The promise of a vast source of energy to power the world and protect our planet using fusion technology has been the driving force for scientists and engineers around the globe for more than sixty years. Although the materialization of this ideal still in the distance, multiple scientific and technological advances have been accomplished, which have brought commercial fusion power closer to a reality than it has ever been. As part of the collaborative effort in the pursuit of realizable fusion energy, the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) is being developed by a coalition of nations of which the United States is a part of. One critical technological challenge for ITER is the development of adequate plasma facing materials (PFMs) that can withstand the strenuous conditions of operation. To date, high heat flux (HHF) testing has been conducted mainly on non-irradiated specimens due to the difficulty of working with radioactive specimens, such as instrument contamination. In this thesis, the new Irradiated Material Target Station (IMTS) facility for fusion materials at Oak Ridge National Laboratory (ORNL), in which the HHFs are provided by water-wall plasma-arc lamps (PALs), is considered for neutron-irradiated specimens, especially tungsten. The facility is being used to test irradiated plasma-facing components materials for magnetic fusion reactors as part of the US-Japan plasma facing components evaluation by tritium plasma, heat and neutron irradiation experiments (PHENIX). In order to conduct HHF testing on the PFMs various sample holders designs were developed to accommodate radioactive specimens during HHF testing. As part of the effort to design sample holders that are compatible with the IMTS facility, numerical simulations were performed for different water-cooled sample holder designs with the commercial computational fluid dynamics (CFD) software package, ANSYS™ FLUENT®. The numerical models are validated against experimental temperature measurements obtained from the IMTS facility. These experimentally validated numerical models are used to assess the thermal performance of two sample holder designs and establish safe limits for HHF testing under various operating conditions. The limiting parameter for the current configuration was determined for each sample holder design. For the Gen 1 sample holder, the maximum temperature reached within the Copper rod limits the allowable incident heat flux to about 6 MW/m². In the case of the Gen 2 sample holder, the maximum temperature reached within the Molybdenum clamping disk limits the allowable incident heat flux to about 5 MW/m². In addition, the numerical model are used to parametrically investigate the effect of the operating pressure, mass flow rate, and incident heat flux on the local heat flux distributions and peak surface temperatures. Finally, a comparative analysis is conducted to evaluate the advantages and disadvantages associated with the main design modifications between the two sample holder models as to evaluate their impact in the overall thermal performance of each sample holder in order to provide conclusive recommendations for future sample holder designs.

O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. / The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.

Neste trabalho é apresentado um estudo numérico sobre escoamentos incompressíveis, não isotérmicos, bi e tridimensionais nos regimes laminar e turbulento através da Simulação de Grandes Escalas e da utilização do Método de Elementos Finitos. Para tornar isso possível, é implementada a equação da energia e os termos de forças de campo (empuxo) em um algoritmo numérico desenvolvido em FORTRAN, já existente, que simula escoamentos incompressíveis, isotérmicos, tridimensionais, nos regimes laminar e turbulento. O código desenvolvido abrange escoamentos onde as formas básicas de troca térmica ocorrem por difusão e advecção. No que tange a natureza da convecção térmica é possível analisar escoamentos com convecção forçada, mista ou natural. O método numérico empregado é o de elementos finitos (FEM) e a discretização espacial das equações que governam o fenômeno (continuidade, conservação da quantidade de movimento e conservação da energia) é realizada através do método de Galerkin. Para a análise dos termos temporais nos escoamentos transientes aplica-se o esquema temporal explícito de Taylor-Galerkin. O elemento finito utilizado é o hexaedro isoparamétrico de oito nós. É empregado o método da pseudo-compressibilidade com o objetivo de manter os termos derivados da pressão na equação da continuidade, pois essa ausência gera uma dificuldade adicional na discretização das equações. Para a abordagem da turbulência é empregada a simulação de grandes escalas (LES) com