Neste trabalho o autor programa e avalia algoritmos para análise e otimização de pressão sonora desenvolvidos para sistemas acoplados vibroacústicos, verificando o desempenho da análise da resposta e comparando a adequação dos algoritmos de Programação Quadrática Sequencial (SQP - Sequencial Quadratic Programming) e Genético na otimização da resposta. A otimização da resposta é implementada no programa acadêmico de elementos finitos Meflab, e utiliza para otimização a função fmincon disponível no programa comercial Matlab®. Igualmente a otimização da resposta é implementada através de um código desenvolvido de algoritmos genéticos. Para os casos acoplados estudados o algoritmo SQP mostra uma redução da pressão sonora inicial inferior ao algoritmo Genético, para casos desacoplados o método SQP consegue reduções maiores. Os resultados foram validados através de formulações analíticas disponíveis e comparados em alguns casos com soluções de programas comerciais. / In this work the author implements in a software and evaluates algorithms for analysis and optimization of the sound pressure developed for coupled vibroacoustic systems, checking the performance and response analysis comparing the suitability of the Sequencial Quadratic Programming (SQP) and Genetic algorithms in optimizing response. The optimization of the response is implemented in the academic program Meflab finite element, and uses optimization function fmincon available in the commercial program Matlab ®. Also the optimization of the response is implemented through a code developed genetic algorithms. For the coupled cases studied the SQP algorithm recduce less the inicial sunde pressure tha Genetic algorithm, for uncoupled cases SQP method has a bigger reduccion. The results were validated by analytical formulations available in some cases and compared with commercial software solutions.

Elementos de materiais flexíveis são empregados em diversas aplicações na engenharia, como por exemplo, em pás de turbinas eólicas. O comportamento do escoamento é afetado pela alteração na forma da estrutura. Muitas vezes, seu movimento e deformação são induzidos pelas próprias forças fluidodinâmicas. O trabalho apresenta o estudo de escoamentos externos envolvendo a interação fluido-estrutura, com o interesse voltado ao comportamento de pás de turbinas eólicas. Simulações numéricas são realizadas com o intuito de avaliar o efeito que a deformação da estrutura, devido à resposta elástica às forças oriundas do escoamento, tem nas próprias forças fluidodinâmicas. A plataforma ANSYS Workbench é utilizada, combinando o software ANSYS CFX para a análise do fluido e o ANSYS Mechanical para a análise da estrutura. Como validação do método, o escoamento laminar sobre um cilindro apoiado elasticamente é estudado e comparado com dados da literatura. O caso escolhido para o presente trabalho é o de um escoamento turbulento sobre um elemento de pá, fixo em uma das suas extremidades e livre na outra. A geometria da pá é retangular com o perfil NACA 0012 e o modelo de turbulência utilizado é o k-ω SST. Os resultados demonstram a influência significativa que a deformação da estrutura tem nas forças fluidodinâmicas de sustentação e arrasto e concordam com a literatura existente. / Elements of flexible materials are employed in several engineering applications, for instance, in wind turbine blades. The flow behavior is affected by any change in the shape of the structure. Often, its displacement and deformation are induced by the fluid-dynamic forces themselves. This paper presents the study of an external flow using fluid-structure interaction (FSI), focused on the behavior of wind turbine blades. Numerical simulations are performed in order to evaluate the effect that the deformation of the structure, caused by the elastic response to the flow forces, has on the fluid-dynamic forces themselves. The ANSYS Workbench platform is used, combining the software ANSYS CFX for the fluid analysis and ANSYS Mechanical for the structural analysis. As a form of validation of this method, the laminar flow over an elastically mounted cylinder is studied and compared with literature data. The chosen case for this work is a turbulent flow over a 3D blade element, fixed at one end and free at the other. The blade geometry is rectangular with the NACA 0012 profile and the turbulence model used is the k-ω SST. The results demonstrate the significant influence that the deformation of the structure has on the fluid-dynamic lift and drag forces, leading to an agreement with the existing literature.