água, durante o enchimento de uma adutora em escala de laboratório, para o levantamento de dados experimentais e a respectiva comparação com simulações de dois modelos matemáticos. O primeiro, desenvolvido por Vasconcelos (2007), usa técnicas numéricas em dinâmica dos fluidos computacional numa formulação transiente, permitindo simular transições entre regimes de escoamento bem como a formação de ondas de choque com o mínimo de difusão numérica. O segundo, desenvolvido por Leite (2009), é um modelo numérico para enchimento gradual de adutoras, que considera uma interface de enchimento mais realista e a pressurização do ar. Os resultados experimentais permitiram observar que a diminuição da área do orifício instalado para ventilação é capaz de aumentar o tempo necessário para eliminação do ar, em até 10%, e para o enchimento da adutora, cerca de 13%. Os resultados das simulações numéricas apresentaram, de maneira geral, que quanto à magnitude de alguns parâmetros avaliados a predição não foi satisfatória, porém a previsão de tempo para os principais eventos associados ao enchimento apresentou uma boa concordância com os valores experimentais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / One of the needs of urban infrastructure is conveying water over long distances. This transport usually occurs through pipelines, which are designed assuming a steady, single-phase flow conditions. In practice, some of these flows can be transient and contain air bubbles or pockets, particularly during pipeline filling operations. Knowledge of the hydraulic behavior of pipelines under these conditions it is necessary to avoid catastrophic accidents such as rupture or collapse. This research aimed to study the interactions between air and water phases during the filling of a pipeline in a laboratory scale. Experimental data was gathered and compared with the results of two numerical models. The first model, developed by Vasconcelos (2007), uses contemporary numerical techniques to simulate transitions between flow regimes as well as the formation of shock waves with minimal numerical diffusion. The second developed by Leite (2009) simulates gradual filling of pipelines and considers a more realistically air pressurization effects. The experimental results showed that decreasing the size of the ventilation orifice can increase the time needed for elimination of air up to 10%, and total filling time up to about 13%. The results of numerical simulations showed, in general, a good agreement of timing of key events associated with the gradual filling of the laboratory-scale pipeline.

xxi, 146 f. : il. / Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-10-13T20:21:55Z No. of bitstreams: 1 Mestrado UnB_Estudos Preliminares para a Implantação de Trincheiras de Infiltração _Silva, 2007_.pdf: 4617095 bytes, checksum: 3c9084cb23d08bb81f2b393efe3a271e (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2009-12-11T15:23:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado UnB_Estudos Preliminares para a Implantação de Trincheiras de Infiltração _Silva, 2007_.pdf: 4617095 bytes, checksum: 3c9084cb23d08bb81f2b393efe3a271e (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-11T15:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mestrado UnB_Estudos Preliminares para a Implantação de Trincheiras de Infiltração _Silva, 2007_.pdf: 4617095 bytes, checksum: 3c9084cb23d08bb81f2b393efe3a271e (MD5) Previous issue date: 2007-03-28 / Esta pesquisa visa aspectos econômicos e ambientais, como, reciclagem de garrafas PET, recarga de aqüíferos e redução do risco de inundações próximas aos centros urbanos, investigando a possibilidade de substituir parte dos agregados granulares usados em trincheiras de infiltração, por garrafas recicladas PET. A proposta tenta mitigar riscos técnicos e problemas ambientais, utilizando alternativas de baixo custo quando se comparado à sistemas de drenagem convencionais. O material PET além de ser abundante, barato e reciclável, devido seu peso, pode prevenir a perda da capacidade escoamento proveniente do colapso do solo natural subjacente a trincheira e da erosão interna ocasionada pelo aumento do volume da água captada. Isto é possível, devido a diminuição do peso aplicado pelas garrafas quando comparando-se ao peso próprio dos agregados no interior das mesmas, reduzindo assim a sobrecarga sob o solo colapsível de fundação, típico da região de Distrito Federal. Construíram-se 4 trincheiras; com 0%, 21%, 40% e 73% de garrafas PET, completando o volume de enchimento com brita 2. Ensaiaram-se três tipos de garrafas para a determinação de suas resistências a compressão caracterizando boa capacidade de suporte em ambas as amostras, no entanto apenas uma pôde ser selecionada devido a geometria de acomodação no interior da trincheira, o tipo escolhido foi a garrafa verde. As garrafas foram cortadas ao meio, a parte superior inserida na parte inferior com furos na face inferior. Estes elementos foram empilhados com finalidade de se formar colunas para o escoamento da água captada. Avaliaram-se os resultados por meio de ensaios oedométricos, índices físicos, sucção e do pinhole test no solo de fundação. Para os modelos adotados, as substituições dos agregados por garrafas PET, resultaram em uma redução da sobrecarga e do colapso esperado no solo de fundação de 4,4% até 2,0%, com reduções mais altas para maiores porcentagens de garrafas usadas nas trincheiras. Porém, o uso de garrafas PET aumentou os custos de construção das trincheiras de infiltração. Este aumento de custos é relacionado principalmente ao processamento manual das garrafas PET. Espera-se que estes custos sejam reduzidos significativamente com a mecanização do processo. Além disso, não foram avaliados os benefícios ambientais gerados pela retirada das garrafas PET do meio ambiente, o que com certeza diminuiria os custos finais da implantação da trincheira. