Este trabalho apresenta uma investigação experimental sobre as propriedades magnéticas e de transporte elétrico de sistemas caracterizados por desordem e frustração. Tais sistemas são amostras granulares do supercondutor de alta temperatura crítica YBa2Cu3O7-δ e amostras do tipo vidro-de-spin e reentrantes das ligas magnéticas diluídas AuMn 8at% e AuFe xat% (x = 8, 12, 15, 18 e 21). No supercondutor granular foram estudados os efeitos de flutuações termodinâmicas na magnetocondutividade nas proximidades da transição supercondutora e a linha de irreversibilidades magnéticas. A transição para o estado de resistência nula é um processo que ocorre em duas etapas. Inicialmente, a transição de pareamento estabiliza a supercondutividade no interior dos grãos. A transição de coerência ocorre em temperaturas inferiores e ativa ligações fracas entre os grãos através de um processo do tipo percolação. O regime que antecede a transição de coerência é caracterizado por flutuações na fase do parâmetro de ordem. A linha de irreversibilidades magnéticas, estudada a partir da magnetoresistência e magnetização DC, revela um comportamento do tipo Almeida-Thouless em baixos campos magnéticos aplicados, seguido de um crossover, em µ0H = 0.1 T, para um comportamento do tipo Gabay-Toulouse. A linha de irreversibilidades é interpretada como sendo uma manifestação experimental de uma transição de vidro chiral. As ligas magnéticas diluídas foram estudadas através do efeito Hall extraordinário. Os resultados mostram claramente que dois termos de sinais contrários contribuem para este efeito nestes sistemas. Em particular, é observada uma anomalia no coeficiente de Hall extraordinário em temperaturas próximas à temperatura de ordenamento dos vidros-de-spin e de “canting” dos reentrantes que não é prevista por nenhuma teoria convencional de efeito Hall. A interpretação dos resultados é feita em termos do modelo de vidro chiral, mostrando a importância de uma contribuição de origem puramente chiral. Esta é a primeira vez que a chiralidade, uma propriedade intrínseca de sistemas desordenados e frustrados, é observada experimentalmente de modo direto.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1279127 bytes, checksum: 1105a6754e6a3c23ca4d9086f96248a1 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / We study two problems involving granular media, the heat transport in viscous granular gases and the mechanical pulse propagation in a granular chains of toroidal ring. To study the heat transport in granular gases, we consider two mechanisms of viscous dissipation during collisions between grains. In the first mechanism, the dissipative force is proportional to the speed of the grain and dissipates not only energy but also momentum. On the other hand, the dissipative force is proportional to the relative velocity of grains and therefore conserves momentum when it dissipates energy. This allows us to explore the role of the conservation of momentum in the heat transport properties of one-dimensional nonlinear systems. We found a thermal conductivity not divergent with or without conservation of momentum. For the system where there is conservation of momentum we obtain the heat flux decreases faster than the energy loss by inelastic dissipation due to shocks, unlike what happens with the momentum conserving system, indicating that the conservation of momentum has a role relevant. We also implemented an approximation of binary collisions to study the propagation of pulses in a onedimensional chain of O-rings. In particular, we get the analytical results from which the pulse velocity is obtained by simple quadrature. The pulse velocity thus calculated is compared with the velocity obtained by numerical integration of the equations of motion. We study chains with and without precompression, chains precompressed by a constant force at both ends (constant precompression), chains precompressed by gravity (variable precompression). The application of binary collisions approximation for precompressed chains gives us an important generalization of a theory, which until then had been developed for chains without precompression, in other words sonic vacuum state. The velocities calculated using the approximation of binary collisions showed a good agreement with the results obtained from numerical simulations, with relative errors lesser than 8%. / Estudamos dois problemas envolvendo meios