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shirlen Viana Leal.pdf: 556717 bytes, checksum: 0c051baae450dc752c45ceb9e82ddd19 (MD5) Previous issue date: 2010-06-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The thermoresistive - based hot-wire anemometer operating at a controlled temperature is a classical architecture that is vastly found in the literature. Nevertheless, this architecture may present a problem due to dynamic range variation of its output voltage for significant variation of the fluid temperature. In this work, the classical architecture is revisited and the influence of the fluid temperature is verified. An alternative architecture of a controlled temperature anemometer implemented with a controlled current source with automatic compensation of the fluid temperature influence on the output voltage dynamic range is proposed. Simulations of the classical architecture and of the proposed system using the parameters from a commercial sensor are presented and compared. Results show that the output voltage dynamic range for the proposed architecture employing the automatic compensation is practically constant. / O anemômetro de fio quente, baseado em sensor termo-resistivo operando à temperatura constante, é uma arquitetura clássica que é vastamente encontrada na bibliografia. Todavia, esta arquitetura pode apresentar um problema devido à variação da faixa dinâmica de sua tensão de saída para variações significativas da temperatura do fluido. Neste trabalho, a arquitetura clássica foi revisada e a influência da temperatura do fluido foi observada. Uma arquitetura alternativa de um anemômetro à temperatura controlada, implementada com uma fonte de corrente com compensação automática da influência da temperatura do fluido na faixa dinâmica da tensão de saída é proposta. Simulações da arquitetura clássica e do sistema proposto usando parâmetros de um sensor comercial são apresentadas e comparadas. Concluise, a partir dos resultados obtidos, que a faixa dinâmica da tensão de saída para a arquitetura proposta, empregando a compensação automática, é praticamente constante.

O presente trabalho apresenta uma análise do comportamento térmico da estrutura intra-ocular humana durante a cirurgia de remoção de catarata. O procedimento cirúrgico em estudo, conhecido por facoemulsificação, baseia-se em destruir o cristalino opaco, removê-lo da estrutura intra-ocular e substituí-lo por uma lente artificial. A destruição do cristalino é realizada por aplicação de energia ultra-sônica, resultante da vibração do cristal piezoelétrico existente na ponteira do equipamento cirúrgico. O campo acústico imposto à estrutura intra-ocular aquece a mesma, elevando sua temperatura até valores críticos. Pelo fato da córnea poder atingir valores entre 40oC e 115oC durante este procedimento, inúmeras complicações pós-operatórias podem ser diagnosticadas, tais como: danos ao estroma e endotélio da córnea, formação de fístula, astigmatismo residual e impossibilidade de autoselamento da incisão, sendo necessário suturar a esclera. Para o estudo deste superaquecimento identificado como crítico, foi realizada a modelagem do comportamento térmico da estrutura intra-ocular humana durante a facoemulsificação. Foram desenvolvidos modelos para quantificar o campo acústico imposto à estrutura pelo equipamento, bem como para avaliar o aquecimento e o resfriamento da estrutura ocular. Dos resultados obtidos a partir destes modelos, o equilíbrio térmico nos tecidos da córnea forneceu o resfriamento necessário a ser imposto pelo fluido de irrigação (6,62 W), a fim de se manterem os níveis normais de temperatura na estrutura (30ºC). Enquanto na literatura estudos têm sido apresentados no sentido de melhorar a facoemulsificação ou mesmo desenvolver novas técnicas, mais complexas, em busca de menor prejuízo à integridade da estrutura, a análise conjunta entre medicina e engenharia desenvolvida neste trabalho apresentou como resultado a proposta de resfriamento do fluido utilizado na irrigação, sendo esta uma solução simples e prática. Para permitir o resfriamento do fluido, dimensionou-se um sistema de troca de calor acessório ao equipamento utilizando o Efeito Peltier, por permitir a fabricação de resfriadores miniaturizados, compactos e eficientes. / This research presents an analysis of the thermal behavior of the human intra-ocular structure during surgery of cataracts removing. The surgical procedure under study, known as phacoemulsification, is based on destructing the lens with cataracts, removing it from the intra-ocular structure and changing it into artificial lens. The destruction of the lens is achieved by using ultrasound energy, resulting from the vibration of a piezoelectric crystal existent in the surgical equipment. The acoustic beam incident in the intra-ocular structure heats it, increasing its temperature up to critical values. As the corneal structure can