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Therefore this research targets both economical and environmental aspects, such as, recycling of PET bottles, recharge of aquifers and reduction of the risk of floods near urban centers, investigating the possibility of substitute part of the granular aggregates used in infiltration trenches, by recycled PET bottles. The proposal tries to mitigate both technical risks and environmental problems, using a low cost solution when compared to conventional drainage systems. Besides being abundant, recyclable and cheap, PET bottles may be used in infiltration trenches to help preventing the loss of draining capacity due to the collapse of the underlying natural soil and of the erosion of regional soils.This is possible due to the light weight of the bottles if compared to the weight of the aggregates, thus reducing the surcharge over the collapsible foundation clay, typical of the Federal District region. Four infiltration trench were built with 0%, 21%, 40% e 73 % of PET bottles, sand and granular aggregates #2. Three types of PET bottles were tested for evaluate their resistance, in spite of only one could be chosen. The PET bottle it present the best geometry for the accommodation in the trench and well capacity of support was the green one. The PET bottles are cut in two halves and the upper part is inserted in the lower part, which in turn is perforated. These draining elements are piled together to make drainage columns that substitute part of the granular aggregates. This reduction is assessed by means of oedometer and pinhole tests in the foundation soil. For the adopted models, the substitution of the surcharge of aggregates by that of PET bottles resulted in a reduction of volumetric collapse in the foundation clay from 4,4 % up to 2,0 %, with higher reductions for higher percentages of bottles used in the trenches. However, the use of PET bottles also increased the costs of construction of infiltration trenches. This increase of costs is primarily related to manual processing of the PET bottles. It is believed that these costs can be significantly reduced if the process becomes mechanized. Besides, the environmental benefits of recycling bottles that would be otherwise disposed in solid waste deposits also must be taken into considering, thus reducing the overall costs of trench construction.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-11-01T21:39:48Z No. of bitstreams: 1 2006_Debora Silva de Brito.pdf: 2417769 bytes, checksum: f1435599c61d362f843713c93dfa8d3a (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-01-19T15:49:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Debora Silva de Brito.pdf: 2417769 bytes, checksum: f1435599c61d362f843713c93dfa8d3a (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-19T15:49:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Debora Silva de Brito.pdf: 2417769 bytes, checksum: f1435599c61d362f843713c93dfa8d3a (MD5) Previous issue date: 2006-05-26 / O desenvolvimento urbano tem sido acompanhado por constantes mudanças no meio ambiente. Especialmente no ciclo hidrológico essas mudanças acarretaram impactos como o aumento do escoamento superficial e a ocorrência de enchentes. Os sistemas de drenagem surgiram para contornar o problema das enchentes. O sistema clássico, seguindo um conceito higienista funciona pela rápida evacuação das águas urbanas, transferindo o problema das enchentes para jusante. Atualmente, outras técnicas vêm sendo inseridas nos projetos de drenagem, as conhecidas como técnicas compensatórias, justamente por reproduzirem as condições de pré-urbanização, além de proporcionarem outras vantagens. São exemplos dessas técnicas as bacias de detenção, pavimentos porosos, trincheiras, poços de infiltração, telhados armazenadores, etc. A multiplicidade de técnicas e a possibilidades de diversos arranjos de alternativas de projeto tornou complexa a tarefa do decisor na concepção de sistemas de drenagem. Nesse sentido fica claro observar a necessidade de comparar as diferentes opções possíveis de projeto, considerando os mais diversos critérios, tais como econômico, hidrológico, ambiental, etc. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para a seleção de alternativas de sistemas de drenagem urbana. Em busca da formulação dessa metodologia, foram definidos seis critérios e propostos dez indicadores relacionados a esses critérios. Para a comparação das alternativas de projeto por meio de indicadores aplicou-se o método multicritério da Programação de Compromisso. A metodologia proposta foi aplicada a um estudo de caso, envolvendo três alternativas de sistemas de drenagem distintas, com a utilização do sistema clássico e sistema intermediário, que englobava o sistema clássico e as técnicas compensatórias. Os resultados demonstraram que as alternativas mais recomendadas, segundo os indicadores propostos, são as que envolvem as técnicas compensatórias de drenagem. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The urban development has been followed by constant changes in the environment. Especially in the hydrologic cycle those changes had caused impacts as the increase of the superficial drainage and flood occurrence. The drainage systems had appeared to solve the problem of floods. The classic system, following a hygienist concept works through the fast evacuation of urban waters, transferring flood problems to ebb. Currently, others techniques have being added in the drainage projects, such as the compensatory techniques. Those techniques have been used to reproduce the pre-urbanization conditions. Some examples of those techniques are: detention basins, porous pavements, trenches, infiltration wells, roofs, etc. The multiplicity of techniques and the several possibilities of arrangements in project alternatives turn the drainage systems conception process very complex. In this direction it is important to observe the necessity of compare the different possible project options, considering criteria, such as the economic, hydrologic, environmental and others. This work aims to develop a methodology for the selection of urban drainage systems alternatives. In search for the creation of this methodology, six criteria were defined and ten indicators related to these criteria were proposed. For the comparison of the project alternatives using the indicators the Compromise Programming multicriteria method was applied. The proposal methodology was applied to a case study, which used three different alternatives of drainage systems. In the study was used the classic and intermediate system that embody the classic system and the compensatory techniques. The results demonstrated that the best alternatives, according to the proposal indicators are those that involve the drainage compensatory techniques.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Fernanda Weschenfelder (nandaweschenfelder@gmail.com) on 2009-11-06T15:03:39Z No. of bitstreams: 5 DISSERTACAO L G NOLETO_ parte 1_capa a p 53_ preliminares a cap 3.pdf: 499019 bytes, checksum: c41bfe58eac26eb0dbf881f439280b4c (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 2 p 54 a 60.pdf: 4997182 bytes, checksum: 2faea5ad67db38eb66e62f9385dbc3a8 (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 3 p 61 a 64.pdf: 25872865 bytes, checksum: 4efd5c540324ed9fa1c2033a6933d12f (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 4 p 65 a 69.pdf: 2566302 bytes, checksum: 546f8c76db1d9991ab8c42e8af4462b1 (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 5 p 70 a 96 _ cap 4_1_3 ao final.pdf: 4577791 bytes, checksum: 70ca13ea8bc571a6aa8b999780543c4a (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-02-03T11:02:37Z (GMT) No. of bitstreams: 5 DISSERTACAO L G NOLETO_ parte 1_capa a p 53_ preliminares a cap 3.pdf: 499019 bytes, checksum: c41bfe58eac26eb0dbf881f439280b4c (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 2 p 54 a 60.pdf: 4997182 bytes, checksum: 2faea5ad67db38eb66e62f9385dbc3a8 (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 3 p 61 a 64.pdf: 25872865 bytes, checksum: 4efd5c540324ed9fa1c2033a6933d12f (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 4 p 65 a 69.pdf: 2566302 bytes, checksum: 546f8c76db1d9991ab8c42e8af4462b1 (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 5 p 70 a 96 _ cap 4_1_3 ao final.pdf: 4577791 bytes, checksum: 70ca13ea8bc571a6aa8b999780543c4a (MD5) / Made available in DSpace on 2011-02-03T11:02:37Z (GMT). No. of bitstreams: 5 DISSERTACAO L G NOLETO_ parte 1_capa a p 53_ preliminares a cap 3.pdf: 499019 bytes, checksum: c41bfe58eac26eb0dbf881f439280b4c (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 2 p 54 a 60.pdf: 4997182 bytes, checksum: 2faea5ad67db38eb66e62f9385dbc3a8 (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 3 p 61 a 64.pdf: 25872865 bytes, checksum: 4efd5c540324ed9fa1c2033a6933d12f (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 4 p 65 a 69.pdf: 2566302 bytes, checksum: 546f8c76db1d9991ab8c42e8af4462b1 (MD5) DISSERTACAO L G NOLETO_parte 5 p 70 a 96 _ cap 4_1_3 ao final.pdf: 4577791 bytes, checksum: 70ca13ea8bc571a6aa8b999780543c4a (MD5) Previous issue date: 2006-10-24 / O objetivo deste trabalho é o estudo numérico do escoamento turbulento em modelos florestais caracterizados através de modelos. Os modelos em questão são o de um cilindro e de uma matriz de cilindros. Foram utilizadas técnicas híbridas de simulação de escoamentos turbulentos, simulação de grandes escalas e a simulação via decomposição de Reynolds. Os resultados foram obtidos com o código ANSYS CFX. A primeira etapa consiste no escoamento em torno de um cilindro finito. Foram utilizadas para este caso a decomposição de Reynolds, a simulação de grandes escalas e a simulação híbrida conhecida como DES. Os resultados foram estudados através de visualizações do escoamento e comparação numérico-experimental dos perfis de velocidade e de intensidade de turbulência. Foram mostradas também visualizações dos resultados instantâneos do escoamento e análise de espectro do sinal temporal. A etapa seguinte consiste no estudo do escoamento em uma matriz de cilindros com a decomposição de Reynolds. Analogamente, os resultados de visualizações e comparação numérico-experimental foram feitos, juntamente com uma análise estatística espacial. Esta análise irá permitir uma estudo dos fluxos dispersivos, bem como uma análise que determine posições de sondas para aquisição de grandezas do escoamento. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The objective of this work is the numerical study of the turbulent flow in canopy flows with the use of proper models. The models for this work are the flow around a finite cylinder and a cylinder matrix. Hybrid techniques of numerical simulation, alongside with large eddy simulation and Reynolds Averaged Navier-Stokes were used. The results were obtained by the ANSYS CFX commercial software. The first step is the study of the flow around a finite cylinder. For this case, Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes, Large Eddy Simulation and a hybrid technique known as Detached Eddy Simulation were used. The results were studied first by visualizations of the flow, and numerical-experimental comparing of the velocity and turbulence intensity profiles. Also, visualizations of the instantaneous results and spectra analysis of the velocity signal were showed. The second step is the study of the flow over a cylinder matrix with Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes. Like the previous case, the results were studied by flow visualization, and numerical-experimental comparation. Then a spatial statistic analysis were made. This analysis allowed a study of the dispersive fluxes, as well as a threshold of the flow that will determine probing conditions for flow quantities.