granulares, o transporte de calor em gases granulares viscosos e a propagação de pulsos mecânicos em cadeias granulares de anéis toróidais. Para estudar o transporte de calor em gases granulares, consideramos dois mecanismos de dissipação viscosa durante as colisões entre grãos. No primeiro mecanismo, a força dissipativa é proporcional á velocidade do grão e dissipa não apenas energia mas também momentum. No outro, a força dissipativa é proporcional a velocidade relativa dos grãos e portanto conserva momento mesmo quando dissipa energia. Isso nos permite explorar o papel da conservação do momento nas propriedades de transporte de calor desse sistema não linear unidimensional. Encontramos uma condutividade térmica não divergente com ou sem conservação de momento. Para o sistema onde não há conservação do momento obtemos que o fluxo de calor decresce mais rapidamente do que a perda de energia por dissipação devido aos choques inelásticos, diferente do que ocorre no sistema com momento conservado, indicando que a conservação de momento apresenta um papel relevante. Também implementamos uma aproximação de colisões binárias para estudar a propagação de pulsos em uma cadeia de unidimensional de anéis toroidais (O-rings). Em particular, chegamos a resultados analíticos a partir dos quais a velocidade do pulso é obtida por quadratura simples. A velocidade do pulso assim calculada é comparada com a velocidade obtida por integraçãoo numérica das equações de movimento. Estudamos cadeias com e sem precompressão, cadeias precomprimidas por uma força constante nas duas extremidades, (precompressão constante) e cadeias precomprimidas pela gravidade (precompressão variável). A aplicação da aproximação de colisões binárias para cadeias precomprimidas nos dá uma importante generalização de uma teoria que até então só havia sido desenvolvida para cadeias sem precompressão, ou seja, para cadeias em vácuo sônico. As velocidades calculadas usando a aproximação de colisões binárias apresentaram uma boa concordância com os resultados obtidos a partir das simulações numéricas, com erros relativos inferiores a 8%.

Foram estudadas fitas de Cu95Co5, Cu90Co10 e Cu85Co15, com ênfase para Cu90Co10, que apresenta máxima magnetorresistência gigante nestes materiais. As amostras foram caracterizadas utilizando as seguintes técnicas: medidas de resistividade vs. temperatura, realizadas in situ durante os tratamentos térmicos; magnetização e magnetorresistência (MR) a temperatura ambiente, 4,2 K e 20 K; Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios-X e de Perda de Energia Eletrônica. Medidas de resistividade durante o tratamento térmico indicaram a presença de dois processos de mudança estrutural para Cu90Co10. O final do primeiro processo coincide com o máximo da magnetorresistência gigante, e o segundo com a queda brusca desta propriedade. Mostramos que, devido à composição e à técnica de fabricação, a nanoestrutura da liga binária CuCo é um tanto complexa, e não simplesmente granular. Podem ser observados, de acordo com a composição e tratamento térmico, pelo menos três tipos diferentes de segregação: nucleação e crescimento, decomposição espinodal e precipitação descontínua. Observamos que a decomposição espinodal está presente já na formação da fita por melt-spinning e permanece mesmo após a nucleação e crescimento de grãos para todas as composições analisadas. A evolução da MR com o tratamento térmico para Cu90Co10 é associada à evolução da decomposição espinodal através do aumento de sua amplitude. A precipitação descontinua torna-se importante após tratamentos térmicos adequados e seu surgimento está relacionado à queda brusca do valor de magnetorresistência gigante visto para Cu90Co10. Verificamos que estas nanoestruturas influenciam diretamente as propriedades de transporte e magnéticas do material. Com isso concluímos que um modelo completo para explicar a magnetorresistência gigante no sistema CuCo deve considerar o efeito de espalhamento dependente de spin através de modulações de composição, além de distribuições granulares. Mostramos também que, devido às características da região instável do diagrama de fases do CuCo, a diferença entre resultados em materiais semelhantes encontrados na literatura deve estar relacionada às diferentes histórias térmicas a que os mesmos são submetidos tanto na fabricação como nos tratamentos térmicos posteriores. / We studied Cu95Co5, Cu90Co10 