Uma nova ferramenta de aeroacústica computacional baseada em simulações RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) foi desenvolvida para a predição do ruído gerado pelo escoamento tri-dimensional de jatos complexos. O método é denominado de LRT o qual surgiu da combinação da analogia acústica de Lighthill com o método de acústica geométrica Ray-Tracing. A grande vantagem da utilização do método LRT para predições de ruído é que este determina não apenas as fontes sonoras presentes no escoamento, mas também modela os efeitos da interação fluidoacústica e, sua influência no ruído em um campo distante. Esta característica tornou-se extremamente importante para a indústria de motores aeronáuticos já que investigações em bocais assimétricos estão atualmente em andamento devido à necessidade de redução de ruído. O método LRT é uma ferramenta relativamente rápida de predição de ruído de jatos baseado na Analogia Acústica de Lighthill e que usa como dados de entrada os resultados obtidos à partir de uma simulação RANS do escoamento. A interação fluidoacústica é calculada através da utilização da Teoria de Traçamento de Raios. O método LRT foi formulado como um método tri-dimensional e, portanto, não possui limitações de aplicabilidade para a predição sonora em relação ao tipo de escoamento ou à geometria do bocal. Diversas simulações numéricas foram conduzidas com sucesso para uma grande variedade de escoamento de jatos (jatos simples, coaxiais e assimétricos) utilizando o LRT como uma ferramenta de engenharia. O resultado deste trabalho é uma ferramenta numérica que permite a realização de predições de ruído para casos de escoamento de jatos complexos, assim como possibilita sua aplicação para a investigação de efeitos de interação do escoamento do jato com superfícies hiper-sustentadoras no campo acústico. Adicionalmente, o método LRT pode ser aplicado para complementar análises experimentais possibilitando, portanto, um melhor entendimento sobre os mecanismos fluidodinâmicos e acústicos presentes em escoamentos de jatos complexos. / A novel computational aeroacoustics tool based on RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes method) is developed for predicting the noise generated by complex three-dimensional jet flows. The new method is called LRT which arises from the combination of Lighthills acoustic analogy with Ray-Tracing acoustics. The powerful advantage of applying the LRT method for noise predictions is that it calculates not only the noise sources but it also models and takes into account sound-flow interaction effects without any geometric simplification, such as flow symmetries of the problem. This is now a strong requirement from aero-engines manufactures since investigations on asymmetric nozzles, as a means of noise reductions are in progress. The LRT method is a relatively fast jet noise prediction tool based on Lighthills Acoustic Analogy and it uses a Reynolds-Average Navier-Stokes (RANS) computational fluid dynamics (CFD) simulation as input information. The sound-flow interaction is computed by solving the propagation using Ray-Tracing equations. The LRT method has been formulated as a general three-dimensional method and it has no restrictions on the type of the flow field or nozzle geometry for noise prediction. Successful numerical noise predictions have been carried out for a variety of jet flows (single, coaxial and asymmetric jets) using the LRT as an engineering tool. The outcome from this thesis is a numerical tool that allows noise predictions of complex exhaust systems and the variations in sound field due to modifications of the flow field generated by the interaction of the jet flow with high-lift surfaces. In addition, the LRT method can be applied to complement experimental analysis providing a better understanding about the flow and acoustics mechanisms for complex jets.