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-11-17T10:55:11Z No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-11-19T19:49:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-19T19:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) Previous issue date: 2006-09-18 / Este trabalho apresenta a modelagem numérica das camadas limites fluidodinâmica e de temperatura, criadas por escoamentos forçados, turbulentos e incompressíveis de ar, sobre placas planas horizontais, tendo como meta a determinação do fluxo de calor que se estabelece entre a placa e o escoamento. Na situação física analisada as camadas limites de velocidade e de temperatura não se iniciam no mesmo ponto da placa, sendo separadas por um comprimento pré-estabelecido. No início da placa a formação de camada limite térmica é inibida pela igualdade entre as temperaturas do escoamento e da placa. A camada limite térmica tem início a partir do ponto em que a temperatura da placa plana se diferencia da temperatura do escoamento. Em todas as situações estudadas a camada limite térmica se desenvolve sobre parede isotérmica. São ensaiadas dez placas que se diferenciam pelo comprimento do trecho adiabático da placa, pela temperatura do trecho aquecido e pela velocidade do escoamento externo. A faixa de variação para os números de Reynolds locais, definidos pelo comprimento longitudinal das placas é definida no intervalo de 5x105< Re< 107. Os baixos números de Mach e as pequenas diferenças de temperatura dos escoamentos analisados permitem que sejam desconsiderados, respectivamente, os efeitos de compressibilidade e de variação das propriedades termodinâmicas do ar. As principais conseqüências destas condições são: desacoplamento entre as camadas limites fluidodinâmica e térmica e o comportamento linear da equação da energia. O objetivo deste trabalho é analisar, de forma qualitativa e quantitativa, o desempenho operacional do código computacional proposto para a modelagem de fluxos turbulentos de calor em escoamentos parietais. O fechamento do sistema de equações médias é obtido com o emprego do modelo k-epsilon para a representação do tensor de Reynolds, sendo a correlação entre as flutuações de velocidade e temperatura que definem o fluxo turbulento de calor, modelada algebricamente a partir de um número de Prandtl turbulento com valor constante. As condições de contorno de velocidade e de temperatura no contorno físico do domínio de cálculo são calculadas, respectivamente, por duas leis de parede de velocidade e duas de temperatura. A discretização temporal é obtida por uma aproximação de primeira ordem baseada em um algoritmo de diferenças finitas do tipo semi-impícito seqüencial com erro de truncamento de primeira ordem, que permite a linearização do sistema de equações a cada passo no tempo. A discretização espacial do domínio de cálculo é obtida com elementos finitos triangulares P1-isoP2. A resolução das equações acopladas de continuidade e quantidade de movimento é feita por uma variante do algoritmo de Uzawa. Os resultados obtidos numericamente são confrontados a soluções analíticas complementadas por correlações empíricas e a dados experimentais. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a numerical study of both hydrodynamics and thermal boundary layers in forced incompressible turbulent flows over an horizontal flat plate. The main goal of the work is to determine the turbulent heat flux between the plate and the flow. The starting point of the hydrodynamic boundary layers are not necessarily the same but along the thermal boundary layer. Ten different cases are analyzed where the distance between the starting points of the boundary layers, the plate temperature and the non-disturbed velocity intensity are the parameters of the study. A Reynolds averaged Navier-Stokes approach is employed. The closure problem is achieved by a _ − _ model associated with a constant turbulent Prandtl assumption in order to predict the the temperature/velocity correlations. Two different law of the wall for velocity and temperature are used for modeling of the turbulent boundary conditions. The temporal discretization is made by an first-order approximation based on a semiimplicit finite-differences algorithm. The spatial domain is discretized by a finiteelement technic with P1-isoP2 elements. The velocity-pressure coupling is made by the Uzawa algorithm. The ability of the proposed model in predict the heat flux through the plate is analyzed both qualitatively and quantitatively by confronting numerical and experimental results.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2009-11-25T18:39:40Z No. of bitstreams: 1 2007_AlexandreGoncalvesFeijoCarvalho.pdf: 3824670 bytes, checksum: 3656e249a2e359a188cab637da07fd3a (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-13T18:51:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_AlexandreGoncalvesFeijoCarvalho.pdf: 3824670 bytes, checksum: 3656e249a2e359a188cab637da07fd3a (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-13T18:51:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_AlexandreGoncalvesFeijoCarvalho.pdf: 3824670 bytes, checksum: 3656e249a2e359a188cab637da07fd3a (MD5) Previous issue date: 2007-10 / O estudo do ruído gerado por escoamentos em cavidade é de vital importância para o desenvolvimento da indústria aeronáutica no que concerne à diminuição do nível de ruído emitido pelas aeronaves. Seja em compartimentos de trem de pouso, espaços entre junções de placas ou em qualquer outro tipo de