achieve from 40oC to 115oC during this procedure, many postoperative complications can happen, such as: damage to the corneal stroma and endothelium, fistula formation, induced astigmatism and inability to close the incision, necessitating a scleral patch graft. For the studies regarding this over heating identified as critical, a model of the thermal behavior of the human intraocular structure during phacoemulsification was created. Models were developed to quantify the acoustic beam incident in the structure by the equipment, as well as models to valuate the heating and cooling of the intra-ocular structure. With the results from these models, the thermal equilibrium on the corneal tissues gave the necessary cooling to be incident by the irrigation fluid (6,62 W) so that the normal temperature levels could be kept on the structure (30ºC). While in the literature studies have been presented on the way to improve phacoemulsification or even develop new techniques, more complex, aiming to have less prejudice to the integrity of the structure, the analysis together involving medicine and engineer developed within this research presented as result a proposal of cooling the irrigation fluid, what seemed to be a simple and practical solution. To allow this cooling, it was dimensioned a heat changing system as an accessory to the surgical equipment using the Peltier effect, as it allows the construction of miniaturized, compact and efficient coolers.

Orientador: Vivaldo Silveira Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:38:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_SamuelScarassatti_M.pdf: 3413897 bytes, checksum: 5e01dabc6101fefebe4dd9a0e9e103c1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Dentro da indústria, os equipamentos de refrigeração ocupam um destacado papel no que se refere ao consumo de energia elétrica. A tarifação deste insumo vem sofrendo freqüentes reajustes, na medida em que sua demanda cresce e atende as necessidades econômicas do país. Os sistemas de termoacumulação representam uma alternativa para a economia do consumo energético nos períodos de maior tarifação, o que tende a atenuar os gastos com a energia elétrica. Neste trabalho, foi proposta a construção de um sistema de termoacumulação, com o objetivo de comparar esta técnica com um sistema tradicional de expansão seca em termos de consumo e demanda energética. O estudo envolveu a montagem da derivação da linha de refrigeração, a partir de um chiller, até o evaporador de uma câmara frigorífica, onde foram instalados sensores de temperatura, pressão e vazão, permitindo a avaliação das condições do processo por expansão seca. Em paralelo, foi montada uma linha de escoamento para o fluido refrigerante secundário que interligou um circuito onde o fluido é resfriado pelo sistema de refrigeração, termoacumulado em um tanque e bombeado ate um trocador de calor instalado dentro da câmara, onde é utilizado para resfriar o ambiente. A aplicação da termoacumulação objetivou alcançar as mesmas condições da câmara, mantidas pela expansão seca, com a posterior avaliação do consumo energético apresentado pelos dois sistemas. Foram instalados sensores de temperatura na linha de refrigerante secundário e também dentro da câmara. O consumo de potência da bomba e do compressor foram registrados e utilizados na comparação energética dos sistemas. A avaliação qualitativa englobou o cálculo da carga térmica empírica da câmara, bem como o registro das condições de funcionamento dos sistemas durante a expansão seca e a refrigeração do circuito secundário. A comparação dos sistemas frente ao consumo energético indicou uma economia superior a 42% na utilização da termoacumulação durante o período de ponta em comparação com o sistema de expansão seca. A aplicação da termoacumulação manteve a temperatura do interior da câmara estável durante as três horas em que o compressor permaneceu desligado, mostrando ser uma técnica de grande economia energética quando comparada com o sistema secundário sem termoacumulação, apresentando uma economia de 26% nos gastos em função deste período / Abstract: In the industry, refrigeration equipments possess a detached function in electric energy consumption. The price of this input has been frequently adjusted. In the same way that the demand grows and fills the economic needs of the country. the cool storage systems represent an alternative for save power consumption during periods of peak pricing, tending to decrease spending on energy consumption. In this paper, it was proposed the construction of a system for cool storage, in order to compare that technique with a traditional dry-expansion system, in terms of consumption and energy. The study involved the derivation of the assembly