modelagem sub-malha clássica de Smagorinsky para a viscosidade e a difusividade turbulenta. Visando a melhoria no tempo de processamento foi utilizada integração explícita das matrizes dos elementos e a técnica de processamento paralelo OpenMP. São apresentados resultados para escoamentos com vários números de Reynolds, Prandtl e de Grashoff dos campos de velocidade, pressão e temperatura para escoamentos em cavidade bidimensional, nos regimes laminar e turbulento, e para o degrau tri-dimensional no regime laminar. As simulações para escoamentos em cavidades nos regimes laminar e na região de transição são comparados com os resultados de outros autores, se mostrando bastante satisfatórios, tanto no regime transiente como no permanente. Além disso, a inserção das forças de campo no código melhorou os resultados obtidos com o mesmo. As outras simulações são apresentadas como novos casos e tiveram um comportamento qualitativamente satisfatório. / A numerical study about non-isothermal, bi and three-dimensional, incompressible, laminar and turbulent flows is done in this work using Large Eddy Simulation and Finite Element Method. To became this possible, is implemented the energy equation and buoyance forces (in the Navier-Stokes equations) in a numerical algorithm, developed in FORTRAN, already existent, that simulate isothermal, three-dimensional, incompressible, laminar and turbulent flows. The developed code includes flows where the basic forms of heat transfer are diffusion or advection. About the nature of thermal convection it is possible to analyze the forced, mixed or natural convection flows. The numerical method used is the finite element method (FEM) and the spatial discretization of governing equations of phenomena (mass, conservation of momentum and conservation of energy) is done through Galerkin method. To analyze the time-dependent terms in transient flows is employed a time-explicit Taylor-Galerkin scheme. The finite element used is the isoparametric hexahedral with eight nodes. It is used the pseudo-compressibility method to keep the pressure terms in continuity equation, because without these terms there are additional difficulties to obtain the discretizated equations. Regarding the turbulence approach, it is employed the large eddy simulation (LES) and for subgrid-scales is used the classical Smagorinsky model to turbulent viscosity and diffusivity. To minimize the processing time is used explicit integration of element matrix and the multiprocessing technical OpenMP. Results are presented to a wide range of Reynolds, Prandtl and Grashoff numbers for velocity, pressure and temperature fields to laminar and turbulent, bi-dimensional, lid-driven cavity flow and a laminar three-dimensional backward-facing step. Simulations of lid-driven cavity flows in laminar and transitional regimes is compared with others authors results, presenting good agreement, in both transient and permanent regimes. Besides that, the implementation of buoyance forces in the present code improved the results obtained by it. The others simulations are presented like new cases and had qualitatively good behavior.

O torneamento radial é um processo de usinagem usado na indústria metal mecânica para o corte de peças, abertura de canais ou faceamento. Esta pode ser considerada uma operação crítica devido à forma geométrica da ferramenta e aos movimentos de corte. Isto gera a necessidade de aplicação de fluidos de corte, normalmente em abundância, na região de corte. Considerando como funções destes fluidos o arrefecimento, a lubrificação e a expulsão do cavaco, sua aplicação durante essa operação é de suma importância. Várias pesquisas visam restringir o uso de tais fluidos, seja por critérios econômicos, ambientais ou sanitários. Neste contexto, o uso da técnica de mínima quantidade de lubrificante (MQL) vem ganhando espaço nos meios produtivos. Embora seja aplicada há anos em diferentes processos de usinagem, existem poucos relatos sobre a aplicação de MQL em operações de torneamento radial; no mesmo seguimento, a aplicação de ar comprimido (ACO) vai ao encontro do conceito de usinagem ambientalmente amigável. Assim, este trabalho apresenta uma análise comparativa na aplicação de lubrificantes em abundância (ABD), em MQL e o uso de ACO no torneamento radial do aço SAE 1045 para diferentes condições de corte. Na investigação, foram consideradas as forças geradas durante o processo, as rugosidades e o desvio dimensional das superfícies usinadas, e o desgaste da ferramenta. Observou-se que os esforços gerados com MQL foram similares ou inferiores aos gerados com ABD. A mesma tendência foi observada no perfil de rugosidade, predominando valores inferiores. O MQL possibilita um corte mais estável durante a vida da ferramenta, reduzindo a