and Cu85Co15 ribbons, emphasizing on Cu90Co10 that presents maximum giant magnetoresistance for these materials. We have characterized the samples using the following techniques: in situ resistivity vs. temperature measurements during the thermal treatment, magnetization and magnetoresistance (MR) at room temperature, 4,2 K, and 20 K; X-Ray Diffraction, Transmission Electron Microscopy, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy and Electron Energy-Loss Spectroscopy. Our resistivity measurements during the heat treatment indicated the presence of two processes for Cu90Co10. The end of the first process coincides with the maximum in giant magnetoresistance, and the second to a sharp drop of this property. We show that, due to both the composition and manufacturing technique, the nanostructure of CuCo binary alloys are complex, not simply granular. We have seen, according to the composition and heat treatment, at least three different types of segregation: nucleation and growth, spinodal decomposition and discontinuous precipitation. We observed that spinodal decomposition is already present in the ribbons obtained by melt-spinning and remains even after the nucleation and growth of grains analyzed for all compositions. The evolution of the MR with heat treatment for Cu90Co10 is associated to the evolution of the spinodal decomposition by increasing its amplitude. The discontinuous precipitation becomes important after suitable heat treatment and its appearance is related to the sharp fall in the value of giant magnetoresistance seen for x Cu90Co10. We have found that these nanostructures directly influence the magnetic and transport properties of the materials. We thus conclude that a complete model to explain Giant Magnetoresistance in CuCo should consider the spin dependent scattering effect from composition modulations, as well as granular distributions. We have also shown that the unstable region due to the characteristics of the CuCo phase diagram may explain the difference between results from similar materials in the literature, probably related to different thermal histories that are subjected both in manufacture and subsequent thermal treatments.

Foram estudadas fitas de Cu95Co5, Cu90Co10 e Cu85Co15, com ênfase para Cu90Co10, que apresenta máxima magnetorresistência gigante nestes materiais. As amostras foram caracterizadas utilizando as seguintes técnicas: medidas de resistividade vs. temperatura, realizadas in situ durante os tratamentos térmicos; magnetização e magnetorresistência (MR) a temperatura ambiente, 4,2 K e 20 K; Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios-X e de Perda de Energia Eletrônica. Medidas de resistividade durante o tratamento térmico indicaram a presença de dois processos de mudança estrutural para Cu90Co10. O final do primeiro processo coincide com o máximo da magnetorresistência gigante, e o segundo com a queda brusca desta propriedade. Mostramos que, devido à composição e à técnica de fabricação, a nanoestrutura da liga binária CuCo é um tanto complexa, e não simplesmente granular. Podem ser observados, de acordo com a composição e tratamento térmico, pelo menos três tipos diferentes de segregação: nucleação e crescimento, decomposição espinodal e precipitação descontínua. Observamos que a decomposição espinodal está presente já na formação da fita por melt-spinning e permanece mesmo após a nucleação e crescimento de grãos para todas as composições analisadas. A evolução da MR com o tratamento térmico para Cu90Co10 é associada à evolução da decomposição espinodal através do aumento de sua amplitude. A precipitação descontinua torna-se importante após tratamentos térmicos adequados e seu surgimento está relacionado à queda brusca do valor de magnetorresistência gigante visto para Cu90Co10. Verificamos que estas nanoestruturas influenciam diretamente as propriedades de transporte e magnéticas do material. Com isso concluímos que um modelo completo para explicar a magnetorresistência gigante no sistema CuCo deve considerar o efeito de espalhamento dependente de spin através de modulações de composição, além de distribuições granulares. Mostramos também que, devido às características da região instável do diagrama de fases do CuCo, a diferença entre resultados em materiais semelhantes encontrados na literatura deve estar relacionada às diferentes histórias térmicas a que os mesmos são submetidos tanto na