line cooling from a chiller evaporator until a cold chamber, on the line, temperature, pressure and flow sensors, were installed allowing the evaluation of process conditions for dry expansion . In parallel, a line was built, through which the refrigerant is pumped through a secondary circuit where it is cooled by the cooling system, stored in a tank at low temperature, and pumped to a heat exchanger installed inside the chamber where it is used to cool the environment. . The cool storage application had as an objective maintains the room conditions as the same in dry expansion, With the subsequent evaluation of the energy consumption of each system. Temperature sensors were installed in the secondary coolant line and also inside the chamber. The power consumption of the pump and compressor were recorded and used to comparing the two systems. The evaluation, has included the empirical calculation of the heat load for the cold chamber and the recording data of the system operating conditions during the dry-expansion and the cooling by the secondary circuit The comparison between the systems has indicated energy savings of more than 42% in the use of the cool stored system during the peak period. The application of cool storage kept the temperature inside the camera steady during the three hours when the compressor was off, proving to be a technique of great energy savings when compared to the secondary system without termoacumulação, showing a 26% saving in costs due this period / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Theo Guenter Kieckbusch, Koichi Fujie / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Haraguchi_LilianHiromi_M.pdf: 2787215 bytes, checksum: b71f02a7f8c97e582d66c8c4ca3c8bf8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O controle do lodo em excesso, proveniente dos processos de tratamento de águas residuais industrial e doméstica é, cada vez mais, um assunto de considerável preocupação, pois o descarte destes resíduos pode causar sérios danos ao meio ambiente. Em vista disto, o desenvolvimento de novas tecnologias que permitam uma diminuição na quantidade de lodo produzido torna-se indispensável. Um outro problema encontrado no tratamento de águas residuais é o descarte de alguns nutrientes provenientes do processo, como o fosfato, em cursos d¿água, o que tem aumentado a eutrofização em rios. Um processo chamado Remoção Biológica Aprimorada de Fosfato ¿ EBPR (Enhanced Biological Phosphate Removal), é, atualmente, considerado um dos meios mais econômicos para remoção de fosfato. O presente trabalho teve como objetivo investigar a viabilidade técnica de tratar o lodo em excesso em condições sub e supercríticas da água e reutiliza-lo como fonte de carbono biodegradável no processo EBPR. Lodo em excesso de uma indústria de processamento de peixes (Toyohasshi ¿ Japão) foi submetido às reações hidrotérmicas em um reator em batelada, a uma faixa de temperatura de 200 '400 GRAUS¿C, pressões variando de 1,8 a 30 Mpa e tempo de reação de 10 min. Ensaios de liberação de fosfato foram conduzidos com o objetivo de analisar a capacidade dos microorganismos em liberar fosfato intracelular em meio anaeróbio, utilizando o lodo tratado como fonte de carbono... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: the control of excess sludge produced in the industrial and domestic wastewater treatment plants has been a matter of considerable concern. Discharge of excess sludge poses significant risks to the environment and the development of new technologies that are able to suppress the pollution have challenged many researches. On the other hand, the release of some nutrients like phosphorus in wastewater streams increases the eutrophication problem in many rivers throughout the world with the consequent growth of algae induced by high levels of phosphate. Enhanced Biological Phosphate Removal (EBPR) process has been currently considered one of the most economical ways to remove phosphate from the wastewaters. The objective of this work is to investigate the feasibility of reusing excess sludge from a fish processing industry located in Japan was treated by hydrothermal reactions, at reaction temperature ranging from 200 to '400 DEGREES¿, pressure of 1,8 to 30 MPa and fixed reaction time of 10 min. Experiments on phosphorus release under anaerobic conditions were also carried out using the treated excess sludge as carbon source. For the hydrothermal conditions tested, the results showed that the solubilization and the biodegradability were improved as evidenced by its content change after hydrothermal reactions... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

