Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-26Bitstream added on 2014-06-13T19:14:28Z : No. of bitstreams: 1 cicigliano_ecs_me_ilha.pdf: 2408732 bytes, checksum: 0af63a8f55dcecc2b890effc02c98e0e (MD5) / O presente trabalho propõe-se a modelar, analisar, e comparar os efeitos do escoamento de um fluido dentro de um tubo elástico. Esses efeitos, por sua vez, serão ocasionados por uma variação de pressão nesse fluido. Para tanto, através das propriedades físicas e mecânicas do tubo e do fluido, foi calculado o deslocamento da parede do tubo, vazão e velocidade do fluido. Essa modelagem tem como intenção comparar numericamente um arranjo que visa simular uma pulsação com características próximas as do coração humano. Através da construção de duas geometrias cilíndricas que representam domínios distintos (estrutura e fluido) que foram acoplados em sua interface, foi possível fazer um estudo da interação fluido-estrutura (FSI) utilizando o software comercial ANSYS, obtendo assim um estudo tri-dimensional do problema. Os resultados mostraram que o deslocamento da interface fluido-estrutura ocorreu simultaneamente, confirmando, portanto, a correta aplicação do comando FSIN. O fluido é considerado incompressível e Newtoniano e é governado pelas equações de Navier-Stokes. As paredes da estrutura são modeladas a partir da Lei de Hooke. Por fim, uma solução numérica é desenvolvida utilizando o Método dos Elementos Finitos / This project proposes to model, analyze and compare the effects of fluid flow inside an elastic tube. These effects, in turn, will be caused by a variation of pressure in this fluid. Therefore, through the physical and mechanical properties of the tube and fluid was calculated the displacement of the tube wall, flow and velocity of the fluid. The Modeling intends to compare numerically an arrangement that aims to simulate a heartbeat with characteristics similar to the human heart. Through of building two cylindrical geometries representing different domains (structure and fluid) that were engaged in its interface, it was possible to study the fluid-structure interaction (FSI) using the commercial software ANSYS, thereby obtaining a three-dimensional study. The results showed that the displacement of the interface fluid-structure occurred simultaneously, thereby confirming the correct application of the command FSIN. The fluid is considered incompressible and Newtonian and is governed by the Navier-Stokes equations. The walls of the structure are modeled from the Hooke's Law. Finally, a numerical solution is developed using the Finite Element Method

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-13Bitstream added on 2014-06-13T19:29:59Z : No. of bitstreams: 1 vieira_dgsdr_me_ilha.pdf: 39977587 bytes, checksum: 474017fdd0731decbdde37dd533c1a9a (MD5) / Os métodos de fronteira imersa possibilitam a simulação numérica de escoamentos envolvendo contornos complexos e móveis utilizando-se uma malha euleriana fixa para representar o domínio fluido, associada a um conjunto de pontos lagrangianos para descrever interfaces, sem necessidade de remalhagem do domínio de cálculo. No presente trabalho, um método de fronteira imersa baseado no modelo físico virtual foi implementado em um código computacional já existente, com o objetivo de permitir a simulação do escoamento em torno de cilindros de base circular submetidos a oscilações forçadas ou induzidas pelo movimento do fluido. O programa computacional resolve as equações de Navier-Stokes em coordenadas cartesianas através do método de volumes finitos, utilizando uma discretização implícita no tempo. Para testar as novas implementações, foram realizadas simulações para cilindros estacionários e em movimento oscilatório forçado, posicionados em meio infinito ou no interior de um canal. Além disso, foi resolvido um problema de interação fluido-estrutura, constituído por um cilindro móvel e indeformável posicionado dentro de um canal vertical, a jusante de uma obstrução, oscilando linearmente sob a ação de um escoamento pulsátil ascendente, tal como ocorre no funcionamento de alguns tipos de válvula automática. Em várias simulações, observou-se a reentrada de núcleos de vorticidade na saída do domínio de cálculo, interferindo na qualidade dos resultados obtidos. Uma função de amortecimento foi, então, introduzida nesta região, para evitar a ocorrência de instabilidades numéricas. Uma análise da performance global do programa de simulação indica que, embora já produza resultados satisfatórios, a modelagem empregada ainda necessita de aprimoramentos para corrigir algumas imperfeições. Além disso, o código computacional precisa... / Immersed boundary methods allow numerical simulation of flows around complex bodies by using a stationary Eulerian mesh to represent the fluid domain associated to a set of Lagrangian points to describe the interfaces without