cavidade presente na aeronave, os níves de ruídos emitidos nesses locais contribuem significativamente à emissão sonora pela aeronave como um todo. Em vista disso, deve-se em primeiro lugar realizar um estudo para se entender o mecanismo de geração sonora presente tanto no interior como na região externa à cavidade. Para tanto, realizam-se neste trabalho simulações numéricas computacionais do escoamento bidimensional laminar e compressível em cavidades retangulares, cujo foco principal é a análise do ruído gerado, a fim de se detectar as fontes principais, bem como entender as características inerentes aos modos de camada cisalhante, de esteira e de escoamento aberto observados neste trabalho. Os resultados são comparados aos obtidos por Rowley em seu trabalho. As equações da mecânica dos fluidos, em suas formulações completas, são resolvidas numericamente por meio de uma discretização em volumes finitos, cuja metodologia é proposta por Ducros. Esta metodologia é implementada ao código numérico por Bobenrieth e Mendonça, para a resolução do campo aeroacústico. Os regimes de escoamento empregados variam do subsônico, transônico e supersônico, com valores de Mach do escoamento não perturbado entre 0,6 e 1,1. O número de Reynolds utilizado para todos os casos é 3.000 e as cavidades empregadas possuem razões entre comprimento e profundidade de 2 e 4. Os resultados indicam que o campo de vorticidade interno à cavidade, a relação entre comprimento e profundidade da cavidade, bem como a extensão da camada cisalhante sobre a região de abertura da cavidade são um dos principais fatores que ditam a intensidade do campo aeroacústico gerado. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / he study of the noise generated from flows past cavities has been gaining more impor- tance over the years due to more strict rules for aicraft noise reduction. The problem of aircraft noise is so serious in the vicinity of many of the world’s airports that public reaction is mounting to a degree that gives cause for great concern and requires urgent so- lution. Based on this issue, the objectiveof this work is the direct numericalcomputation of the far-field and near-field noises generated by laminar and two-dimensional subsonic, transonic and supersonic flows over rectangular cavities. The compressible Navier-Stokes equations are numerically solved using a finite volume discretization where the fluxes are computed using the skew-symmetric form of Ducros fourth-order numerical scheme while the time marching process is achieved using a third-order Runge-Kutta scheme proposed byShu. Thecavitylengthtodepthratiosforthecasesanalyzedare2and4. TheReynolds number for all the simulations is 3,000 and the Mach number ranges from 0.6 to 1.1. The main goals of this work are the detection of the most relevant sources of noise inside the cavity, and to understand the mechanism that characterizes the shear layer mode, wake mode and the open cavitymode observed in this work. The results are compared to those presented by Rowley et al. [39] in their work. The results show that the vorticity field inside the cavity, the cavity length to depth ratio and the spreading of the shear layer over the cavity mouth are one of the main factors that dictate the intensity of the noise generated by the cavity flow field.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-04-09T13:56:44Z No. of bitstreams: 1 2009_RicardoCaiadoAlvarenga.pdf: 2972336 bytes, checksum: 50cabedefe3c48c79434a66cc3355174 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-05-10T18:42:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_RicardoCaiadoAlvarenga.pdf: 2972336 bytes, checksum: 50cabedefe3c48c79434a66cc3355174 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-10T18:42:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_RicardoCaiadoAlvarenga.pdf: 2972336 bytes, checksum: 50cabedefe3c48c79434a66cc3355174 (MD5) Previous issue date: 2009-04 / Nessa dissertação é apresentado o método integral de contorno para escoamentos potenciais bidimensionais e tridimensionais incompressíveis. Aplicando o teorema de Green para as regiões internas e externas a um corpo arbitrário e combinando os resultados obtém-se a equação integral de contorno do método em questão. A superfície do corpo é representada por elementos de malha triangulares e quadrilaterais planos com distribuição constante de singularidades (dipolos e sorvedouros) em cada elemento. A condição de Kutta é aplicada de forma simples para o caso de escoamento permanente: as intensidades dos filamentos de vórtice da esteira são determinadas pelas diferenças de intensidade de dipolos nos elementos de malha adjacentes ao bordo de fuga. O método é de baixo custo computacional, mesmo quando usado para simular escoamentos em torno de corpos tridimensionais com geometrias complexas. Os resultados numéricos do método integral de contorno são comparados com resultados analíticos, resultados experimentais, resultados da teoria da linha de sustentação e do método vortex-lattice. Métodos integrais de camada limite delgada bidimensional foram utilizados na determinação dos principais parâmetros de camada limite. Foram simulados a camada limite laminar, um critério de transição e a camada limite turbulenta. Por fim, foi implementada a versão bidimensional do método integral de contorno para escoamentos potenciais transientes. O método em questão considera o aerofólio movendo-se no fluido e trata o problema em termos de um sistema de referência não-inercial fixo no corpo. A condição de Kutta é implementada considerando-se que a pressão é igual nas superfícies superior e inferior do bordo de fuga. A formulação matemática do escoamento potencial transiente explorado neste trabalho é baseada no princípio de Benoulli da conservação da energia mecânica de um escoamento na sua versão não-estacionária. O contorno do aerofólio é substituído por elementos de vórtices e de fontes planos. Em particular, um elemento adicional é incorporado ao bordo de fuga com o objetivo de se representar o início da formação da esteira atrás do corpo. O restante da esteira de vorticidade é representada por pontos de vórtice. O sistema de equações resultantes é não-linear e é resolvido por um método de eliminação de Gauss iterativo. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this dissertation we describe a boundary integral method for calculating the incom- pressible potential °ow around arbitrary, lifting, two-dimensional and three-dimensional bodies. By using Green theorems to the inner and outer regions of the body and com- bining the resulting expressions we obtain a general integral representation of the °ow. The body surface is divided into small quadrilateral and triangular elements and each element has a constant singularities distribution of sinks and dipoles. The applica- tion of Kutta's condition for the steady °ow is quite simple; no extra equation or trailing-edge velocity point extrapolation are required. The method is robust with a low computational cost even when it is extended to solve complex three-dimensional body geometries. The boundary integral code developed here is veri¯ed by comparing the numerical predictions with experimental measurements, analytical solutions and results of the lifting-line theory and vortex-lattice method. A two-dimensional integral boundary layer method, was incorporated into the two-dimensional boundary integral method and is intended to give a preliminary estimate of boundary layer properties over a con¯guration. The method comprises a laminar boundary layer analysis, a transition and a turbulent boundary analysis. Finally, an unsteady two-dimensional boundary integral method has been developed. The present approach treats the body as moving through the air and put the mathematical problem in terms of a moving coordinate system attached to it. The Kutta condition is applied by imposing the same pressure on the upper and lower surfaces at the trailing edge. For this end, the unsteady Bernoulli equation is used. The airfoil contour is replaced by straight-line elements and a small straight-line wake element is attached to the trailing edge. The circulation on this element is imposed in the way that the global circulation around the airfoil and the wake is constant. A downstream wake of concentrated vortices is formed from the vorticity shed at earlier times and is convected according to the local velocities. The basic set of equations is nonlinear and an iterative procedure is adopted for its solution.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-04-07T13:30:49Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_rafael_gontijo.pdf: 17557990 bytes, checksum: 363278f225347ca5d890b2569799e900 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-05-10T19:30:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_rafael_gontijo.pdf: 17557990 bytes, checksum: 363278f225347ca5d890b2569799e900 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-10T19:30:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_rafael_gontijo.pdf: 17557990 bytes, checksum: 363278f225347ca5d890b2569799e900 (MD5) Previous issue date: 2009-03 / O presente trabalho é um estudo numérico sobre o emprego de analogias entre difusão turbulenta de quantidade de movimento e de calor como metodologia para imposição de condição de contorno de fluxo de calor em escoamentos de camada limite turbulenta. Para validar a metodologia proposta foram selecionados os seguintes casos testes: a) estudo de escoamentos turbulentos sobre placas planas levemente aquecidas e com defasagem entre os inícios das camadas limites térmica e fluidodinâmica, baseado nos estudos de Reynolds et. al (1958) e Taylor et. al (1990); b) estudo de um escoamento turbulento sobre placa plana fortememente aquecida, baseado no trabalho de Ng. (1981); c) análise de um escoamento turbulento gerado por convecção natural devido à presença de uma placa plana vertical aquecida, baseado no trabalho de Nagano et. al (1992); d) estudo do fenômeno da convecção natural turbulenta no interior de uma cavidade, baseado no trabalho experimental de Betts e Bhokari (1996); e) estudo de escoamentos turbulentos sobre placas planas com e sem comprimentos iniciais não aquecidos utilizando condição de fluxo de calor na parede; f) estudo de um escoamento turbulento no interior de um duto cilíndrico com condição de fluxo de calor na parede; g) análise de um escoamento gerado por convecção natural devido a presença de uma placa plana vertical aquecida com condição de fluxo de calor constante; h) estudo de um escoamento turbulento no interior de um canal com a presença de um corpo rombudo de seção quadrada fixo a parede inferior, baseado nos trabalhos de Drain e Martin (1985) e Liou et. al (1992); i) análise de um escoamento turbulento sobre um degrau aquecido com condição de fluxo de calor constante, baseado nos trabalhos de Vogel e Eaton (1985); j) análise qualitativa de um escoamento turbulento térmico em um difusor assimétrico, baseado nos trabalhos de Buice e Eaton (1995); k) análise qualitativa de um escoamento turbulento sobre uma colina aquecida, baseado nos trabalhos de Loureiro et. al (2007). _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work is a numerical study on the applicaion of analogies between heat and momentum difusion as a methodology to impose heat flux boundary conditions in turbulent boundary layer flows. In order to validate the proposed methodology the following cases were tested: a) a study of turbulent flows over slightly heated flat plates and with unheated starting lenghts, based on the works of Reynolds et. al (1958) and