[pt] Experimentos referentes ao movimento relativo entre partículas sólidas e um fluido viscoso confinado no interior de cilindros de seção reta arbitrária (circular, quadrangular) foram realizados. Para todos os casos experimentalmente investigados e, para escoamentos variando desde regimes de muito baixo Números de Reynolds (Re menor que 0,1) até um regime bem além do regime de Oseen, constatou-se que a razão entre a força de pressão e a força de arrasto viscoso (Delta P mais A/D) pode ser diretamente medida através de parâmetros do escoamento não perturbado (escoamento em ausência da partícula). De acordo com uma recente teoria (Brenner, 1962) a afirmativa acima que se baseia em uma linearização do tipo Oseen das equações de movimento, deveria apenas ser esperada para regimes de baixos Números de Reynolds (Re menor que 2). Brenner (1962), utilizando-se dos teoremas de momentum e energia, aplicados ao movimento relativo de uma partícula sólida e um fluido viscoso confinado por paredes sólidas, mostrou que, devido ao movimento relativo, uma força de cisalhamento atuando nas paredes do cilindro deve necessariamente existir, ainda que estas paredes estejam infinitamente distantes da perturbação induzida pela partícula. A generalidade da Teoria de Brenner, relativa à geometria da seção reta do cilindro, foi também verificada nos regimes de Stokes e de Oseen. Experimentos realizados em uma coluna curta (1 m) de seção reta circular forneceram um conjunto de dados que foram utilizados para se qualificar, a um baixo nível de incerteza experimental, a técnica experimental utilizada. Experimentos realizados em uma coluna longa (3 m) de seção reta quadrangular permitiram a verificação da teoria em regimes distantes do regime teórico. Medidas da diferença de pressão adicional induzida pelo movimento relativo entre a partícula e o líquido viscoso confinado no duto de seção quadrangular, claramente definiram três diferentes regiões: i) até Re~50, verificou-se que a razão Delta P+A/D aproximadamente 2,093, resultado este que deveria ser esperado apenas para Re < 2,0. Por consideração elementares de momentum aplicáveis a um volume de controle constituído do fluido viscoso no entorno da partícula, pode-se facilmente mostrar que o valor Delta P+A/D diferente de 1,0 confirma a existência de uma força de cisalhamento finita atuando nas paredes do duto infinitamente distantes da partícula; ii) além de Re ~ 50, uma transição abrupta se inicia forçando o valor Delta P+A/D a decrescer. A razão de força Delta P+A/D decresce assintoticamente para o valor 1,0, valor este que corresponde à situação de um fluido ilimitado (meio contínuo fluido sem fronteiras) conforme prescrito pelo Princípio de Momentum; iii) para Re > 2500, a razão Delta P+A/D fortemente aproxima-se do valor 1,0. O maior regime investigado foi Re ~ 36000 mas, fisicamente, não parece existir nenhum argumento que possa contradizer a permanência do comportamento acima descrito. Este trabalho discute também um método bastante preciso conduzindo à medição do arrasto viscoso sobre a partícula e também uma técnica para se medir as pequenas quedas de pressão(~ 1 a 10 elevado à -3 mm Hg) induzidas pelo movimento da partícula. / [en] Experiments concerning the relative motion of solid particles and viscous fluids, confined within cylinders of arbitrary cross-section (circular and quadrangular) have been conducted. For all cases experimentally investigated and for a flow regime extending from a very low particle Reynolds Number (Re less than 0.1) up to far beyond the Oseen s Regime, it has been shown that the additional pressure force to viscous drag ratio (Delta plus A/D) can be directly evaluated by means of parameters of the unperturbed flow. Accordingly to a recent theory (Brenner, 1962) the above statement which uses a Oseen s type linearization of the equation of motion, should only be expected for the very low particle Reynolds Number regime (Re < 2). Brenner (1962), using momentum and energy theorems applied to the relative motion of a particle and a confined viscous fluid has shown that, as a result of the relative motion, a finete shearing force acting on the cylinder walls must existis, even if the walls are infinitely distant from the particle perturbation. The generality of Brenner s theory concerning the cylinder geometry was also verified in the Stokes and in the Oseen s regimes. Experiments conducted in a short (1 m) circular cylinder, filled with a Newtonian fluid, provided the base line data set used to qualify the experimental technique used, within very low experimental uncertainties. Experiments conducted in a long square cylinder (3 m), allowed verification of the theory far beyond the theorectical regime. Measurements of the additional pressure drop created by the relative motion between a solid particle and the viscous