global remeshing of the domain. In the present work, an immersed boundary method based on virtual physical model has been implemented in a previously available computational code in order to simulate flows around circular cylinders submitted to forced or induced oscillations. The improved computational program deploys Navier-Stokes equations in Cartesian coordinates by using with finite volume method and implicit temporal time discretization. In order to test the new code several simulations have been performed for a confined flow around a fix circular cylinder as well as submitted to forced oscillation. Additionally, a problem of fluid-structure interaction formed by a rigid oscillating circular cylinder positioned in a vertical channel after an abrupt obstruction has been analyzed. The cylinder can freely oscillate in the streamwise direction due to action of an ascendant pulsating flow. This type of flow problem is very similar to those occurring in many types of automatic valves. In some simulations spurious backflow of vorticity nucleus at the computational domain outlet has been observed, interfering in the quality of results. Therefore, a convenient damping function has been introduced in that region to suppress such numerical instabilities. A general performance analysis of the program shows very satisfactory results, however suitable changes in the code should be considered to avoid some remaining instabilities as well as minimize the overall time required for the simulation runs

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:19:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 debora.pdf: 8908633 bytes, checksum: ea8c2cb76e89ba606b85759c3a3655df (MD5) Previous issue date: 2007-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / I suggest the expression Fluid Space as a tool to thinking works that, as installed, incorporate the surrounding space as well as the spectator. Since the late 50's, the realisation of artistic proposals from their specific relations with site is fundamental for the spectator's insertion and experience. The expression was coined from my own and other artists production, who render the art work concrete through the integration of movement, action and use. Using as reference texts from the artists Robert Morris, Richard Serra and Hélio Oiticica, written between 1960 and 1970, a discussion draws close matters concerning a mobile condition, the way the work changes as integrate itself in the exhibitional space. Adding to this condition is the idea of non-intentionallity suggested by the composer John Cage, indeterminacy presented as poetic process, opened to criation and a work component. The living structure, presented by the critic Guy Brett, in which movement is thought as action propellant in the spectator's body also reinforces the idea of the fluidness which arises in participation. In this sense, the space-work arises from the site choice, followed by the activation promoted by the spectator / O termo Espaço Fluido está sendo por mim proposto para pensar obras que, ao serem instaladas, incorporam o espaço de apresentação, bem como o espectador. A realização de propostas artísticas a partir de sua relação específica com o lugar vem se apresentando, desde o final dos anos 50, constituindo-se fundamental para a inserção e a experiência do espectador. A formulação do termo partiu da minha própria produção artística e de outros artistas, que presenciamos a concreção da obra através da integração de movimentos, ações e usos . Tomando como referência textos dos artistas Robert Morris, Richard Serra e Hélio Oiticica, escritos entre os anos 1960 e 1970, abordam-se questões que se aproximam de uma condição de mobilidade, ou seja, a maneira como a obra se modifica ao integrar-se ao espaço expositivo. Acrescida a esta condição há a idéia do não-intencional abordada pelo compositor John Cage, como indeterminação que se apresenta como processo poético, aberto à criação e incorporado à obra. A estrutura viva, apresentada pelo crítico Guy Brett, em que o movimento é pensado como propulsor de ações no corpo do espectador também adere-se e reforça a idéia de fluidez que surge pela participação. Neste sentido, o espaço-obra surgirá a partir da escolha do lugar, seguido da ativação promovida pelo espectado