ocorrência de desgaste e prolongando sua vida útil, minimiza a oscilação axial e a flexão da ferramenta, reduz as rugosidades e minimiza os desvios dimensionais. Assim, pode-se afirmar que a aplicação da técnica por MQL é viável no torneamento radial do aço SAE 1045. / Radial turning is a machining process used in the metalworking industry for parting off, grooving or facing operations. This can be considered a critical operation due to the geometric shape of the tool and the cutting movements. This generates the need for application of cutting fluids, usually in abundance, in the cutting region. Considering as functions of these fluids the cooling, lubrication and expulsion of the chip, their application during this operation is of paramount importance. Several researches aim to restrict the use of such fluids, either by economic, environmental or sanitary criteria. In this context, the use of the minimum quantity of lubricant (MQL) technique has been gaining ground in the productive media. Although it has been applied for years in different machining processes, there are few reports on the application of MQL in radial turning operations; at the same time, the application of compressed air (ACO) meets the concept of environmentally friendly machining. Thus, this work presents a comparative analysis on the application of abundant lubricants (ABD) in MQL and the use of ACO in radial turning of SAE 1045 steel for different cutting conditions. In the investigation, the forces generated during the process, the roughness and the dimensional deviation of the machined surfaces and the tool wear were considered. It was observed that the machining forces generated with MQL were similar or inferior to those generated with ABD. The same tendency was observed in the profile of roughness, predominating lower values. MQL enables a more stable cut during tool life, reducing the occurrence of wear and extending tool life, minimizes axial oscillation and tool flexion, reduces roughness and minimizes dimensional deviations. Thus, it can be indicated that the application of the technique by MQL is feasible in the radial turning of SAE 1045 steel.

O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. / The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.

Neste trabalho é apresentado um estudo numérico sobre escoamentos incompressíveis, não isotérmicos, bi e tridimensionais nos regimes laminar e turbulento através da Simulação de Grandes Escalas e da utilização do Método de Elementos Finitos. Para tornar isso possível, é implementada a equação da energia e os termos de forças de campo (empuxo) em um algoritmo numérico desenvolvido em FORTRAN, já existente, que simula escoamentos incompressíveis, isotérmicos, tridimensionais, nos regimes laminar e turbulento. O código desenvolvido abrange escoamentos onde as formas básicas de troca térmica ocorrem por difusão e advecção. No que tange a natureza da convecção térmica é possível analisar escoamentos com convecção forçada, mista ou natural. O método numérico empregado é o de elementos finitos (FEM) e a discretização espacial das equações que governam o fenômeno (continuidade, conservação da quantidade de movimento e conservação da energia) é realizada através do método de Galerkin. Para a análise dos termos temporais nos escoamentos transientes aplica-se o esquema temporal explícito de Taylor-Galerkin. O elemento finito utilizado é o hexaedro isoparamétrico de oito nós. É empregado o método da pseudo-compressibilidade com o objetivo de manter os termos derivados da pressão na equação da continuidade, pois essa ausência gera uma dificuldade adicional na discretização das equações. Para a abordagem da turbulência é empregada a simulação de grandes escalas (LES) com modelagem sub-malha clássica de Smagorinsky para a viscosidade e a difusividade turbulenta. Visando a melhoria no tempo de processamento foi utilizada integração explícita das matrizes dos elementos e a técnica de processamento paralelo OpenMP. São apresentados resultados para escoamentos com vários números de Reynolds, Prandtl e de Grashoff dos campos de velocidade, pressão e temperatura para escoamentos em cavidade bidimensional, nos regimes laminar e turbulento, e para o degrau tri-dimensional no regime laminar. As simulações para escoamentos em cavidades nos regimes laminar e na região de transição são comparados com os resultados de outros autores, se mostrando bastante satisfatórios, tanto no regime transiente como no permanente. Além disso, a inserção das forças de campo no código melhorou os resultados obtidos com o mesmo. As outras simulações são apresentadas como novos casos e tiveram um comportamento qualitativamente satisfatório. / A numerical study about non-isothermal, bi and three-dimensional, incompressible, laminar