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Devido à importância de cavidades de vapor em meios líquidos, para áreas como transferência de calor e de escoamento em tubos (nos quais elas podem causar sérios danos), o processo de formação e colapso de bolhas tem sido largamente estudado, e boa parte do que ocorre em escala micro já foi reportado. Nos últimos anos, novos estudos no campo têm demonstrado que cavidades de diâmetro não desprezível (chegando a dezenas de centímetros), podem ser geradas em condições controladas. O mecanismo dos experimentos de formação dessas cavidades se aproveita do fato de que substâncias puras (ou quase puras) podem ser mantidas como líquido em temperaturas bem acima das de mudança de fase, e a transição de fase propriamente dita necessita de um mecanismo facilitador ou um ponto de iniciação, de modo que um estado superaquecido pode ser mantido por muito tempo até que essa condição seja alcançada, gerando uma mudança de fase extremamente rápida, e muitas vezes explosiva. As chamadas macro cavidades, geradas por esse processo, possuem uma dinâmica geral de formação e colapso bem semelhante as que ocorrem em escala micro, porém uma série de outros aspectos podem ser observadas nas mesmas, tais como formação de jato central e de película de líquido ascendente junto a parede. Esses aspectos específicos do escoamento, embora descritos em trabalhos anteriores, ainda não foram completamente compreendidos, e se mostram como um desafio na reprodução dos experimentos e na quantificação de força útil gerada. Dessa forma, este estudo se propõem ao melhor entendimento desses detalhes específicos acerca das macro cavidades. Através de filmagens em alta velocidade dos experimentos, e da análise dos dados gerados por essas filmagens, foi realizada uma análise dos mecanismos envolvidos na formação dos jatos centrais e dos filmes ascendentes, comparando a forma como esses efeitos se dão para o caso de macro cavidades com o relatado na bibliografia para casos semelhantes. A fim de facilitar a compreensão da física por trás dos mecanismos de amplificação de ondas, um modelo simplificado da instabilidade de Rayleigh-Taylor aplicado ao fenômeno também foi abordado. / Because of the importance of vapor cavities in liquid, for areas such as heat transfer and pipe flow (in which they can cause serious damage), the process of formation and collapse of bubble has been largely studied, and much of what occurs on a micro scale has already been reported. In recent years new studies in the field have shown that cavities of non-negligible diameter (up to tens of centimeters) can be generated under controlled conditions. The mechanism for the experiments of cavity formation takes advantage of the fact that pure (or near pure) substances can be kept as liquid at temperatures well above the phase change, and the phase transition itself requires a facilitating mechanism or a starting point, such that an overheated state can be maintained for a long time until this condition is reached, generating an extremely rapid, and often explosive, phase change. The so-called macro cavities, generated by this process, have a general dynamics of formation and collapse very similar to those that occur in micro scale, but a number of other aspects can be observed in them, such as formation of central jet and a liquid climbing film close to the wall. These specific aspects of the flow, although described in previous work, have not yet been fully understood, and are shown as a challenge in the reproduction of experiments and in the quantification of useful force generated. Thus, this study proposes to better understand these specific details about the macro cavities. Through high speed filming of the experiments and analysis of the data generated by these films, an analysis was made of the mechanisms involved in the formation of the central jets and the climbing films, comparing the way these events occur in the case of macro cavities, with the reported in the bibliography for similar cases. In order to facilitate the understanding of the physics behind the mechanisms of wave amplification, a simplified model of Rayleigh-Taylor instability applied to the phenomenon was also addressed.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioCA.pdf: 422263 bytes, checksum: 38e453430108d31eaf2c39772eae20ed (MD5) Previous issue date: 2008-04-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work is a detailed study of self-similar models for the expansion of extragalactic radio sources. A review is made of the definitions of AGN, the unified model is discussed and the main characteristics of double radio sources are examined. Three classification schemes are outlined and the self-similar models found in the literature are studied in detail. A self-similar model is proposed that represents a generalization of the models found in the literature. In this model, the area of the head of the jet varies with the size of the jet with a power law with an exponent γ. The atmosphere has a variable density that may or may not be spherically symmetric and it is taken into account the time variation of the cinematic luminosity of the jet according to a power law with an exponent h. It is possible to show that models Type I, II and III are particular cases of the general model and one also discusses the evolution of the sources radio luminosity. One compares the evolutionary curves of the general model with the particular cases and with the observational data in a P-D diagram. The results show that the model allows a