fluid, confined in the square cylinder, cleary defined three regions: i) up to about Re ~ 50 it was found that the pressure force to Viscous drag ratio Delta P+A/D approximately 2.093 which should be expected only for Re < 2. By elementary momentum considerations, applied to the fluid control volume around the particle present in the flow, it can easily be show that this value of Delta P+A/D diferente than 1 confirms the existence of a finete shearing force on the far walls of the cylinder; ii) beyond Re = 50 and up to Re ~ 2500 a very complex and not completely understood transition occurs. At about Re ~ 50 an abrupt transition takes place forcing the value of Delta P+A/D to decrease. The ratio Delta P+A/D decreases asymptotically towards the value 1.0 wich corresponds to the situation of an unbounded fluid as can be predicted by the Momentum Principle; iii) for particle Reynolds Number Re > 2500, the Delta P+A/D approaches very closely the value 1.0. The largest flow regime investigated was Re ~ 36000 but, physically, there seems to be no reason to expect any change in the described behaviour. This work also discusses an accurate method for directly measuring the viscous drag force and the diminute dynamic pressure (~ 1 to 10 (-3) mm Hg) created by the motion of the particle.

[pt] O escoamento de bolhas de gás em fluidos não-newtonianos é muito importante em diversas aplicações, tais como biorreatores, processamento de alimentos e operações de perfuração e cimentação de poços de petróleo, contudo poucos estudos abordam este tema. No presente trabalho é analisado o escoamento ascendente de bolhas de gás em fluido viscoplástico, modelado aqui como fluido Herschel-Bulkley. Utilizou-se uma abordagem bidimensional, aproximada por placas paralela. O escoamento multifásico foi numericamente simulado fazendo uso do método de volumes finitos VOF (volume of fluid), o qual resolve as equações de conservação de massa e momento aclopado a uma equação para a fração volumétrica dos fluidos. A influência de fatores tais como tensão limite de escoamento, dimensão da bolha, número de bolhas e distância entre as bolhas escoando em um fluido viscoplástico foram investigadas. Os resultados indicaram que a tensão limite de escoamento tem grande impacto na velocidade de deslocamento da bolha. No caso de mais de uma bolha escoando foi também observado que o deslocamento de uma bolha altera a velocidade de ascenção das outras, fazendo com que elas se unam, e a medida em que a distância entre as bolhas aumenta a interferência é eliminada e as mesmas escoam como bolhas individuais. Além disso, foi verificado que, dependendo do tamanho da bolha escoando, a parede interfere na sua velocidade de ascenção. Por fim foi analisada a mudança no formato da bolha, podendo-se observar que em número de Reynolds menores a mesma apresenta um formato esférico e a medida em que este parâmetro aumenta, a bolha vai se deformando e adquire uma forma elipsoidal. Os resultados qualitativos do presente estudo numérico foram comparados com alguns trabalhos experimentais encontrados na literatura e corresponderam relativamente bem. / [en] The gas bubble displacement in non-Newtonian fluids is important in many applications, including bioreactors, food processing and drilling and cementing of oil wells however a few studies have investigated this issue. The motion of gas bubbles in a viscoplastic fluid, modeled as a Herschel-Bulkley fluid, is analysed in the present work. A bidimensional approach was used, approximated by parallel plates. The multiphase flow was numerically simulated using the finite volume technique VOF (volume of fluid), which solves the conservation equations of mass and momentum coupled to an equation for the volume fraction of the fluids. Is was investigated the influence of factors such as fluid yield stress, bubble size, number of bubbles rising in the viscoplastic fluid and also the distance between them. The results indicated that the yield stress has great impact on the bubble rising velocity. In the case of multiple bubbles flowing it was also observed that the displacement of one bubble influences the rising velocity of the others, causing them to join together. As the distance between the bubbles increase the interference is eliminated and the bubbles flow separately. Furthermore, it was found that there was an wall interference depending on the size of the bubble. Lastly, it was analysed the change in the shape of the bubble. It could be observed that for lower Reynolds number the bubbles presented an spherical shape and as this parameter increases it turns into an elipsoidal shape. The qualitative results of the present study agreed relatively well with experimental works found in the literature.