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 1419023 bytes, checksum: 1bf50c9a366f8d01e4a2a3efdb0a5526 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this study the forced convection in the laminar flow in simultaneous developing is studied by applying the Generalized Integral Transform Technique to provide a hybrid analytical solution for the fields of velocity, pressure and temperature in circular ducts. The Continuity, Navier-Stokes, Poisson and Energy equations are formulated using primitive variables,knowing that the Poisson Equation was obtained from some mathematical manipulation made on the Navier-Stokes equations. The integral transformation is done in the Momentum equation in x, Poisson and energy equations, and the resulting equations are solved using the IMSL, DBVPFD subroutines and recovering the original potential for each profile studied. In this way it is possible to find a solution to the system by means of an expansion in terms of convenient eigenfunctions, to circular ducts, the eigenfunctions will be Bessel functions. In the following, some results from a practical point of view will be calculated and exhibited graphically such as: The Nusselt number, the f Re value, the study of the convergence profile of the velocity field, the mean velocity, the temperature, the mean temperature, pressure and the mean pressure in the middle of the duct will be analyzed. The results will be compared with the ones found in the literature to validate and adjust the model. / No presente trabalho a convecção forçada interna no escoamento laminar em desenvolvimento simultâneo é estudada aplicando a Técnica da Transformada Integral Generalizada para produzir um solução híbrida para os campos de velocidade, pressão e temperatura em dutos circulres. As equações da Continuidade, de Navier-Stokes, de Possion e da Energia são formuladas utilizando variáveis primitivas, sabendo-se que a equação de Poisson foi obtida a partir de algumas manipulações matemáticas feitas na equação de Navier-Stokes. A transformação integral é aplicada nas equações da quantidade de movimento na direção x, de Poisson e na equação da energia, e as equações resultantes são resolvidas com a subrotina numérica do IMSL, DBVPFD recuperando o potencial original para cada perfil em estudo. Assim é possível encontrar uma solução para o sistema de equações em termos de um expansão de autofunções, que para dutos circulares, as autofunções serão funções de Bessel. Em seguida resultados de interesse prático são calculados e exibidos graficamente como: número de Nusselt e f Re e estudos da convergência dos perfis de velocidade,velocidade média, temperatura, temperatura média, pressãoo e pressão média no centro do duto são analisados. Os resultados são comparados com os dados disponíveis na literatura para validação e ajustes do modelo.

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 727146 bytes, checksum: 486fc97b94f3c34e9b689dd0ebc1b729 (MD5) Previous issue date: 2010-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this paper the Generalized Integral Transform Technique is employed to produce hybrid solutions for the velocity and pressure fields of a newtonian fluid in two dimensional flow. The problem is formulated by using primitive variables and the necessary mathematical manipulations were used to obtain the Poisson equation for the pressure field. The momentum equations in the axial direction of flow and Poisson are transformed to remove the transversal dependency. The resulting transformed fields are solved with the IMSL numerical subroutine, DBVPFD. The obtained results for the longitudinal velocity profile at the center of the channel are compared with the available data in the open literature for validation and model fitting. Even so, studies are carried out about the convergence of the solution for the velocity profile in the centerline as well as testing different values of the scale factor of axial coordinate for the choice of a factor which can fit perfectly for comparison with available data. Interest practical datas such as: friction factor and mean velocity are obtained along the duct for a entry condition into the parallel flow channel (v = 0). / No presente trabalho a Técnica da Transformada Integral Generalizada é empregada para produzir soluções híbridas para os campos de velocidade e pressão de um fluido newtoniano no escoamento bidimensional. O problema é formulado a partir da utilização das variáveis primitivas e as manipulações matemáticas necessárias foram usadas para a obtenção da equação de Poisson para o campo de pressão. As equações da quantidade de movimento na direção axial do escoamento e a de Poisson são transformadas para a retirada da dependência transversal. Os campos transformados resultantes são resolvidos com a subrotina numérica do IMSL, DBVPFD. Os resultados obtidos para o perfil de velocidade longitudinal no centro do canal são comparados com os dados disponíveis na literatura aberta para validação e ajustes do modelo. Ainda assim, são realizados estudos de convergência da solução para o perfil de velocidade no centro, bem como testes em diferentes valores do fator de contração de escala da coordenada axial para a escolha de um fator que melhor se ajuste a comparação com os dados disponíveis. Dados de interesses práticos, tais como: fator de atrito e velocidade média são obtidos ao longo do duto para uma condição de entrada no canal do escoamento paralelo (v = 0).