better agreement with the observations depending on the appropriate choice of the model parameters. / Este trabalho se constitui num estudo detalhado dos modelos auto-similares para a expans?o de r?dio fontes extragal?cticas. ? feita uma revis?o das defini??es dos NAGs, discute-se o modelo unificado e examina-se as principais caracter?sticas das radio fontes duplas. Apresenta-se os tr?s esquemas de classifica??o para as mesmas e estuda-se em detalhe os modelos auto-similares existentes na literatura. ? proposto um modelo auto-similar que representa uma generaliza?ao dos modelos existentes. Neste modelo, a ?rea da cabe?a do jato varia com o tamanho do jato de acordo com uma lei de pot?ncia determinada pelo par?metro γ. A atmosfera pode ter uma densidade vari?vel que pode ser ou n?o esfericamente sim?trica e leva-se em conta a varia??o temporal da luminosidade cinem?tica do jato seguindo uma lei de pot?ncia determinada pelo par?metro h. ? poss?vel mostrar que os modelos Tipo I, II e III s?o casos particulares do modelo geral e discute-se a evolu??o da luminosidade r?dio das fontes. Compara-se as curvas evolutivas do modelo geral com os casos particulares e tamb?m com os dados observacionais num diagrama P-D. Os resultados mostram que o modelo permite um melhor ajuste com as observa??es dependendo da escolha apropriada dos par?metros do mesmo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work refers to the characterization of the sound field generated by subsonic jets in crossflow (JICF). This phenomenon that results from a jet of fluid discharged perpendicularly to a moving medium has a very complex, but well established, fluid dynamics and a sound field yet unexplored. For the complete characterization of this phenomenon, a hybrid methodology of low computational cost that uses a combination of commercial and open source packages is used. The fluid dynamics part is solved by the commercial code CFD ++ by Metacomp Inc. through Reynolds Average Navier-Stokes Equations (RANS), and the noise calculations are performed on an open source code using the Lighthill Ray-Tracing method (LRT). An extensive validation step is performed to demonstrate the ability and highlight the limitations of the methods used for predicting the jet s behavior. This work brings a large contribution to the development of JICF noise research by showing the existence of a region of relative silence in these jets. / O presente trabalho refere-se ao estudo da caracterização do campo acústico de jatos subsônicos submetidos a escoamento cruzado (JSEC). Este fenômeno que resulta de um jato de fluido descarregado perpendicularmente a um meio em movimento, possui uma dinâmica muito complexa, mas bem estabelecida, e um campo acústico ainda inexplorado. Para a completa caracterização deste fenômeno, utiliza-se uma metodologia híbrida de baixo custo computacional, que associa pacotes comerciais e códigos abertos. A parte fluidodinâmica é solucionada pelo código computacional comercial CFD++ da empresa Metacomp Inc. por meio das Equações Médias de Reynolds (RANS), e os cálculos de ruído são realizados em código aberto utilizando o método de Lighthill Ray-Tracing (LRT). Uma extensa etapa de validações é realizada para comprovar a capacidade e evidenciar as limitações dos métodos utilizados na previsão do comportamento do jato. Este trabalho contribui para o avanço das pesquisas na área de ruído de JSEC, tendo identificado a existência de uma região de silêncio nesses jatos. / Mestre em Engenharia Mecânica

Uma nova ferramenta de aeroacústica computacional baseada em simulações RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) foi desenvolvida para a predição do ruído gerado pelo escoamento tri-dimensional de jatos complexos. O método é denominado de LRT o qual surgiu da combinação da analogia acústica de Lighthill com o método de acústica geométrica Ray-Tracing. A grande vantagem da utilização do método LRT para predições de ruído é que este determina não apenas as fontes sonoras presentes no escoamento, mas também modela os efeitos da interação fluidoacústica e, sua influência no ruído em um campo distante. Esta característica tornou-se extremamente importante para a indústria de motores aeronáuticos já que investigações em bocais assimétricos estão atualmente em andamento devido à necessidade de redução de ruído. O método LRT é uma ferramenta relativamente rápida de predição de ruído de jatos baseado na Analogia Acústica de Lighthill e que usa como dados de entrada os resultados obtidos à partir de uma simulação RANS do escoamento. A interação fluidoacústica é calculada através da utilização da Teoria de Traçamento de Raios. O método LRT foi formulado como um método tri-dimensional e, portanto, não possui limitações de aplicabilidade para a predição sonora em relação ao tipo de escoamento ou à geometria do bocal. Diversas simulações numéricas foram conduzidas com sucesso para uma grande variedade de escoamento de jatos (jatos simples, coaxiais e assimétricos) utilizando o LRT como uma ferramenta de engenharia. O resultado deste trabalho é uma ferramenta numérica que permite a realização de predições de ruído para casos de escoamento de jatos complexos, assim como possibilita sua aplicação para a investigação de efeitos de interação do escoamento do jato com superfícies hiper-sustentadoras no campo acústico. Adicionalmente, o método LRT pode ser aplicado para complementar análises experimentais possibilitando, portanto, um melhor entendimento sobre os mecanismos fluidodinâmicos e acústicos presentes em escoamentos de jatos