Taylor et. al (1990); b) a study of a turbulent flow over a strongly heated flat plate, based in the work of Ng. (1981); c) an analysis of a turbulent flow generated by natural convection due to the presence of a vertical heated flat plate, based in the work of Nagano et. al (1992); d) a study of the turbulent natural convection phenomenon inside a tall cavity, based on the experimental work of Betts and Bhokari (1996); e) a study of turbulent flows over flat plates with and without unheated starting lenghts, considering heat flux boundary conditions; f) a study of a turbulent flow inside a cylindrical duct with heat flux boundary condition on the wall; g) an analysis of a turbulent flow generated by natural convection due to the presence of a heated vertical flat plate with heat flux boundary condition; h) a study of a turbulent flow inside a 2D channel with a rib-roughned wall, based on the works of Drain and Martin (1985) and Liou et. al (1992); i) an analysis of a turbulent flow over a thermal backward facing step, based on the works of Vogel and Eaton (1985); j) a qualitative analysis of a turbulent thermal flow in an assymetric plane diffuser, based on the work of Buice and Eaton (1995); k) a qualitative analysis of a turbulent thermal flow in a smooth hill, based on the work of Loureiro et. al (2007).

Tese (doutorado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-03-03T18:40:16Z No. of bitstreams: 1 2010_LucianoGoncalvesNoleto.pdf: 19676064 bytes, checksum: 759d877f60a55d023c3bc4fee4f62d7f (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-03-09T23:09:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_LucianoGoncalvesNoleto.pdf: 19676064 bytes, checksum: 759d877f60a55d023c3bc4fee4f62d7f (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-09T23:09:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_LucianoGoncalvesNoleto.pdf: 19676064 bytes, checksum: 759d877f60a55d023c3bc4fee4f62d7f (MD5) / O presente trabalho irá apresentar resultados da simulação de escoamentos turbulentos com geometria móvel. Sua motivação decorre do fato de que este tipo de escoamento ainda representa um desafio em termos de engenharia e de pesquisa. A ocorrência de problemas práticos de escoamentos turbulentos que possuem geometrias móveis é percebida em várias áreas de conhecimento. Para efetuar as simulações, foi empregado o código CORDEL, desenvolvido em linguagem MATLAB pelo laboratório de energia e ambiente da UnB. Para efetuar a simulação da fronteira móvel, metodologias de movimentação de malha foram implementadas no código. Para a simulação do escoamento, empregou-se a modelagem clássica da turbulência com o método dos elementos finitos e a formulação Euleriana-Lagrangeana Arbitrária. Inicialmente, foram implementadas cinco metodologias de movimentação de malha. Quatro baseadas em uma abordagem pseudo-estrutural e uma abordagem pseudo-escoamento. A abordagem pseudo-escoamento, baseada no escoamento de Stokes, foi ineditamente discretizada em um contexto de métodos de projeção em elementos finitos. Os resultados obtidos para a movimentação da malha mostraram que a maioria das metodologias movimentaram a malha de forma adequada, sem apresentar problemas de integridade de malha. A metodologia do pseudo-escoamento mostrou bons resultados mas exigiu um passo de tempo mais baixo. Posteriormente foram simulados dois casos com domínios fixos. Os resultados obtidos se mostram em consonância com a literatura pesquisada. Em uma das simulações com modelagem da turbulência híbrida foi feita uma alteração no valor de uma de suas constantes. Esta alteração objetiva obter resultados mais realistas do arrasto. Os resultados obtidos com o novo valor da constante mostraram um valor de arrasto em maior proximidade com dados numéricos obtidos pela literatura. Finalmente foram efetuadas simulações do escoamento em fronteiras móveis. Os resultados obtidos mostram em consonância com a literatura, mas o caso do cilindro necessita de dados experimentais que o validem. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work presents results of numerical simulations of turbulent flows with moving boundaries. Its motivation is given by the fact that this kind of flow still represents a challenge in terms of engineering and research. The occurrence of practical problems of turbulent flows that has moving boundaries is known in several research areas. To perform the simulations, the Finite Element code CORDEL, developed in MATLAB language by the Laboratory of Energy and Environment of University of Brasilia was employed. It was used a classical turbulence modeling, discretized in a finite element projection method with the Arbitrary Lagrangean Eulerian approach for the moving boundary. Initially, five mesh motion methodologies were implemented: Four based on a pseudo-structural approach and one based on a pseudo-flow approach. The pseudo- flow approach was based on a Stokes flow problem and newly discretized into a finite element projection method. The results obtained for the mesh moving showed that the majority of the methodologies moved the mesh adequately, without presenting integrity problems. The pseudo-flow methodology showed good results, but demanded a lower timestep. Finally, flows with fixed and moving boundaries were simulated. The obtained results showed resemblance with the literature. It was made in one of the hybrid simulations an alteration of the value of one of its constants. This alteration has the objective of obtain more realistic results for drag coefficient. The results with the new value showed an average drag that is closer to tridimensional results at the literature. The results with moving boundaries are similar with the literature, but one of the simulated cases need experimental validation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2011-03-18T13:59:58Z