Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-01-14T13:39:42Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2009_02.pdf: 632144 bytes, checksum: 79037c1270650f7937d6ef833cca313c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-14T13:39:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2009_02.pdf: 632144 bytes, checksum: 79037c1270650f7937d6ef833cca313c (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho apresenta os resultados de uma análise de estabilidade do fenômeno de circulação natural monofásica unidimensional em um circuito fechado, através de uma simulação computacional com o método de elementos finitos. Para isso utilizaremos as equações de Navier-Stokes em coordenadas cartesianas para os balanços de massa, momento e uma equação de energia. Esta formulação foi implementada em um código computacional, originalmente desenvolvido no Instituto de Engenharia Nuclear(IEN-CNEN) estando o mesmo disponível para futuras análises e projetos de usinas nucleares. / This work presents the results obtained from the analysis of stability of the phenomenon of the natural circulation for one-dimension single-phase flow in a closed loop, by a computer program with the method of finite element. The Navier-Stokes equations in cartesian geometry were used for the balance of mass, momentum and one equation for energy. The formulation has been implemented in a computer code developed at the Nuclear Engineering Institute(IEN-CNEN) and is now available either for futures analysis or design of nuclear systems.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-01-15T12:55:03Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2008_05.pdf: 625292 bytes, checksum: af61d21b3c0fe704f4591e7a91ff3189 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T12:55:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2008_05.pdf: 625292 bytes, checksum: af61d21b3c0fe704f4591e7a91ff3189 (MD5) Previous issue date: 2008 / O consumo energético mundial tem aumentado muito ao longo dos anos e incentivado pesquisas em novas tecnologias. Paralelamente a este crescimento, a energia nuclear tem se tornado uma alternativa para suprir a demanda energética em escala industrial. Visando o melhor entendimento e facilidade da análise das usinas nucleares, técnicas modernas de simulação computacional de problemas de mecânica de fluidos e de transferência de calor vem ganhando cada vez maior importância. Um grande número de problemas encontrados na engenharia de reatores nucleares pode ser tratado com a hipótese de simetria axial. Por esta razão, neste trabalho foi desenvolvida e testada uma formulação de elementos finitos para solução das equações de Navier-Stokes e de energia em simetria axial. A formulação foi implementada no programa NS_SOLVER_MPI_2D_A, originalmente desenvolvido no Laboratório de Computação Paralela do Instituto de Engenharia Nuclear (LCP/IEN), encontrando-se disponível para estudos de análise de segurança e de projeto de sistemas nucleares. / The world energy consumption has been increasing strongly in recent years. Nuclear energy has been regarded as a suitable option to supply this growing energy demand in industrial scale. In view of the need of improving the understanding and capacity of analysis of nuclear power plants, modern simulation techniques for flow and heat transfer problems are gaining greater importance. A large number of problems found in nuclear reactor engineering can be dealt assuming axial symmetry. Thus, in this work a stabilized finite element formulation for the solution of the Navier-Stokes and energy equations for axyssimmetric problems have been developed and tested. The formulation has been implemented in the NS_SOLVER_MPI_2D_A program developed at the Parallel Computation Laboratory of the Instituto de Engenharia Nuclear (LCP/IEN) and is now available either for safety analysis or design of nuclear systems.