complexos. / A novel computational aeroacoustics tool based on RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes method) is developed for predicting the noise generated by complex three-dimensional jet flows. The new method is called LRT which arises from the combination of Lighthills acoustic analogy with Ray-Tracing acoustics. The powerful advantage of applying the LRT method for noise predictions is that it calculates not only the noise sources but it also models and takes into account sound-flow interaction effects without any geometric simplification, such as flow symmetries of the problem. This is now a strong requirement from aero-engines manufactures since investigations on asymmetric nozzles, as a means of noise reductions are in progress. The LRT method is a relatively fast jet noise prediction tool based on Lighthills Acoustic Analogy and it uses a Reynolds-Average Navier-Stokes (RANS) computational fluid dynamics (CFD) simulation as input information. The sound-flow interaction is computed by solving the propagation using Ray-Tracing equations. The LRT method has been formulated as a general three-dimensional method and it has no restrictions on the type of the flow field or nozzle geometry for noise prediction. Successful numerical noise predictions have been carried out for a variety of jet flows (single, coaxial and asymmetric jets) using the LRT as an engineering tool. The outcome from this thesis is a numerical tool that allows noise predictions of complex exhaust systems and the variations in sound field due to modifications of the flow field generated by the interaction of the jet flow with high-lift surfaces. In addition, the LRT method can be applied to complement experimental analysis providing a better understanding about the flow and acoustics mechanisms for complex jets.

O mecanismo de formação de estrelas de alta massa é um dos problemas fundamentais em Astrofísica e um dos menos compreendidos. Duas teorias predizem a formação destes objetos, que se formariam via i) colisão de estrelas de baixa massa, ou ii) acreção por disco circunstelar. Atualmente, ambas as teorias carecem de testes observacionais críticos. Não obstante, o número de estrelas de alta massa jovens já identificadas na Galáxia corresponde a uma fração muito menor do que o esperado pela função de massa inicial. Este trabalho apresenta um estudo observacional de candidatos a MYSOs, selecionados a partir do levantamento Red MSX Source. Observações de 376 objetos nos filtros estreitos do H2 em 2.12 mícrons e num contínuo adjacente foram realizadas para identificar jatos moleculares colimados e 296 delas são apresentadas nesse trabalho. As observações do hemisfério Norte foram realizadas com o telescópio CFHT (Havaí) enquanto os objetos do hemisfério Sul, foram observados com o telescópio SOAR (Chile). A análise dos mapas de emissão em H2 permitiu concluir que 150 dos 296 objetos (51%) estão associados a emissões extensas em H2, e 62 delas foram classificadas como emissões polares. A análise da razão de aspecto das estruturas identificadas mostra que as emissões associadas a fontes com maior luminosidade apresentam baixo grau de colimação, tal como sugere o cenário de geração dos jatos a partir de ventos emanados pela pressão de radiação do disco circunstelar. A baixa fração de emissões polares (apenas 21% da amostra) indica que o tempo de vida dessas estruturas devem ser curtos. As evidências observacionais encontradas nesse trabalho corroboram o cenário de acreção via disco circunstelar e invalidam o modelo formação via coalescência de estrelas de baixa massa, que requer ambientes relativamente densos e não é capaz de produzir jatos colimados. / Very few massive stars in early formation stages were clearly identified in our Galaxy. The formation process of these objects is still unclear and two theories predict the formation of massive stars: i) by merging of low mass stars or ii) by an accretion disk. There are no critical observational evidences to choose between them. The lack of observational evidences combined with the small number of known massive stars in formation in our Galaxy does not allow us to choose between these scenarios. We present a near-infrared survey of MYSOs candidates selected from the Red MSX Source survey. Such catalog is based on an accurate revision of distances and luminosities, overcoming the limitations and failures in previous searches of this kind. 376 targets were observed through the H2 narrow-band filter at 2.12 microns and in the continuum to identify collimated molecular jets. 296 targets were successfully processed using the THELI pipeline and are presented. Observations in the Northern Hemisphere were carried at the CFHT telescope (Hawaii) while the Southern targets were observed with the Soar Telescope (Chile). The results show that 150 of the 296 sources display extended H2 emission and 62 of them are polar. The analysis of the aspect ratio of the structures indicates that emissions associated with higher luminosity sources have low degree of collimation. This is in agreement with the scenario of the radiation pressure-driven outflows from the circunstellar discs. The low fraction of sources associated with polar jets (21%) indicates a short timescale of such structures. The observational evidences found on this work support the accretion scenario and show that coalescence of low-mass stars (which may require relatively dense environments and is not expected to produce jet-like structures) is not likely to explain most of the studied MYSOs candidates.