fabricação como nos tratamentos térmicos posteriores. / We studied Cu95Co5, Cu90Co10 and Cu85Co15 ribbons, emphasizing on Cu90Co10 that presents maximum giant magnetoresistance for these materials. We have characterized the samples using the following techniques: in situ resistivity vs. temperature measurements during the thermal treatment, magnetization and magnetoresistance (MR) at room temperature, 4,2 K, and 20 K; X-Ray Diffraction, Transmission Electron Microscopy, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy and Electron Energy-Loss Spectroscopy. Our resistivity measurements during the heat treatment indicated the presence of two processes for Cu90Co10. The end of the first process coincides with the maximum in giant magnetoresistance, and the second to a sharp drop of this property. We show that, due to both the composition and manufacturing technique, the nanostructure of CuCo binary alloys are complex, not simply granular. We have seen, according to the composition and heat treatment, at least three different types of segregation: nucleation and growth, spinodal decomposition and discontinuous precipitation. We observed that spinodal decomposition is already present in the ribbons obtained by melt-spinning and remains even after the nucleation and growth of grains analyzed for all compositions. The evolution of the MR with heat treatment for Cu90Co10 is associated to the evolution of the spinodal decomposition by increasing its amplitude. The discontinuous precipitation becomes important after suitable heat treatment and its appearance is related to the sharp fall in the value of giant magnetoresistance seen for x Cu90Co10. We have found that these nanostructures directly influence the magnetic and transport properties of the materials. We thus conclude that a complete model to explain Giant Magnetoresistance in CuCo should consider the spin dependent scattering effect from composition modulations, as well as granular distributions. We have also shown that the unstable region due to the characteristics of the CuCo phase diagram may explain the difference between results from similar materials in the literature, probably related to different thermal histories that are subjected both in manufacture and subsequent thermal treatments.

Este trabalho apresenta uma investigação experimental sobre as propriedades magnéticas e de transporte elétrico de sistemas caracterizados por desordem e frustração. Tais sistemas são amostras granulares do supercondutor de alta temperatura crítica YBa2Cu3O7-δ e amostras do tipo vidro-de-spin e reentrantes das ligas magnéticas diluídas AuMn 8at% e AuFe xat% (x = 8, 12, 15, 18 e 21). No supercondutor granular foram estudados os efeitos de flutuações termodinâmicas na magnetocondutividade nas proximidades da transição supercondutora e a linha de irreversibilidades magnéticas. A transição para o estado de resistência nula é um processo que ocorre em duas etapas. Inicialmente, a transição de pareamento estabiliza a supercondutividade no interior dos grãos. A transição de coerência ocorre em temperaturas inferiores e ativa ligações fracas entre os grãos através de um processo do tipo percolação. O regime que antecede a transição de coerência é caracterizado por flutuações na fase do parâmetro de ordem. A linha de irreversibilidades magnéticas, estudada a partir da magnetoresistência e magnetização DC, revela um comportamento do tipo Almeida-Thouless em baixos campos magnéticos aplicados, seguido de um crossover, em µ0H = 0.1 T, para um comportamento do tipo Gabay-Toulouse. A linha de irreversibilidades é interpretada como sendo uma manifestação experimental de uma transição de vidro chiral. As ligas magnéticas diluídas foram estudadas através do efeito Hall extraordinário. Os resultados mostram claramente que dois termos de sinais contrários contribuem para este efeito nestes sistemas. Em particular, é observada uma anomalia no coeficiente de Hall extraordinário em temperaturas próximas à temperatura de ordenamento dos vidros-de-spin e de “canting” dos reentrantes que não é prevista por nenhuma teoria convencional de efeito Hall. A interpretação dos resultados é feita em termos do modelo de vidro chiral, mostrando a importância de uma contribuição de origem puramente chiral. Esta é a primeira vez que a chiralidade, uma propriedade intrínseca de sistemas desordenados e frustrados, é observada experimentalmente de modo direto.