Orientador: Sávio Souza Venâncio Vianna / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:41:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matos_RenataPintodaSilva_M.pdf: 3725147 bytes, checksum: 25df8714a04182bf23945239ed396ad9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A máxima sobrepressão de uma explosão de gás é um dos principais parâmetros estimados em uma Análise de Consequências. Muitas vezes é necessário fazer estimativas iniciais do seu valor, principalmente na fase conceitual de projeto. Portanto um modelo para estimativa da máxima sobrepressão gerada em uma explosão de gás que é de fácil implementação e que possui uma abordagem teórica foi desenvolvido. Ele foi implementado no software de planilhas eletrônicas Microsoft Excel e apresenta tempo de resposta curto. O modelo desenvolvido é baseado no conceito flamelet como apresentado por BML (Bray, Moss e Libby). Ele considera o efeito de obstáculos na aceleração da chama em uma explosão dentro de uma câmara em larga escala com vent. A modelagem da energia cinética turbulenta e da sua taxa de dissipação é baseada em fluidodinâmica computacional (CFD). Simulações numéricas foram conduzidas no FLACS (Flame Acceleration Simulator). O desempenho do modelo foi avaliado em três diferentes conjuntos de dados experimentais de explosões de gás em larga escala dentro de câmaras parcialmente confinadas e obstruídas similares a um módulo offshore: os experimentos da British Gas, Shell e DNV. O modelo foi capaz de representar o aumento da área da chama devido à turbulência causada pela presença de obstáculos para os três experimentos em questão. Espera-se que o modelo seja capaz de representar o mesmo comportamento em geometrias similares à da British Gas sem o ajuste de constantes. Comparações com modelos existentes que não são de CFD mostraram um desempenho muito promissor e uma boa concordância com dados experimentais foi observada / Abstract: The maximum overpressure of gas explosion is one of the main parameters estimated in the Consequence Analysis. Quite often it is necessary to make some initial estimative of its value, particularly in the conceptual design phase. Therefore a model to estimate the maximum overpressure of gas explosion that is easy to implement and have a theoretical approach has been developed. It has been implemented in the Microsoft Excel spreadsheet and it presents a short response time. The developed model is based on the flamelet concept as put forward by BML (Bray, Moss and Libby). It takes into account the effect of obstacles on the flame acceleration in the explosion inside a large scale chamber with vent. The modelling of the turbulent kinetic energy as well as the rate of dissipation of turbulent kinetic energy is based on computational fluid dynamics (CFD). Numerical simulations were conducted in FLACS (Flame Acceleration Simulator). The performance of the model has been verified for three different sets of experimental data from large scale gas explosions inside partially confined and obstructed chambers which are similar to an offshore module: the experiments from British Gas, Shell and DNV. The model was capable of representing the increase of the flame area due to the turbulent field ahead of the flame caused by the presence of obstacles for the three experiments. It is expected that the model is able to represent the same behaviour in geometries similar to the British Gas without the constant adjustment. Comparisons with existing non CFD models have shown a very promising performance and good agreement with experimental data was observed / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestra em Engenharia Química

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T13:55:06Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Kamylla Alexandre Leite dos Santos.pdf: 1976656 bytes, checksum: ddc312a0e96e1e6356d45ce49fddc668 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T13:55:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Kamylla Alexandre Leite dos Santos.pdf: 1976656 bytes, checksum: ddc312a0e96e1e6356d45ce49fddc668 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / ANP/PRH/28 / Foram realizadas medidas de fração volumétrica do catalisador por meio da técnica de trans missão de radiação-, para validar experimentalmente a simulação, com o uso da Fluidodinâmica Computacional (CFD) e o modelo matemático que correlaciona a taxa de circulação do catalisador no riser de uma Unidade Piloto a Frio (UPF) tipo Craqueamento Catalítico Fluido (FCC - FluidCatalyticCracking). As altas temperaturas e as grossas paredes de aço que compõem as unidades de Craqueamento Catalítico Fluido (FluidCatalyticCracking - FCC), além de altas taxas de erosão do escoamento, dificultam uma avaliação precisa de importantes parâmetros fluidodinâmicos como as taxas de circulação e perfis de distribuição axial e radial das fases em escoamento. Uma das estratégias adotadasna observação de fenômenos fluidodinâmicos para solução desses problemas tem sido a utilização de unidades piloto a frio, como a que foi elaborada e instalada no Departamento de Energia Nuclear da UFPE, para o desenvolvimento de técnicas de medidas não intrusivas, adequadas para informações precisas sobre o escoamento no riser. Uma análise das equações que modelam a entrada do catalisador no riser, importante parâmetro para o banco de dados de aplicação da CFD, mostrou que a taxa de circulação do catalisador é essencial à simulação do processo. Um conjunto de fonte e detector de radiação-[fonte Am-241/detetor de NaI(Tl)], posicionados diametralmente opostos em determinada altura no riser, permitiu a obtenção de medidas da atenuação do feixe de radiação pelo catalisador em escoamento. A comparação entre os perfis de fração volumétrica obtidos experimentalmente e por simulação apresentou convergência entre os mesmos e demonstrou que a determinação da taxa de circulação do catalisador e a utilização de métodos não intrusivos são essenciais à estimativa precisa das condições de operação em um riser.