High-mass stars play a significant role in the evolution of the Universe and the process that leads to the formation of such objects is still an open question in Astrophysics. The details of the structures connected to the central sources, such as the circumstellar disks and the morphology of the jets at their launching points, still lack of observational evidence. In this thesis, the high-mass star forming process is investigated in terms of the evolution of high-mass clumps selected from the ATLASGAL survey based on their CO emission in the sub-millimetre. While single-dish sub-millimetre observations provide a large-scale view of the high-mass star formation process, higher angular resolution observations are required to disentangle the details of the protostars within the clumps. For this, three-dimensional infrared spectroscopy was obtained for a group of RMS sources to characterise the circumstellar environment of high-mass YSOs in linear scales of ~100-1000 AU. The ATLASGAL TOP100 sample offers a unique opportunity to analyse a statistically complete sample of high-mass clumps at different evolutionary stages. APEX data of three rotational J transitions of the CO (the CO(4-3), CO(6-5) and CO(7-6)) were used to characterise the properties of their warm gas (~155 K) content and to derive the relations between the CO and the clump properties. The CO line luminosities were derived and the analysis indicated that the CO emission increases as a function of the evolutionary stage of the clumps (from infrared-weak to HII regions) and as a function of the bolometric luminosity and mass of the sources. The comparison of the TOP100 with low-mass objects observed in the CO(6-5) and CO(7-6), together with CO(10-9) data observed for a complementary sample of objects indicated that the dependency of the CO luminosity with the bolometric luminosity of the sources gets steeper towards higher-J transitions. Although the CO luminosity of more luminous clumps are systematically larger than the values obtained for the less luminous sources, the individual analysis of each subsample suggests a similar dependency of the CO luminosity versus the bolometric luminosity for each luminosity regime. Finally, the presence of high-velocity CO emission observed for the TOP100 suggests that ~85% of the sources are driving molecular outflows. The selection of isolated high-mass objects undergoing mass accretion is fundamental to investigate if these objects are formed through an accretion disc or if they are formed by merging of low-mass YSOs. The near-infrared window provides one of the best opportunities to investigate the interior of the sub-mm clumps and study in details their individual members. Thanks to the relatively high-resolution obtained in the K-band and the moderate reddening effects in the K-band, a sample of eight (8) HMYSOs exhibiting large-scale H2 outflows were selected to follow-up K-band spectroscopic observations using the NIFS spectrometer (Gemini North). All sources exhibit extended continuum emission and exhibit atomic and molecular transitions typical of embedded objects, such as Brackett-gama, H2 and the CO lines. The H2 lines are tracing the launching point of the large-scale jets in scales of ~100 AU in five of eight sources (63%). The identification of jets at such small scales indicates that these objects are still undergoing mass accretion. The Brackett-gama emission probes the ionised gas around the HMYSOs. The analysis of the Brackett-gama spectro-astrometry at sub-pixel scales suggests that the line arises from the cavity of the outflows or from rotating structures perpendicular to the H2 jets (i.e., disc). Five sources also exhibit CO emission features (63%), and three HMYSOs display CO absorption features (38%), indicating that they are likely associated with circumstellar discs. By further investigating the kinematics of the spatially resolved CO absorption features, the Keplerian mass of three sources was estimated in 5±3, 8±5 and 30±10 solar masses. These results support that high-mass stars are formed through discs, similarly as observed towards low-mass stars. The comparison between the collimation degree of the molecular jets or outflows detected in the NIFS data with their large-scale counterparts indicate that these structures present a relatively wide range of collimation degrees. / Estrelas de alta massa têm grande impacto na evolução do Universo e o processo de formação destes objetos ainda é um problema em aberto na Astrofísica. Os detalhes das estruturas associadas às regiões mais próximas dos objetos centrais, tais como os discos circunstelares e a morfologia dos jatos próximos à base de lançamento, ainda não foram estudados em detalhe e carecem de evidências observacionais. Esta tese apresenta um estudo da formação de estrelas de alta massa em termos da evolução de glóbulos de alta massa (clumps), selecionados a partir do levantamento ATLASGAL, a partir de observações da molécula do CO na faixa espectral do sub-milimétrico. Enquanto observações \"single-dish\" no sub-milimétrico possibilitam o estudo em larga escala do processo de formação de estrelas de alta massa, observações com maior resolução angular são necessárias para investigar os detalhes das protoestrelas no interior dos glóbulos. Para isso, espectroscopia tri-dimensional no infra-vermelho próximo foi obtida para um grupo de fontes RMS para caracterizar o meio circunstelar de objetos estelares jovens e de alta massa (HMYSOs) em escalas lineares de ~100-1000 UA. A amostra TOP100 oferece uma oportunidade ímpar de analisar um conjunto estatisticamente completo de glóbulos de alta massa em diversas fases evolutivas. Observações realizadas com o radiotelescópio APEX de três transições rotacionais da molécula do CO (CO(4-3), CO(6-5) e CO(7-6)) foram utilizadas para estudar as propriedades do gás morno (~155 K) associado aos glóbulos, e obter as relações entre a emissão do CO e as propriedades físicas dos glóbulos. A luminosidade das diferentes transições do CO foi obtida e sua análise mostrou que a emissão do gás aumenta em função do estágio evolutivo dos glóbulos (de glóbulos com emissão fraca no infravermelho longínquo a regiões HII) e em função da luminosidade bolométrica e massa dos glóbulos. A comparação entre os glóbulos de alta massa presentes na amostra TOP100 com fontes de menor massa observadas nas transições do CO(6-5) e CO(7-6), juntamente com a análise de uma amostra complementar de fontes observadas na transição do CO(10-9) mostrou que a dependência da luminosidade do CO com a luminosidade bolométrica aumenta em função do número quântico J associado à transição do CO. Este estudo também mostrou que as relações entre a luminosidade do CO e dos clumps são dominadas pelas fontes de alta luminosidade presentes na amostra analisada. A análise individual de fontes de baixa e alta luminosidade sugerem que a dependência entreas luminosidades do CO e bolométrica é a mesma em ambos os regimes de luminosidade, embora as luminosidades do CO sejam sistematicamente maiores para os glóbulos de alta massa. Por fim, a análise da emissão do CO em altas-velocidades mostrou que ~85% dos glóbulos presentes na amostra TOP100 apresentam jatos moleculares. A seleção de objetos de alta massa isolados em estágio de acreção ativa é crucial para decidir se ela ocorre através de um disco de acreção e/ou via fusão de YSOs de menor massa. Para isso, observações no infra-vermelho próximo são ideais para se investigar o conteúdo dos glóbulos sub-milimétricos e resolver seus membros individuais. Devido a alta resolução espacial na banda K e a extinção interestelar moderada nesta faixa espectral, um conjunto de oito (8) HMYSOs associados a jatos em H2 em larga-escala foram selecionados para observações espectroscópicas na banda K utilizando o espectrômetro NIFS no Gemini Norte. Todos os objetos investigados com o NIFS apresentam emissão extendida no contínuo, bem como nas linhas espectrais típicas de fontes jovens, tais como o Brackett-gama, transições do H2 e a emissão nas bandas moleculares do CO. A emissão em H2 está associada aos jatos moleculares em escalas de ~100 UA em cinco das oito fontes (63%). A indentificação de jatos moleculares em escalas tão próximas ao objeto central indica que o processo de acreção de massa ainda está ativo nestes objetos. A emissão do Brackett-gama provém do gás ionizado nas regiões mais próximas das fontes centrais ou regiões de choque próximas aos jatos. A espectro-astrometria da linha do Brackett-gama em escalas de sub-píxeis, indica que a emissão do gás ocorre nas cavidades dos jatos moleculares ou delineiam estruturas alinhadas perpendicularmente aos jatos, tais como os discos de acreção. Cinco fontes também apresentam emissão nas bandas do CO (63%), e três HMYSOs apresentam linhas do CO em absorção (38%), indicando que estes objetos apresentam discos de acreção. A massa total do sistema \"disco e protoestrela\" foi determinada a partir do estudo da cinemática das linhas de absorção do CO, detectadas em três objetos. A partir de modelos de rotação Kepleriana, as massas das fontes foram estimadas em 5±3, 8±5 e 30±10 massas solares. Os resultados obtidos a partir da espectroscopia tri-dimensional no infravermelho corroboram a hipótese de que estrelas de alta massa são formadas a partir de acreção por discos, de maneira similar ao observado para estrelas de baixa massa. A comparação entre a morfologia dos jatos moleculares identificados nos campos do NIFS e das correspondentes contrapartidas em escalas maiores indicam que os jatos apresentam diferentes graus de colimação ao longo de suas estruturas, explicadas pela multiplicidade de fontes nas proximidades da base de lançamento dos jatos ou efeitos de precessão no objeto central.