Simulação de fluidos tem sido um dos focos principais de pesquisa em computação gráfica nos últimos anos. O interesse por tal assunto é motivado pelas aplicações na indústria cinematográfica, jogos e sistemas voltados para simulação de fenômenos físicos realísticos em tempo real. Neste trabalho atacamos um problema ainda pouco explorado pela comunidade de computação gráfica, a simulação de fluidos em imagens digitais. Adotamos uma abordagem relacionando fluidos multifásicos, onde propriedades da imagem são incorporadas às equações de Navier-Stokes a fim de permitir que objetos contidos nas imagens \"escoem\" interagindo a forças que agem no sistema / In the last years, fluid simulation has been one of the main focus in Computer Graphics. Such a reason is related to applications to film industry, games and frameworks for realtime physical problem simulations. In this work we aim at accessing a problem which is not so much explored in Computer Graphics: fluid simulation in digital images. We adopt a approach related to multiphase fluids, where properties of the image are set to the Navier-Stokes equations in order to allow that objects into the images \"flow\"in accordance to the forces in the system

Grades da tomada dágua de usinas hidroelétricas são equipamentos de grande importância porque são responsáveis pela proteção das turbinas hidráulicas contra impacto de corpos flutuantes. Tais estruturas estão submetidas à ação de cargas dinâmicas oriundas do escoamento da água através das barras. O objetivo do presente trabalho é analisar grades submetidas à ação de fluxo de água. Ou seja, analisar as respostas da estrutura e o comportamento do escoamento da água utilizando os cálculos de dinâmica de estruturas acopladas às técnicas de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Para a elaboração destas análises, foi utilizado o software comercial CFX versão 14. Tais análises foram elaboradas mediante o processo de interação fluido-estrutura. Primeiramente, um modelo estrutural simplificado das barras verticais das grades é elaborado a partir de dados de projetos conhecidos. A partir deste modelo define-se um volume de controle que representa o escoamento do fluido. Devido ao número de Reynolds calculado, utiliza-se o modelo de turbulência para obtenção dos resultados tais como tensões e deslocamentos nas barras verticais, e perfil de velocidades do escoamento. Considerando o modelo proposto, foram elaboradas análises com sete diferentes valores de velocidade de modo a comparar os dados calculados numericamente através do método de elementos finitos com valores obtidos experimentalmente. A partir do modelo verificado, é apresentada uma análise de uma grade inclinada submetida a um fluxo paralelo. / Trashracks are very important equipment because they are responsible for protecting turbines of hydroelectric plants against floating bodies. These structures are subjected to the action of dynamic loads due to the water flow through the vertical and horizontal bars. The objective of this study was to analyze trashracks submitted by action of water flow. In other words, to analyze the responses of the structure and the behavior of water flow using dynamic of structures calculations coupled with computational fluid dynamics techniques (CFD) for a turbulent regime, through the use of commercial software CFX version 14. This analysis is elaborated by the process of fluid structure interaction. First of all, a simplified structural model of vertical bars is defined from other similar projects. For this model is defined a volume of control that represents fluid flow. Due to the Reynolds number calculated, it is utilized a turbulence model in order to obtain the results. These results are: stresses and displacements of vertical bars; and profile of velocities of flow. The results are analyzed and discussed. After that, considering the simplified model, analyzes with seven different values of speed are executed in order to compare the results between the data calculated numerically by finite elements method, and the values obtained experimentally. Considering the model verified, an analysis, of an inclined trashrack subjected to a parallel flow, is presented.