Submitted by Iago Lessa de Oliveira null (iago.42lessa@gmail.com) on 2017-08-30T17:33:54Z No. of bitstreams: 1 Master_Dissertation_iago_lessa_de_oliveira.pdf: 29141101 bytes, checksum: ffe8861f2f133bd987d688271ac0ef4b (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-30T18:14:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_il_me_ilha.pdf: 29141101 bytes, checksum: ffe8861f2f133bd987d688271ac0ef4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T18:14:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_il_me_ilha.pdf: 29141101 bytes, checksum: ffe8861f2f133bd987d688271ac0ef4b (MD5) Previous issue date: 2017-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Les anévrismes sont des anomalies formées sur certaines régions du système vasculaire humain et sont caractérisés par des régions dilatées de la paroi artérielle, avec une petite épaisseur. L’un des types les plus communs se produit à l’intérieur des artères de la base du cerveau, dans le cercle de Willis. Ces cas d’anévrismes intracrâniens sont extrêmement dangereux car ils peuvent provoquer une hémorragie sous-arachnoïdienne en cas de rupture, avec la mort ou la présence d’un dommage définitif pour le patient. Les causes d’anévrismes sont étudiées depuis longtemps et des recherches reconnaissent que les effets hémodynamiques jouent un rôle clé dans la formation, la croissance, et la rupture des anévrismes intracrâniens. Cependant, les procédures expérimentales pour mieux comprendre les caractéristiques de l’écoulement du sang dans l’anévrisme sont encore difficiles à réaliser. Avec le développement de techniques des images du système vasculaire cérébral, il a été possible d’obtenir la géométrie des anévrismes, donc des méthodes numériques ont commencé à être utilisées pour la solution de l’écoulement dans les anévrismes, et alors plusieurs recherches ont étudié l’influence des variables biologiques et hémodynamiques sur la rupture de l’anévrisme. Cependant, ce n’est que dans la dernière décennie que l’influence de l’interaction fluide-structure, due à la flexibilité de la paroi de l’artère, sur ces variables a été étudiée. Dans ce contexte et à l’aide de géométries d’anévrismes spécifiques des patients, des simulations numériques ont été effectuées avec le logiciel open-source foam-extend, qui utilise une méthodologie partitionnée pour résoudre numériquement le problème d’interaction fluide-structure. En comparant les paramètres qui peuvent conduire à la rupture – tels que le cisaillement sur la paroi et l’indice d’oscillation du cisaillement – entre les résultats des simulations avec l’hypothèse de la paroi rigide et élastique, nous avons évalué l’influence de la flexibilité de la paroi de l’anévrisme sur ces paramètres, en concluant que cette flexibilité change les valeurs de ces paramètres, donc l’option de traitement peut changer si le médecin les utilise pour décider de traiter le patient. / Aneurismas são anormalidades formadas em algumas partes do sistema vascular humano e se caracterizam por regiões dilatadas e finas da parede arterial. Um dos tipos mais comuns ocorre no interior das artérias que chegam ao cérebro, no chamado círculo de Willis. Estes casos de aneurismas intracranianos são extremamente perigosos, pois em caso de rompimento podem ocasionar hemorragia cerebral, com consequente morte ou presença de sequelas permanentes no paciente. As causas dos aneurismas vêm sendo investigadas há tempos, e os pesquisadores concordam que os fenômenos hemodinâmicos têm papel fundamental na formação, crescimento e ruptura do aneurisma cerebral. Entretanto, os procedimentos experimentais para se conhecer melhor as características do escoamento de sangue no interior do aneurisma ainda são de difícil realização. A partir do desenvolvimento de técnicas de mapeamento do sistema vascular cerebral, pôde-se obter a geometria de aneurismas de modo que métodos numéricos na solução de problemas de escoamento passaram a ser utilizados. A partir de então, diversas pesquisas vêm sendo feitas visando a investigação da influência das variáveis biológicas e hemodinâmicas na ruptura do aneurisma. Entretanto, apenas recentemente foi dado foco na influência da interação fluido-estrutura que existe neste problema, devido a flexibilidade da parede da artéria. Assim, usando geometrias de aneurismas específicos de pacientes, simulamos o escoamento sanguíneo utilizando o pacote open-source foam-extend, que possui uma metodologia particionada implementada para resolver numericamente o problema de interação fluido-estrutura. Através de comparação dos parâmetros que podem levar a ruptura -- tensão de cisalhamento na parede e índice de oscilação do cisalhamento -- entre os resultados das simulações considerando as hipóteses de parede rígida e flexível, avaliamos a influência da flexibilidade da parede em tais parâmetros, concluindo que tal flexibilidade tem influência nos parâmetros que podem levar à ruptura