Diversos neurônios apresentam uma atividade constitutiva de NF-?B, o qual desempenha múltiplas funções fisiológicas, além da modulação de respostas patológicas. A melatonina, hormônio produzido ritmicamente pela glândula pineal na fase de escuro, é também um fator autócrino e parácrino envolvido em múltiplos processos biológicos, sendo que a citoproteção é uma ação de destaque dessa molécula. A melatonina inibe a translocação nuclear do NF-?B e a expressão do seu produto iNOS em modelos de danos celular. No presente trabalho avaliamos se o efeito citoprotetor da melatonina depende do estado de ativação do NF-?B em cultura de células granulares de cerebelo, tendo em vista que essas células apresentam uma atividade basal deste fator de transcrição fundamental para a sobrevivência das células. Além disso, questionamos se essas células em cultura produziriam melatonina e se esta teria algum papel citoprotetor. Testamos a viabilidade da cultura de células granulares de cerebelo de rato (Wistar 7-8 dias de idade) após 24 horas de incubação com melatonina na presença ou ausência de LPS. Em condição basal a melatonina diminuiu a sobrevivência das células e inibiu a morte celular induzida pelo LPS. Este efeito foi compatível com os resultados da ativação do NF-?B e da expressão da iNOS. Na presença do LPS a melatonina bloqueia a indução da translocação nuclear do NF-?B, a expressão da iNOS e a produção de NO. Quando apenas a melatonina foi incubada, observamos uma inibição transiente (15 min.) do NF-?B, seguida por um aumento do conteúdo nuclear do fator de transcrição (60 min.). A expressão da iNOS seguiu o mesmo perfil, ou seja, sofreu uma inibição transiente (30 min.) seguida de um aumento acima do nível basal após 120 minutos de incubação. Portanto, demonstramos que a melatonina afeta de forma diferente a viabilidade de células granulares de cerebelo dependo do contexto em que as células se encontram. Além disso, obtivemos evidências de que essas células expressam a enzima a AA-NAT, e produzem melatonina, que exerce função protetora para a cultura. Desta forma, nossos dados proporcionam uma base mecanicista para a compreensão da influência do contexto celular na resposta à melatonina / Several neurons constitutively express NF-?B, which plays some physiological roles, besides the well-known control of pathological responses. Melatonin, the hormone produced by the pineal gland rhythmically in the dark phase is also an autocrine and paracrine factor of immune competent cells, involved in multiple biological processes and the cytoprotective action is a highlight of this molecule. Melatonin inhibits the nuclear translocation of NF-?B and the expression of iNOS in models of cell damage. The present study evaluated whether the cytoprotective effect of melatonin depends on the state of activation of NF-?B in cultured cerebellar granule cells, given that these cells have a basal activity of this transcription factor essential for cell survival. Moreover, we questioned whether these cells in culture produce melatonin and whether it would have a cytoprotective role. We tested the viability of the rat (7-8 days old Wistar) cerebellar granule cell culture after 24 h incubation with melatonin in the presence or absence of LPS. In basal condition melatonin decreased cell survival while inhibited cell death induced by LPS. These effects were consistent with the results from the activation of NF-?B and the expression of iNOS. In the presence of LPS melatonin blocked the activation of the NF-?B , the expression of iNOS and the production of NO. When only melatonin was incubated, we observed a transient reduction (15 min) of NF-?B nuclear content, followed by an increase of its nuclear content (60 min). The iNOS expression followed the same profile, i.e. undergone a transient inhibition (30 min), followed by an increase above baseline after 120 min of incubation. Therefore, we have demonstrated that melatonin affects differently the viability of cerebellar granule cells depending on the context. Furthermore, we founded evidences that the granule cells in culture express the key enzyme in the synthesis of melatonin, AA-NAT and produce melatonin, which carries protective function for the culture. Our data provide a mechanistic basis for understanding the influence of cell context on the final output response to melatonin