Orientador: José Antônio Perrella Balestieri / Abstract: Direct injection spark ignition (DISI) engines aim at reducing specific fuel consumption and achieving the strict emission standards in state of the art internal combustion engines. Therefore, in this work the goal is to develop code for simulations of the internal flow in DISI engines, as well as the phenomenon of fuel spray injection into the combustion chamber using a Lagrangian-Eulerian approach for representing the multiphase flow, and Large-eddy Simulations (LES) for modeling the turbulence of the continuum medium by means of the open-source CFD library OpenFOAM. In order to validate the obtained results and the developed models, experimental data from the Darmstadt optical engine, and the non-reactive “Spray G” gasoline injection case, along with the reactive “Spray A” case from the Engine Combustion Network (ECN) will be employed. Finally, a novel open-source solver will be proposed to simulate the Darmstadt optical engine in motored and fired operation under stratified mixture condition, using data compiled by the Darmstadt Engine Workshop (DEW) for validation. Moreover, a deep learning framework is presented to train an artificial neural network (ANN) with the engine LES data generated in this work, in order to make predictions of the small scale turbulence behavior. / Resumo: Motores de ignição a centelha com injeção direta (direct injection spark ignition engines, DISI engines) visam reduzir o consumo específico de combustível e respeitar os restritos níveis de emissão em motores de combustão interna de última geração. Assim, pretende-se com este trabalho desenvolver código para simulação do escoamento interno em motores DISI, assim como os fenômenos de injeção de combustível no interior da câmara de combustão utilizando uma abordagem Lagrangeana-Euleriana para representação do escoamento multifásico e Simulação de Grandes Escalas (Large-eddy simulation, LES) para a modelagem da turbulência no meio contínuo, por intermédio da biblioteca CFD de código aberto OpenFOAM. De modo a validar os resultados e os modelos desenvolvidos, dados experimentais serão utilizados, obtidos do motor óptico de Darmstadt, e do caso de teste de injeção de gasolina não-reativo “Spray G”, juntamente com o caso reativo “Spray A” da Rede de Combustão em Motores (Engine Combustion Network, ECN). Enfim, um novo código aberto será proposto para simular o motor óptico de Darmstadt em condições de escoamento a frio (sem combustão) e com combustão em condição de mistura estratificada, usando dados compilados pelo Workshop do Motor de Darmstadt (Darmstadt Engine Workshop, DEW) para validação. Além disso, uma abordagem de aprendizado profundo (deep learning) será apresentada para treinar uma rede neural artificial (artificial neural network, ANN) com dados de simulação LES de moto... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Orientador: Dirceu Noriler. / Coorientador: Henry França Meier. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Henry França Meier. / Coorientador: Rodrigo Koerich Decker. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Jaci Carlo Schramm Câmara Bastos. / Coorientador: Henry França Meier. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T20:07:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalNumerica.pdf: 6987325 bytes, checksum: 645c8d49c79a3a61cbac9adfd10bded9 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-26T14:19:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalNumerica.pdf: 6987325 bytes, checksum: 645c8d49c79a3a61cbac9adfd10bded9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T14:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalNumerica.pdf: 6987325 bytes, checksum: 645c8d49c79a3a61cbac9adfd10bded9 (MD5) Previous issue date: 2012-03 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Os leitos fluidizados gás-sólido possuem grande importância na indústria de processamento, em função de apresentar um bom efeito de mistura entre as fases, além de altas taxas de transferência de calor e massa, necessitando para isso baixo consumo de energia. Alguns exemplos típicos de aplicações industriais desse equipamento podem ser encontrados em processos que envolvem reações catalíticas, regeneração catalítica, ou ainda a combustão e gaseificação de carvão. O entendimento do comportamento fluidodinâmico deste equipamento é de fundamental importância para que o leito fluidizado possa ser adaptado a novas condições de uso. A literatura reporta diversos estudos com leito fluidizado, relatando variadas contribuições já incorporadas ao conhecimento da operação do mesmo. A ferramenta de CFD (Computational Fluid Dynamics) tem se mostrado uma boa alternativa para entendimento da operação deste equipamento. A utilização do modelo Euleriano granular multifásico juntamente com equações de conservação da massa, energia e movimento, para cada uma das fases presentes, tem gerado êxito quando aplicada a leitos fluidizados. De forma geral, este trabalho teve por objetivo estudar o comportamento do escoamento fluidodinâmico de esferas de vidro e alumina em um leito fluidizado convencional do tipo gás-sólido, variando os modelos de arraste de Gidaspow, Syamlal-O’Brien e Wen-Yu, bem como os modelos de turbulência K-e RSM. De forma mais específica, o trabalho buscou avaliar o comportamento fluidodinâmico das partículas no equipamento, através do monitoramento dos parâmetros fluidodinâmicos mais importantes, dentre os quais podemos destacar