and turbulent flows is done in this work using Large Eddy Simulation and Finite Element Method. To became this possible, is implemented the energy equation and buoyance forces (in the Navier-Stokes equations) in a numerical algorithm, developed in FORTRAN, already existent, that simulate isothermal, three-dimensional, incompressible, laminar and turbulent flows. The developed code includes flows where the basic forms of heat transfer are diffusion or advection. About the nature of thermal convection it is possible to analyze the forced, mixed or natural convection flows. The numerical method used is the finite element method (FEM) and the spatial discretization of governing equations of phenomena (mass, conservation of momentum and conservation of energy) is done through Galerkin method. To analyze the time-dependent terms in transient flows is employed a time-explicit Taylor-Galerkin scheme. The finite element used is the isoparametric hexahedral with eight nodes. It is used the pseudo-compressibility method to keep the pressure terms in continuity equation, because without these terms there are additional difficulties to obtain the discretizated equations. Regarding the turbulence approach, it is employed the large eddy simulation (LES) and for subgrid-scales is used the classical Smagorinsky model to turbulent viscosity and diffusivity. To minimize the processing time is used explicit integration of element matrix and the multiprocessing technical OpenMP. Results are presented to a wide range of Reynolds, Prandtl and Grashoff numbers for velocity, pressure and temperature fields to laminar and turbulent, bi-dimensional, lid-driven cavity flow and a laminar three-dimensional backward-facing step. Simulations of lid-driven cavity flows in laminar and transitional regimes is compared with others authors results, presenting good agreement, in both transient and permanent regimes. Besides that, the implementation of buoyance forces in the present code improved the results obtained by it. The others simulations are presented like new cases and had qualitatively good behavior.

O torneamento radial é um processo de usinagem usado na indústria metal mecânica para o corte de peças, abertura de canais ou faceamento. Esta pode ser considerada uma operação crítica devido à forma geométrica da ferramenta e aos movimentos de corte. Isto gera a necessidade de aplicação de fluidos de corte, normalmente em abundância, na região de corte. Considerando como funções destes fluidos o arrefecimento, a lubrificação e a expulsão do cavaco, sua aplicação durante essa operação é de suma importância. Várias pesquisas visam restringir o uso de tais fluidos, seja por critérios econômicos, ambientais ou sanitários. Neste contexto, o uso da técnica de mínima quantidade de lubrificante (MQL) vem ganhando espaço nos meios produtivos. Embora seja aplicada há anos em diferentes processos de usinagem, existem poucos relatos sobre a aplicação de MQL em operações de torneamento radial; no mesmo seguimento, a aplicação de ar comprimido (ACO) vai ao encontro do conceito de usinagem ambientalmente amigável. Assim, este trabalho apresenta uma análise comparativa na aplicação de lubrificantes em abundância (ABD), em MQL e o uso de ACO no torneamento radial do aço SAE 1045 para diferentes condições de corte. Na investigação, foram consideradas as forças geradas durante o processo, as rugosidades e o desvio dimensional das superfícies usinadas, e o desgaste da ferramenta. Observou-se que os esforços gerados com MQL foram similares ou inferiores aos gerados com ABD. A mesma tendência foi observada no perfil de rugosidade, predominando valores inferiores. O MQL possibilita um corte mais estável durante a vida da ferramenta, reduzindo a ocorrência de desgaste e prolongando sua vida útil, minimiza a oscilação axial e a flexão da ferramenta, reduz as rugosidades e minimiza os desvios dimensionais. Assim, pode-se afirmar que a aplicação da técnica por MQL é viável no torneamento radial do aço SAE 1045. / Radial turning is a machining process used in the metalworking industry for parting off, grooving or facing operations. This can be considered a critical operation due to the geometric shape of the tool and the cutting movements. This generates the need for application of cutting fluids, usually in abundance, in the cutting region. Considering as functions of these fluids the cooling, lubrication and expulsion of the chip, their application during this operation is of paramount importance. Several researches aim to restrict the use of such fluids, either by economic, environmental or sanitary criteria. In this context, the use of the minimum quantity of lubricant (MQL) technique has been gaining ground in the productive media. Although it has been applied for