Orientador: Gilberto De Nucci / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:13:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maziero_AlineMendes_D.pdf: 2175096 bytes, checksum: b3e712ed8baf6a7f7d4ef12131b9e85a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os eosinófilos participam de processos inflamatórios e alérgicos. Estando relacionados com o sistema de imunidade inata do organismo, eles representam uma linha fundamental de defesa contra invasão microbiana e, quando ativados, produzem uma série de mediadores solúveis que atuam nas respostas inflamatórias e alérgicas. A relação entre a atividade dos eosinófilos e plaquetas foi observada nas últimas décadas por muitos cientistas. Estas observações incluem o aumento do número de eosinófilos associados a desordens plaquetárias, incluindo alterações na cascata de coagulação e agregação plaquetária. Com base nessas observações, a interação entre os eosinófilos e plaquetas foram analisadas na agregação plaquetária. Plaquetas humanas foram incubadas com a fração citosólica de eosinófilos, linhagem celular promielocítica humana HL-60 clone 15 e proteína catiônica do eosinófilo (ECP). A agregação em plasma rico em plaquetas (PRP) foi induzida por difosfato de adenosina, fator de ativação plaquetária, ácido araquidônico e colágeno, e as plaquetas lavadas (PL) foram ativadas por trombina. A agregação induzida por todos os agonistas foi inibida de maneira concentração de células dependente pela fração citosólica de eosinófilos. Esta inibição foi apenas parcialmente revertida pela prévia incubação dos eosinófilos com L-Nitro-Arginina-metil-éster (L-NAME). A prévia incubação com indometacina não impediu a inibição induzida pela fração citosólica. A separação da fração citosólica de eosinófilos por gel filtração em Sephadex G-75 mostrou que a atividade inibitória foi concentrada na fração de peso molecular mais baixo. As células HL -60 clone 15 diferenciadas em eosinófilos por 5 e 7 dias foram capazes de inibir a agregação plaquetária. A proteína de ECP inibiu a agregação plaquetária em PRP e PL. Esta inibição foi mais evidente em PL, e o ensaio de citotoxicidade com MTT demonstrou a viabilidade de plaquetas testadas, indicando que a inibição observada pela proteína ECP não ocorre simplesmente pela morte celular. A proteína EDN, clonada e expressa em sistema eucarioto, também apresentou efeito de inibição sobre a agregação plaquetária em PRP, enquanto que a proteína MBP não apresentou efeito de inibição da agregação plaquetária significativo. Os nossos resultados indicam que os eosinófilos desempenham um papel fundamental na inibição da agregação plaquetária / Abstract: Eosinophils participate in allergic and inflammatory processes, being related to innate immunity system of the body, they represent a fundamental line of defense against microbial invasion and when activated produce a number of soluble mediators that act in inflammatory and allergic responses. The relationship between the activity of eosinophils and platelets has been observed in recent decades by many scientists. These observations include increased numbers of eosinophils associated with platelet disorders, including changes in the coagulation cascade and platelet aggregation. Based on these observations, the interaction between eosinophils and platelets in platelet aggregation was analyze. Human platelets were incubated with eosinophil cytosolic fraction, promyelocytic human HL-60 clone 15 cell lineage, and eosinophil cationic protein (ECP). Platelet rich plasma (PRP) aggregation was induced by adenosine diphosphate, platelet activating factor, arachidonic acid, and collagen, and washed platelets (WP) were activated by thrombin. Aggregation induced by all agonists was dose dependently inhibited by eosinophil cytosolic fraction. This inhibition was only partially reversed by previous incubation of the eosinophils with L-Nitro-Arginine-Methyl-Ester (L-NAME). Previous incubation with indomethacin did not prevent the cytosolic fraction induced inhibition. The separation of eosinophil cytosolic fraction by gel filtration on Sephadex G-75 showed that the inhibitory activity was concentrated in the lower molecular weight fraction. HL-60 clone 15 cells differentiated into eosinophils for 5 and 7 day were able to inhibit platelet aggregation. The ECP protein inhibited the platelet aggregation on PRP and WP. This inhibition was more evident in WP, and the citotoxicity MTT assay proved the viability of tested platelets, showing that the observed inhibition by the ECP protein does not occur simply by cell death. The EDN protein, cloned and expressed in eukaryotic system, also showed inhibitory effect on platelet aggregation in PRP, whereas the protein MBP had no effect significative inhibiting platelet aggregation. Our results indicate that eosinophils play a fundamental role in platelet aggregation inhibition / Doutorado / Farmacologia / Doutora em Farmacologia