a velocidade de mínima fluidização do mesmo, a queda de pressão do equipamento na mínima fluidização, sua porosidade e a expansão do leito de partículas, também na mínima fluidização. Os testes experimentais foram comparados com simulações numéricas utilizando a ferramenta de CFD, onde se observou boa concordância dos resultados simulados frente aos resultados experimentais. / The gas-particle fluidized beds have great importance in the processing industry, due to have a good effect of mixing between the phases, and high rates of heat and mass transfer, requiring it to lower power consumption. Some typical examples of industrial applications of this equipment can be found in processes involving catalytic reactions, catalyst regeneration, or the combustion and coal of gasification. The understanding of the fluid dynamic behavior of this equipment is of fundamental importance for the fluidized bed can be adapted to new conditions. The literature reports several studies of fluidized bed, reporting varied contributions already incorporated the knowledge of the operation. The CFD (Computational Fluid Dynamics) tool has proved a good alternative for understanding the operation of this equipment. The use of multiphase granular Eulerian model together with the conservation equations of mass, energy and momentum for each of the phases present, has shown success when applied to fluidized beds. Overall, this work is to study the behavior of the fluid dynamic flow of glass beads and alumina in conventional fluidized bed type gas-solid, varying models Gidaspow, Syamlal-O’Brien and Wen-Yu, as well as Turbulence Models K-ε and RSM. More specifically, the work seeks to study the behavior of the fluid-dynamic equipment, by monitoring the most important fluid-dynamic parameters, among which we highlight the minimum fluidization velocity of the same, the pressure drop at minimum fluidization equipment, its porosity and expansion of the bed particles, also at minimum fluidization. Experimental tests were compared with numerical simulations using CFD (Computational Fluid Dynamics) tool, in which good agreement of the simulated results compared to experimental results.

Submitted by Maria Antonia de Sousa (mariaantoniade.sousa@gmail.com) on 2017-12-01T15:36:51Z No. of bitstreams: 1 SHEILA MIRELLE SILVA MACIEL - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2013.pdf: 2172206 bytes, checksum: 77c3911216cdb2047645a9c342012b9c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T15:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SHEILA MIRELLE SILVA MACIEL - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2013.pdf: 2172206 bytes, checksum: 77c3911216cdb2047645a9c342012b9c (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Os óleos, principalmente os originários do setor petrolífero, são produtos que entre o seu processamento e transporte possuem misturas de outros componentes em sua composição, tais como gás, areia e o mais comum, a água. Dessa forma, a indústria petrolífera vem empregando diferentes processos de separação, dentre os quais vem se destacando os processos que utilizam movimentos circulares ou turbilhonares, como por exemplo, o hidrociclone. Os hidrociclones são usados com frequência na separação de água/óleo pela indústria de petróleo, devido à elevada capacidade de processamento, baixo custo de manutenção, exigência de pouco espaço para instalação e pela diferença de densidade entre fases. A presente pesquisa tem o objetivo de avaliar a influência dos parâmetros operacionais sobre a eficiência de separação água/óleo realizada por um hidrociclone. O trabalho partiu do desenvolvimento de uma malha estruturada representativa do domínio de estudo, e usando o modelo de turbulência RNG κ-Emodificado foram efetuadas simulações usando o programa comercial Ansys CFX®. Com os resultados numéricos gerados, foi possível avaliar e analisar sob a ótica da fluidodinâmica computacional. Os resultados obtidos foram confrontados com os dados experimentais reportados na literatura e apresentaram uma boa concordância. Os resultados indicaram que a dinâmica de escoamento era afetada pela concentração de óleo na entrada do hidrociclone. / Oils, mainly originating from the oil sector, are products that, among its processing and transportation have mixtures of other components in the composition, such as gas, sand and the most common, water. Thus, the oil industry has employed different separation processes, among which has been highlighting the processes using circular motions or swirling, for example, the hydrocyclone. The hydrocyclones are often used in the separation of water / oil by the oil industry due to high processing power, low maintenance, requiring little installation space and the density difference between phases. This research has the objective of evaluate the influence of operating parameters on the separation efficiency water/oil performed by hydrocyclone. The work started developing a structured mesh representative of the study domain, and using the turbulence model RNG κ-E modified simulations were performed using the commercial software Ansys CFX®. With the numerical results generated, it was possible to evaluate and analyze from the perspective of computational fluid dynamics. Results obtained were compared with experimental data reported in the literature and presented a good agreement. The results indicated that the dynamic flow was affected by the concentration of oil in the inlet of the hydrocyclone.