Neste trabalho foram realizadas investigações em plasmas fluorados CF4 e SF6 e em suas aplicações no processo de corrosão de lâminas de Si. Estes plasmas foram gerados no convencional reator RIE de eletrodo planar e em dois reatores especialmente desenvolvidos para os estudos previstos: reator RIE com eletrodo oco e reator constritivo para geração de um jato de plasma em baixa pressão. Uma combinação de métodos de diagnóstico experimentais (como sonda de Langmuir, determinação do potencial VDC, espectrometria de massa e espectroscopia ótica) e de modelagem computacional de reatores e processos de corrosão a plasma (modelo global e o modelo de corrosão baseado na cinética de Langmuir para quimiossorção dos átomos reativos) foram utilizados de modo a esclarecer os principais mecanismos que regem a física e a química dos plasmas gerados e as interações plasma - superfície do Si, com o objetivo de verificar as melhores condições experimentais para obtenção de altas taxas de corrosão e controle do perfil corroído do substrato de Si. Dentre os resultados apresentados nesta tese, destacamos a boa concordância entre os parâmetros de plasma medidos experimentalmente e simulados, permitindo assim realizar uma discussão mais aprofundada da física do plasma, bem como determinar os parâmetros essenciais na investigação do processo de corrosão do Si, como: energia e fluxos das partículas incidentes no substrato de Si. Enfatizamos também os resultados dos reatores RIE com eletrodo oco e de jato de plasma, onde foi possível mostrar a larga capacidade de dissociação dos gases fluorados pelos plasmas gerados em pressões entre 3-30 mTorr, resultado este observado na prática através das elevadas taxas de corrosão medidas no Si corroído: da ordem de 1-10 mm/min para o plasma RIE com eletrodo oco e de 0,1-1,2 mm/min para o sistema de jato de plasma. Estes resultados são comparáveis a plasmas ICP operando em condições de processo similares. Finalmente, foi mostrado que as condições de processo onde o perfil de corrosão é anisotrópico para estes reatores foram obtidas somente para misturas dos gases fluorados com O2 e, para o caso dos plasmas RIE com eletrodo oco, para condições onde as pressões do gás CF4 são menores que 30 mTorr.

Os sistemas de proteção contra gelo são comumente utilizados na aviação. O piccolo tubo, que é um dispositivo com vários furos por onde passam os jatos de ar quente que aquecem as superfícies a serem protegidas, é o mais utilizado. Dependendo do processo de manufatura, os furos podem variar desde um formato cilíndrico até um formato cônico. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência da conicidade destes furos na transferência de calor com o lábio da entrada de ar. Os resultados mostraram que o impacto é mínimo. Para tal análise, foram utilizados tanto programas de geração de malha (ICEM), quanto de mecânica de fluidos computacional - (FLUENT). O modelo térmico foi validado com a vasta literatura disponível, que inclui tanto dados experimentais, quanto simulações que também utilizaram mecânica dos fluidos computacional.