A presente pesquisa tem como objetivo realizar um estudo teórico e desenvolver simulações computacionais envolvendo a dinâmica de sistemas gás-sólido. O foco principal do trabalho é a modelagem do particulado através da análise das forças de contato entre partículas de materiais granulares utilizando modelos contínuos baseados na mecânica dos solos e na teoria cinética dos escoamentos granulares (sistemas grandes com muitas partículas, formulação Euleriana - Volumes Finitos) e modelos discretos baseados nas características físicas dos materiais (sistemas intermediários e número limitado de partículas, formulação Lagrangeana - Método dos Elementos Discretos). Investigam-se os modelos existentes na literatura com intuito de melhorar os modelos contínuos e discretos baseados na interação entre as partículas que caracterizam a dinâmica do particulado em sistemas gás-sólido. Propõe-se uma nova abordagem para a determinação do coeficiente de rigidez da mola baseada em uma equivalência entre os modelos lineares e não-lineares. Utiliza-se o código fonte MFIX para realizar simulações computacionais da dinâmica de sistemas gás-sólido, analisando o processo de fluidização, mistura e segregação de partículas, influência das correlações de arrasto, e análise das forças de contato entre as partículas através do novo método para a determinação do coeficiente de rigidez da mola . Os resultados obtidos são comparados com dados numéricos e experimentais da literatura. / The purpose of the present study is to perform a theoretical study and develop numerical simulations involving dynamic in gas-solid systems. The focus of the work is the modeling of particulate matter using continuous models based on soil mechanics and the kinetic theory of granular flows (large systems with many particles, Eulerian formulation - Finite Volume) and discrete models based on physical characteristics of the particles (intermediate systems and limited number of particles, Lagrangian formulation - Discrete Element Method). It is proposed a new approach to determine the normal spring stiffness coefficient of the linear model through the numerical solution for the overlap between particles in non-linear models. The linear spring stiffness is determined using an equivalence between the linear and the non-linear models. It is used the MFIX computational code to perform numerical simulations of the dynamics of gas-solid systems. It is analyzed the processes of fluidization, mixing and particle segregation and the influence of drag correlations. The proposed approach for normal spring stiffness coefficient is applied in the numerical simulations of two problems: single freely falling particle and bubbling fluidized bed. The results were compared with numerical and experimental data from literature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-12Bitstream added on 2014-06-13T20:54:32Z : No. of bitstreams: 1 souza_mp_me_bauru.pdf: 1121017 bytes, checksum: 8ed8fe65e5cd46111ec16064bc42b009 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho desenvolve-se um estudo de modelagem matemática e simulação numérica do escoamento bifásico gás-sólido em leito fluidizado borbulhante. Utiliza-se o modelo Euleriano de duas fases separadas formulando o tensor das tensões da fase sólida através da teoria cinética dos escoamentos granulares. As simulações numéricas são realizadas através do código fonte MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) desenvolvido no NETL (National Energy Technology Laboratory). Os resultados de simulação numérica são avaliados por meio da análise da influência dos seguintes parâmetros: malha computacional e esquemas de discretização dos termos convectivos das equações de conservação. Com base nos estudos teóricos e resultados obtidos durante o trabalho conclui-se que esquemas de primeira, tais como FOUP são altamente difusivos, já os resultados obtidos utilizando o esquema de alta ordem, Superbee, produziu resultados de melhor qualidade para as malhas testadas neste trabalho. Além disso, os resultados mostraram-se bastante dependentes do tamanho da malha computacional. / In the present work is described a mathematical model and numerical simulation of