do aneurisma a ponto de alterar a decisão de tratamento, caso ela fosse feita baseada em tais parâmetros. / Aneurysms are abnormalities formed in some regions of the human vascular system and are characterized by dilated and thin regions of the arterial wall. One of the most common types occurs inside the brain arteries in the so-called circle of Willis. These intracranial aneurysms are extremely dangerous, because in case of rupture they can cause sub-arachnoid hemorrhage, with consequent death or presence of permanent damage to the patient. Causes of aneurysms have been investigated for a long time, and researchers agree that hemodynamic effects play a key role in the formation, growth, and rupture of brain aneurysms. However, the experimental procedures to better understand the characteristics of blood flow within the aneurysm are still difficult to perform. With the development of scanning techniques of the cerebral vascular system, it has been possible to obtain the geometry of aneurysms and then with that numerical methods for the solution of blood flow have begun to be used. Since then, several researchers have been investigating the influence of biological and hemodynamic variables on aneurysms rupture. However, it has been only in the last decade that the influence of fluid-structure interaction, due to the flexibility of the artery wall, on those variables has been investigated. In this context and using patient-specific aneurysm geometries, we simulated the blood flow using the opensource library foam-extend, which uses a partitioned methodology to numerically solve the fluid-structure interaction problem. By comparing the parameters that can lead to rupture – wall shear stress and oscillatory shear index – between the results of the simulations considering the rigid and flexible walls hypotheses, we evaluated the influence of wall flexibility on such parameters, concluding that the flexibility influences the parameters that can lead to rupture, changing the decision of treatment if made using those parameters.

Submitted by Hamilton Jose de Mello null (hamilton@feb.unesp.br) on 2017-09-11T20:33:22Z No. of bitstreams: 1 Tese Hamilton Mello.pdf: 8269040 bytes, checksum: 3f0c6bf3cfd3ea01ba9055e3b8e5895b (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-12T17:24:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_hj_dr_bauru.pdf: 8269040 bytes, checksum: 3f0c6bf3cfd3ea01ba9055e3b8e5895b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T17:24:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_hj_dr_bauru.pdf: 8269040 bytes, checksum: 3f0c6bf3cfd3ea01ba9055e3b8e5895b (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / A busca por melhorias no processo de usinagem é cada vez maior, principalmente no que diz respeito aos procedimentos finais de corte, como a retificação. Isso porque tais técnicas é que irão garantir, na maioria das vezes, os parâmetros tão desejados no produto final, como tolerâncias dimensionais e geométricas, além da rugosidade. Especificamente no campo da retificação, muito já se avançou com o desenvolvimento de métodos de dressagem de rebolos, de lubrirrefrigeração e outros mais. Todavia, todos estes progressos foram conseguidos apenas no que diz respeito ao corte contínuo. Nesse sentido, torna-se necessário o estudo de todos estes parâmetros no processo de retificação por corte interrompido (peça com ranhuras), pois pouco, ou mesmo nenhum conhecimento e/ou estudo foi desenvolvido com este enfoque, visto que não é encontrado material algum na literatura formal, salvo aqueles em que o rebolo é o detentor das ranhuras. Na retificação, o calor gerado na zona de corte é extremamente elevado e o uso de fluidos de corte se faz indispensável para que seja possível refrigerar tanto a peça quanto o rebolo. O uso adequado dos fluidos implica em melhorias na operação de corte, propiciando uma maior produtividade, e, por isso, o mais comum é a utilização de fluido em abundância, tendo em vista que os agentes de arrefecimento e lubrificação são capazes de proporcionar uma retificação muito satisfatória, sem que haja quaisquer danos térmicos. Portanto, a presente tese teve o propósito de estudar o processo de retificação cilíndrica externa de mergulho do aço ABNT 4340, temperado e revenido com dureza média de 54 HRC com corte descontínuo (no qual o corpo de prova é que possui os entalhes) sob aplicação de refrigeração abundante e de alta pressão. Os rebolos que foram utilizados são do tipo convencional de óxido de alumínio, com ligante vitrificado e outro com ligante resinoide. A análise dos resultados foi feita através da avaliação das variáveis de saída do processo de retificação, tais como: comportamento de força tangencial de corte, rugosidade, desvios de circularidade, emissão acústica, desgaste diametral do rebolo, microscopia óptica e microdureza. / The search for improvement in the process of machining is always