years in different machining processes, there are few reports on the application of MQL in radial turning operations; at the same time, the application of compressed air (ACO) meets the concept of environmentally friendly machining. Thus, this work presents a comparative analysis on the application of abundant lubricants (ABD) in MQL and the use of ACO in radial turning of SAE 1045 steel for different cutting conditions. In the investigation, the forces generated during the process, the roughness and the dimensional deviation of the machined surfaces and the tool wear were considered. It was observed that the machining forces generated with MQL were similar or inferior to those generated with ABD. The same tendency was observed in the profile of roughness, predominating lower values. MQL enables a more stable cut during tool life, reducing the occurrence of wear and extending tool life, minimizes axial oscillation and tool flexion, reduces roughness and minimizes dimensional deviations. Thus, it can be indicated that the application of the technique by MQL is feasible in the radial turning of SAE 1045 steel.

Neste trabalho é apresentado um estudo numérico sobre escoamentos incompressíveis, não isotérmicos, bi e tridimensionais nos regimes laminar e turbulento através da Simulação de Grandes Escalas e da utilização do Método de Elementos Finitos. Para tornar isso possível, é implementada a equação da energia e os termos de forças de campo (empuxo) em um algoritmo numérico desenvolvido em FORTRAN, já existente, que simula escoamentos incompressíveis, isotérmicos, tridimensionais, nos regimes laminar e turbulento. O código desenvolvido abrange escoamentos onde as formas básicas de troca térmica ocorrem por difusão e advecção. No que tange a natureza da convecção térmica é possível analisar escoamentos com convecção forçada, mista ou natural. O método numérico empregado é o de elementos finitos (FEM) e a discretização espacial das equações que governam o fenômeno (continuidade, conservação da quantidade de movimento e conservação da energia) é realizada através do método de Galerkin. Para a análise dos termos temporais nos escoamentos transientes aplica-se o esquema temporal explícito de Taylor-Galerkin. O elemento finito utilizado é o hexaedro isoparamétrico de oito nós. É empregado o método da pseudo-compressibilidade com o objetivo de manter os termos derivados da pressão na equação da continuidade, pois essa ausência gera uma dificuldade adicional na discretização das equações. Para a abordagem da turbulência é empregada a simulação de grandes escalas (LES) com modelagem sub-malha clássica de Smagorinsky para a viscosidade e a difusividade turbulenta. Visando a melhoria no tempo de processamento foi utilizada integração explícita das matrizes dos elementos e a técnica de processamento paralelo OpenMP. São apresentados resultados para escoamentos com vários números de Reynolds, Prandtl e de Grashoff dos campos de velocidade, pressão e temperatura para escoamentos em cavidade bidimensional, nos regimes laminar e turbulento, e para o degrau tri-dimensional no regime laminar. As simulações para escoamentos em cavidades nos regimes laminar e na região de transição são comparados com os resultados de outros autores, se mostrando bastante satisfatórios, tanto no regime transiente como no permanente. Além disso, a inserção das forças de campo no código melhorou os resultados obtidos com o mesmo. As outras simulações são apresentadas como novos casos e tiveram um comportamento qualitativamente satisfatório. / A numerical study about non-isothermal, bi and three-dimensional, incompressible, laminar and turbulent flows is done in this work using Large Eddy Simulation and Finite Element Method. To became this possible, is implemented the energy equation and buoyance forces (in the Navier-Stokes equations) in a numerical algorithm, developed in FORTRAN, already existent, that simulate isothermal, three-dimensional, incompressible, laminar and turbulent flows. The developed code includes flows where the basic forms of heat transfer are diffusion or advection. About the nature of thermal convection it is possible to analyze the forced, mixed or natural convection flows. The numerical method used is the finite element method (FEM) and the spatial discretization of governing equations of phenomena (mass, conservation of momentum and conservation of energy) is done through Galerkin method. To analyze the time-dependent terms in transient flows is employed a time-explicit Taylor-Galerkin scheme. The finite element used is the isoparametric hexahedral with eight nodes. It is used the pseudo-compressibility method to keep the pressure terms in continuity equation, because without these terms there are additional difficulties to obtain the