No. of bitstreams: 1 2010_BernardoSouzaCordeiro.pdf: 4424126 bytes, checksum: 3637a8209025bcf2bf6ca23f7ca2b6a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-03-19T19:20:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_BernardoSouzaCordeiro.pdf: 4424126 bytes, checksum: 3637a8209025bcf2bf6ca23f7ca2b6a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-19T19:20:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_BernardoSouzaCordeiro.pdf: 4424126 bytes, checksum: 3637a8209025bcf2bf6ca23f7ca2b6a2 (MD5) / O intuito desta dissertação foi a elaboração de uma metodologia de apoio à gestão de lodos de fossas sépticas com base em métodos multiobjetivo e multicritério. A problemática desses resíduos caracteriza-se pela existência de diversos objetivos a serem cumpridos, pelo grande número de alternativas possíveis, pelos diferentes critérios de comparação dessas alternativas e pela presença de atores com aspirações e influências variadas no processo decisório. Em virtude disso, procurou-se desenvolver uma ferramenta que permitisse levar em consideração essa complexidade do problema. Para se alcançar essa proposta, debruçou-se sobre diferentes fontes de informações: referências bibliográficas técnicas e científicas, consulta a especialista e avaliação de um caso real. Como parte da metodologia de pesquisa, foi realizado o I Workshop em Gestão de Lodos de Fossas Sépticas, com o intuito de reunir especialistas para discutir a gestão dos lodos de fossas sépticas e coletar dados para esta dissertação. Para tanto, foi realizada uma série de apresentações ligadas à temática da gestão dos lodos de fossa séptica. Em seguida, foi aplicado aos convidados um questionário desenvolvido com apoio da técnica Delphi de aquisição de dados em grupos de pessoas, com adaptações. Obtiveram-se dados a respeito da definição do problema local, dos objetivos do plano de gestão, do levantamento dos atores, da quantificação da influência desses atores na gestão dos lodos de fossas e da definição de critérios de avaliação de alternativas e seus pesos. Desenvolveu-se a metodologia de apoio na forma de treze passos a serem seguidos por quem se propõe a utilizá-la. Foi proposta a divisão de cada alternativa em quatro partes: coleta, transporte, tratamento e destinação final. A metodologia utilizada para a avaliação dos critérios foi a elaboração de planilhas pontuadas, nas quais se atribuem notas para as alternativas levantadas. Quatro classes de objetivos são consideradas na metodologia proposta: econômico/ financeiros, ambientais, sociais e técnicos, que se desdobraram em oito critérios de avaliação de alternativas. Aplicou-se a metodologia de apoio ao caso da cidade de Formosa, Goiás. Ela mostrou-se eficiente em sua aplicação na cidade, com relativa simplicidade operacional. Os resultados obtidos foram coerentes com o que já é realizado pela companhia de saneamento local, que realiza o cotratamento dos lodos de fossas na estação de tratamento de esgotos. O uso de métodos multiobjetivo e multicritério permitiu acrescentar à análise do problema as perspectivas de diferentes objetivos, como econômico, social e ambiental. Essa diversidade de fatores considerados e inseridos na metodologia de apoio mostrou-se pertinente e pode ser de utilidade para instituições responsáveis pela gestão do lodo de fossas sépticas, de modo que os interesses de determinado ator do processo decisório não se sobreponha ao de outros, inclusive aos da população em geral. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The main purpose of this dissertation is the elaboration of a methodology to support the septage management. The septage problem is characterized by the existence of multiple objectives to be fulfilled, the great number of possible alternatives, the different criteria to compare the alternatives and the diversity of actors, with their own aspirations and different degree of influence in the decision taking. In order to reach this goal, a great variety of sources were researched: technical and scientific resources, experts and a case study. As a part of the research methodology, a conference entitled “I Workshop on Septage Management” was accomplished in order to gather experts to discuss the septage management and collect data. A series of lectures about septage management were presented. Following them, a questionnaire was applied to the guests, witch was developed using the Delphi technique. The data obtained were the definition of the local problem, the objectives of the management plan, the description of the actors and the quantification of their influence. The methodology developed comprises thirteen steps. The alternatives were divided into four parts: collection, transportation, treatment and final destination. The methodology chosen to evaluate the criteria were score tables, where the performance of the alternatives were measured. Four classes of objectives were considered: economical/ financial, environmental, social and technical, which were then divided into eight evaluation criteria. The methodology to support the septage management was applied to the city of Formosa, Goiás. It has shown to be efficient in its application, with operational simplicity. The obtained results were coherent with the strategy of management being used by local sanitation company, which co-treats the septage with the conventional sewage. The use of multiobjective and multicriteria approach added different views to the problem analysis, such as economic, social and environmental. This diversity of factors considered and used in the methodology was considered consistent and it can be used by institutions in charge of the septage management, so that the interests of a certain actor will not surpass another’s, including the population in general.