increasing, especially in regards to the final cutting procedures, like grinding. That is because such techniques will guarantee, most of the time, the much desired parameters of the final product, such as dimensional and geometric tolerances, besides surface roughness. Specifically in the field of grinding, there has been much advancement with the development of grinding wheel dressing methods, lubrication and cooling and more. However, all this progress was obtained only when it comes to continuous cutting. In that sense, it becomes necessary to study all these parameters in the process of interrupted cutting in grinding (workpiece with grooves), since little to no knowledge and/or study was developed with that focus, seeing that no material is found in the formal literature, except for that in which the grinding wheel is the element with grooves. In grinding, the heat generated in the cutting zone is extremely high and the use of cutting fluids becomes indispensable to allow the cooling of both workpiece and grinding wheel. The adequate use of cutting fluids brings improvements in the cutting operation, providing higher productivity, and, because of that, the most usual technique is to use abundant cutting fluids, seeing that the cooling and lubrication agents are capable of providing a much more satisfactory grinding, without the occurrence of thermal damage. Therefore, the present thesis held the purpose of studying the process of external cylindrical grinding of the ABNT 4340 steel, quenched and tempered with an average hardness of 54 HRc in discontinuous grinding (in which the workpiece is the element with grooves) under application of abundant and high pressure cooling. The grinding wheels used were conventional aluminum oxide wheels, one with vitrified bond and the other with resin bond. The analysis of the results was made through the evaluation of the output variables of the grinding process, such as: behaviour of tangential cutting force, surface roughness, circularity deviations, acoustic emission, diametrical wear of grinding wheel, optic microscopy and microhardness of the workpiece.

Submitted by André Luís Severino Abrego (andre-luis-severino@hotmail.com) on 2018-04-16T18:14:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertation_Andre.pdf: 17535518 bytes, checksum: cb53444410befce5cbc54c52ebcb1a5d (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-16T19:13:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 abrego_als_me_ilha.pdf: 17535518 bytes, checksum: cb53444410befce5cbc54c52ebcb1a5d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T19:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 abrego_als_me_ilha.pdf: 17535518 bytes, checksum: cb53444410befce5cbc54c52ebcb1a5d (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A maioria dos sistemas de refrigeração por compressão de vapor de uso doméstico utilizam compressores alternativos com válvulas automáticas do tipo palheta para controlar os processos de sucção e descarga do fluido refrigerante. O ciclo de operação dessas válvulas é descrito por uma série de fenômenos complexos que ocorrem em um curto período de tempo. Grande parte das perdas responsáveis pela redução da eficiência do compressor é devido aos fenômenos físicos que ocorrem nessas válvulas, predominantemente devido a interação fluido-estrutura. Assim, o estudo dessa dinâmica é essencial quando o objetivo é aumentar a eficiência do compressor. Estudar o problema usando técnicas da Mecânica dos Fluidos Computacional permite encontrar solução de forma relativamente rápida. Porém, desenvolver uma metodologia confiável exige o estudo detalhado de vários aspectos que podem influenciar os resultados e, principalmente, exige a validação experimental. Neste trabalho, propomos avaliar alguns desses aspectos para verificar suas influências na validação da metodologia por meio de dados experimentais. Para isso, uma modelo de válvula tipo palheta em escala ampliada, muito usado como válvula de sucção, é testado experimentalmente e os resultados são usados para validar a metodologia numérica aplicada. A solução numérica do problema é realizada usando o código Ansys® CFX para a solução do escoamento do fluido e o código Ansys® Mechanical para a solução do problema estrutural da válvula. A solução do problema de interação fluido-estrutura é obtida usando uma metodologia particionada, na qual a discretização e a solução do problema nos domínios do sólido e do fluido são realizadas separadamente. Dados do deslocamento instantâneo da válvula são usados para estudar a influência de vários parâmetros adotados na solução numérica do problema. Os resultados mostram que o fator normal de rigidez, a força de pré-carga, a força de gravidade e a condição de contorno usada na solução do problema da estrutura, influenciam na solução do problema. / Most domestic vapor compressor refrigeration systems use reciprocating compressors with