discretizated equations. Regarding the turbulence approach, it is employed the large eddy simulation (LES) and for subgrid-scales is used the classical Smagorinsky model to turbulent viscosity and diffusivity. To minimize the processing time is used explicit integration of element matrix and the multiprocessing technical OpenMP. Results are presented to a wide range of Reynolds, Prandtl and Grashoff numbers for velocity, pressure and temperature fields to laminar and turbulent, bi-dimensional, lid-driven cavity flow and a laminar three-dimensional backward-facing step. Simulations of lid-driven cavity flows in laminar and transitional regimes is compared with others authors results, presenting good agreement, in both transient and permanent regimes. Besides that, the implementation of buoyance forces in the present code improved the results obtained by it. The others simulations are presented like new cases and had qualitatively good behavior.

This study was made within the Child Safety group at Volvo Car Corporation.  The purpose of this bachelor thesis was to study the different aspects of rearward facing child restraint systems, which is the safest way for small children to travel, in order to suggest improvements in the development of child restraint systems. The studies included scientific articles regarding child safety and fatally injured children in car accidents, both in Sweden and internationally. The overall aim is to find factors that enables the increase in usage of rearward facing child restraint systems, including the increase of usage time to as long as possible.   Swedish accident data, obtained by the Swedish Traffic Data Acquisation, was studied. It was found that the fatally injured children during car accidents in Sweden between the years 2000-2016 commonly were involved in extraordinarily accident scenarios with an outcome independent of how they were restrained. The literature study and the survey that was made were both supporting the statement of inconvenience while using rearward facing child restraint systems. The inconvenience often corresponded to different types of misuse. The main issue with rearward facing according to the responding parents was lack of leg space, both for their child but also for the driver and the front seat passenger. These issues made some parents turning their children forward facing at early age, whereas they could still fit in the rearward facing child restraint system.   One key in order to increase the global use of rearward facing child restraint systems lies in changes of the materials and design. A more lightweight and compact design is suggested, providing a more spacious travel environment for the children and easier mounting for the parents. The need of education is apparent, preferable by means of social media due to the easiness of sending information globally with low cost.

Background: New technologies have turned out to be an inseparable part of the air travel industry over the last couple of decades, and it brought us many benefits. Nonetheless, these new airport technologies also brought new problems that foster air travellers’ irritation. A negative experience has a relatively worse influence on an airport than a positive; therefore, this is an interesting topic to investigate. There is so far only limited research done about the connection between new customer-facing technologies and customer satisfaction. Due to this lack of analysis, this study has the goal to examine the understanding of the effects of new airport technologies on individual’s satisfaction. Purpose: The purpose of this study is to discover how new customer-facing technologies on airports affect the customers’ satisfaction Method: The research goal is accomplished by implementing qualitative research and collecting the data through ten semi-structured in-depth interviews with various individuals that had a recent air-travel experience which was no earlier than three months. The data analysis is done by performing an inductive research approach. Conclusion: The results show that customer satisfaction process begins at the need recognition and how it is perceived depends on the experience of each person. The way the need is perceived decides the priority of the factors that describe the new customer-facing technologies’ (CFT) service, as a result of that setting the expectations towards the process of interacting with the new CFTs. The customer then interacts with the service while assessing the performance compared to the expectations, and subsequently, a positive or negative disconfirmation is made upon deciding if service is better or worse than expected. A positive disconfirmation results in a satisfied customer and a negative disconfirmation results in a dissatisfied customer.