gas-solid two-phase flow in a bubbling fluidized bed. It is used the Eulerian gas-solid two-fluid model and the solid phase stress tensor is modeled considering the kinetic theory of granular flows. The numerical simulations were developed using the MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) code developed in NETL (National Energy Technology Laboratory). The numerical diffusion is analyzed considering a single bubbling detachment and its movement process in a two-dimensional bubbling fluidized bed using the bubble shape as a metric for results description. The influence of computacional grid it is also analyzed. It is concluded that SuperBee scheme produces the better results and analysis about estimating uncertainty in grid refinement should be studied.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of the present study was to evaluate the performance of particleboards fabricated with different proportions of Eucalyptus grandis Hill ex Maiden wood and polyurethane granular solids from the footwear sector of Três Coroas/RS city, using as a binding agent Elastan 8004/BR®, a pre-polymer modified polyisocyanate MDI based. The proportions of polyurethane granular solids and wood particles used were 0/100, 15/85, 30/70, 45/55 e 60/40% (m/m). The performance of the panels was evaluated by density, moisture content, water absorption and thickness swelling at 2 and 24 hours, tensile strength perpendicular to surface, hardness testing, screw withdrawal, IZOD impact strength, thermal conductivity and acoustic performance in relation to airborne noise. Polyurethane addition caused an increase in dimensional stability of the panels, reducing the values of water absorption and thickness swelling. Tensile strength perpendicular to surface of the panels increased significantly with the increase of polyurethane amount in the composition, indicating adhesion quality between particles of panel and adhesive used. Hardness testing was negatively influenced, indicating that the values decreased with the increasing of polyurethane amount. The highest values of screw withdrawal were found using 30 and 45% (m/m) of polyurethane. The IZOD impact strength of the panels increased with the polyurethane granular solids incorporation in its composition, requiring more energy to break them. The addition of t polyurethane provided a decrease in the values of thermal conductivity of the panels and affected the acoustic performance of the panels in a positive way. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de painéis aglomerados confeccionados com diferentes proporções de madeira de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden e sólidos granulares de poliuretano provenientes do setor calçadista do município de Três Coroas/RS, utilizando como agente aglomerante 20 partes de Elastan 8004/BR®, um prépolímero de poliisocianato modificado baseado no MDI. As proporções entre sólidos granulares de poliuretano e partículas de madeira empregadas foram 0/100, 15/85, 30/70, 45/55 e 60/40% (m/m). O desempenho dos painéis foi avaliado através da determinação da massa específica, teor de umidade, absorção de água e inchamento em espessura após 2 e 24 horas de imersão, resistência à tração perpendicular à superfície, dureza Janka, resistência ao arrancamento de parafusos, resistência ao impacto IZOD, condutividade térmica e desempenho acústico em relação ao ruído aéreo. O acréscimo de poliuretano ocasionou aumento na estabilidade dimensional dos painéis, diminuindo os valores de absorção de água e inchamento em espessura dos mesmos. A resistência à tração perpendicular à superfície dos painéis aumentou significativamente com o aumento da quantidade de poliuretano em sua composição, indicando a qualidade da adesão entre as partículas de madeira e sólidos granulares de poliuretano e o adesivo utilizado. A dureza Janka foi influenciada de maneira negativa, verificando-se diminuição em seus valores à medida que aumentou a quantidade de poliuretano na composição dos painéis. Os maiores valores de resistência ao arrancamento de parafusos foram encontrados utilizando-se 30 e 45% (m/m) de poliuretano. A resistência dos painéis ao impacto IZOD aumentou com a incorporação de sólidos granulares de poliuretano, sendo necessária maior quantidade de energia para o rompimento dos mesmos. A adição de sólidos granulares de poliuretano proporcionou decréscimo nos valores de condutividade térmica dos painéis e afetou de maneira positiva o desempenho acústico dos mesmos.