automatic reed type valves to control the suction and discharge processes of the refrigerant fluid. The operating cycle of these valves is described by a series of complex phenomena that occur in a short period of time. Most of the losses responsible for reducing the efficiency of the compressor are due to physical phenomena occurring in these valves, mainly due to the fluid-structure interaction. To study this problem is essential to improve the efficiency of the compressor. Performing this study by using Computational Fluid Dynamic methodologies allows relative fast solution of the problem. However, developing a reliable methodology requires detail study of several aspects that can influence the results and, mainly, requires the experimental validation. In this work, we propose to evaluate some of these aspects to verify their influence in the validation process of the numerical methodology through experimental data. Here, we experimentally test a large scale model of a reed type valve usually used as suction valve and the results are used to validate the numerical methodology. The numerical solution is obtained by using the Ansys® CFX code to solve the fluid flow and the Ansys® Mechanical code to solve the structural problem of the valve. In this methodology, we solve the fluid-structure interaction by using a segregated method in which the discretization and the solution of the problem in the solid and fluid domains are performed separately. Data for the instantaneous displacement of the valve are used to analyze the influence of several parameters applied to solve the problem. The results show that the stiffness normal factor, the preload force, the gravity force, and the boundary condition used to solve the structure of the valve, influence the numerical solution of the problem. / CNPq: 131150/2015-4.

Orientador: José Luiz Gasche / Resumo: A maioria dos sistemas de refrigeração por compressão de vapor de uso doméstico utilizam compressores alternativos com válvulas automáticas do tipo palheta para controlar os processos de sucção e descarga do fluido refrigerante. O ciclo de operação dessas válvulas é descrito por uma série de fenômenos complexos que ocorrem em um curto período de tempo. Grande parte das perdas responsáveis pela redução da eficiência do compressor é devido aos fenômenos físicos que ocorrem nessas válvulas, predominantemente devido a interação fluido-estrutura. Assim, o estudo dessa dinâmica é essencial quando o objetivo é aumentar a eficiência do compressor. Estudar o problema usando técnicas da Mecânica dos Fluidos Computacional permite encontrar solução de forma relativamente rápida. Porém, desenvolver uma metodologia confiável exige o estudo detalhado de vários aspectos que podem influenciar os resultados e, principalmente, exige a validação experimental. Neste trabalho, propomos avaliar alguns desses aspectos para verificar suas influências na validação da metodologia por meio de dados experimentais. Para isso, uma modelo de válvula tipo palheta em escala ampliada, muito usado como válvula de sucção, é testado experimentalmente e os resultados são usados para validar a metodologia numérica aplicada. A solução numérica do problema é realizada usando o código Ansys® CFX para a solução do escoamento do fluido e o código Ansys® Mechanical para a solução do problema estrutural da válvula. A solu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Most domestic vapor compressor refrigeration systems use reciprocating compressors with automatic reed type valves to control the suction and discharge processes of the refrigerant fluid. The operating cycle of these valves is described by a series of complex phenomena that occur in a short period of time. Most of the losses responsible for reducing the efficiency of the compressor are due to physical phenomena occurring in these valves, mainly due to the fluid-structure interaction. To study this problem is essential to improve the efficiency of the compressor. Performing this study by using Computational Fluid Dynamic methodologies allows relative fast solution of the problem. However, developing a reliable methodology requires detail study of several aspects that can influence the results and, mainly, requires the experimental validation. In this work, we propose to evaluate some of these aspects to verify their influence in the validation process of the numerical methodology through experimental data. Here, we experimentally test a large scale model of a reed type valve usually used as suction valve and the results are used to validate the numerical methodology. The numerical solution is obtained by using the Ansys® CFX code to solve the fluid flow and the Ansys® Mechanical code to solve the structural problem of the valve. In this methodology, we solve the fluid-structure interaction by using a segregated method in which the discretization and the solution of the problem... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-26T17:52:57Z No. of bitstreams: 1 RenatoPereiraPintoDantas_DISSERT.pdf: 1885998 bytes, checksum: a969cb64bed868735a33f1dacbb2d9f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-01-28T19:48:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RenatoPereiraPintoDantas_DISSERT.pdf: 1885998 bytes, checksum: a969cb64bed868735a33f1dacbb2d9f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T19:48:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RenatoPereiraPintoDantas_DISSERT.pdf: 1885998 bytes, checksum: a969cb64bed868735a33f1dacbb2d9f1 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / Durante a perfura??o de po?os de petr?leo e g?s natural, s?o gerados res?duos s?lidos, l?quidos e gasosos. Os fragmentos s?lidos, que s?o denominados cascalhos, s?o carreados para a superf?cie atrav?s do fluido de perfura??o. Al?m disso, esse fluido tem a fun??o de resfriar a broca, manter a press?o interna do po?o, dentre outras. Esse res?duo s?lido ? bastante poluente, pois tem incorporado al?m do fluido de perfura??o, que possui v?rios aditivos qu?micos nocivos ao meio ambiente, alguns metais pesados tamb?m danosos, tais como chumbo. Com o intuito de tornar as atividades menos nocivas ao meio ambiente, as ind?strias v?m desenvolvendo processos cada vez mais sustent?veis. Atualmente, est?o sendo estudadas in?meras t?cnicas para mitigar problemas gerados com res?duos de perfura??o, tais como adi??o do cascalho na composi??o de tijolos solo-cimento para constru??o em alvenaria, nas matrizes argilosas para a fabrica??o de tijolos maci?os de alvenaria e blocos cer?micos e coprocessamento desse res?duo na fabrica??o do cimento. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo incorporar o cascalho oriundo da perfura??o em pastas de cimento utilizadas durante as opera??es de cimenta??o de po?os de petr?leo. O cascalho utilizado nesse trabalho, oriundo da forma??o Pend?ncias, foi mo?do e separado numa peneira de 100 mesh. Ap?s a moagem, o mesmo foi caracterizado por granulometria a laser, DRX, FRX. A mat?ria-prima apresentou di?metro m?dio de part?culas na ordem de 86 mm e estrutura cristalina contendo fases do tipo quartzo e calcita, caracter?sticos do cimento Portland. Foram formuladas e preparadas pastas de cimento, com densidade 13 lb/gal, contendo diferentes concentra??es de cascalho, e realizados ensaios de caracteriza??o API SPEC 10 A e RP 10 B. Os testes de ?gua livre apresentaram valores inferiores a 5,9% e o modelo reol?gico que melhor descreveu o comportamento das misturas foi o de pot?ncia. Os resultados de resist?ncia ? compress?o (10,3 Mpa) e estabilidade ( Dr < 0,5 lb/gal), apresentaram valores dentro dos limites estabelecidos para procedimentos operacionais. Assim sendo, o cascalho oriundo da perfura??o pode ser utilizado em pastas de cimento Portland para po?os petrol?feros, como forma de reaproveitamento deste res?duo e redu??o do custo da pasta de cimento / During the drilling of oil and natural gas are generated solid waste, liquid and gaseous. These solid fragments, which are known as cuttings, are carried to the surface through the drilling fluid. Furthermore, this fluid serves to cool the bit, keeping the internal pressure of the well, and others. This solid residue is very polluting, because it has incorporated beyond the drilling fluid, which has several chemical additives harmful to the environment, some heavy metals that are harmful to the environment, such as lead. To minimize the residue generated, are currently being studied numerous techniques to mitigate the problems that such waste can cause to the environment, like addition of cuttings in the composition of soil cement brick masonry construction, addition of cuttings on the clay matrix for the manufacture of solid masonry bricks and ceramic blocks and coprocessing of the cuttings in cement. So, the main objective of this work is the incorporation of cuttings drilling of oil wells, the cement slurry used in the cementing operation of the well. This cuttings used in this study, arising from the formation Pend?ncias, was milled and separated in a sieve of 100 mesh. After grinding had a mean particle sike in order of 86 mm and crystal structure containing phases of quartz and calcite type, characteristic of the Portland cement. Were formulated and prepared slurries of cement with density 13 lb / gal, containing different concentrations of gravel, and realized characterization tests API SPEC 10A and RP 10B. Free water tests showed values lower than 5.9% and the rheological model that best described the behavior of the mixtures was the power. The results of compressive strength (10.3 MPa) and stability (Dr <0.5 lb / gal) had values within the set of operational procedures. Thus, the gravel from the drilling operation, may be used as binders in addition to Portland cement oil wells, in order to reuse this waste and reduce the cost of the cement paste.