Orientador : Marko Antonio Rojas Medar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T08:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damazio_PedroDanizete_D.pdf: 627337 bytes, checksum: 5c3ae8e81b499413f65fb96b6ae237f2 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4293_1.pdf: 1697929 bytes, checksum: 195fe2265030d832864bfc475d77c214 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta dissertação apresentamos o cálculo de soluções exatas para o problema do movimento de arranjos duplamente periódicos de bolhas em uma célula de Hele-Shaw, quando os efeitos de tensão superficial são desprezados. As soluções obtidas descrevem um conjunto de bolhas que se movem com velocidade constante na direção do eixo x. No referencial que se move com as bolhas, os centróides das mesmas estão localizados ao longo das arestas de um reticulado retangular com célula unitária de largura 2a e comprimento 2L, podendo haver um número arbitrário N de bolhas por célula unitária. As soluções descritas neste trabalho representam a família mais geral de soluções estacionárias para bolhas na célula de Hele-Shaw conhecida até o momento, sendo que todas as soluções exatas obtidas anteriormente, para uma ou mais bolhas, são casos particulares da solução geral apresentada aqui. Essa solução é obtida através do uso de transformações conformes, calculando-se a transformação apropriada que mapeia o semi-plano superior do plano complexo auxiliar ζ no domínio ocupado pelo fluido no plano físico (plano z), representando a célula unitária. Em sua versão mais geral, as soluções são válidas para uma célula de Hele-Shaw infinita, isto é, sem fronteiras, mas de particular interesse são os casos especiais em que temos um conjunto periódico de bolhas movendo-se ao longo de um canal. Nesse caso, obtém-se uma expressão analítica para a velocidade das bolhas em função da fração de volume ocupada pelas mesmas

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-26T00:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vaz_CristinaLuciaDias_D.pdf: 3803827 bytes, checksum: 9104156d785d2d9a955c43cdd8c53b26 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho apresentaremos resultados de existência e regularidade das soluções de alguns modelos matemáticos relativamente simples (primeiras aproximações) de condução-convecção do tipo campo de fases que tratam problemas de solidificação de materiais puros ou impuros (ligas). A característica fundamental dos modelos tratados neste trabalho é que o indicador das fases, a fração sólida, dependerá apenas do campo de fases. Para o caso de ligas binárias obtivemos a existência de soluções apenas quando a concentração inicial do soluto é suficientemente pequena (isto é, para materiais dopantes). Estes modelos são governados pela equação do campo de fases, pela equação do calor e/ou a equação da concentração, acopladas com as equações de Navier-Stokes modificadas por um termo fonte que simula a zona mushy (interface líquido/sóli.so) como um meio poroso. Para tratarmos tal sistema, procedemos da seguinte forma: primeiramente o sistema é adequadamente regularizado e uma sequência de soluções aproximadas é obtida aplicando-se o Teorema de ponto fixo de Leray-Schauder. Depois, por um processo de passagem ao limite nas equações regularizadas, obtemos uma solução usando argumentos de compacidade. A seguir, por argumentos de bootstraping, prova-se que a solução é de fato mais regular do que inicialmente considerada / Abstract: In this work we present results on existence and regularity of solutions of some conduction-convection models of phase-field type for solidification of either pure or impure (alloy) materiaIs. The essential characteristic of this models is that the solid fraction has a functional relation only with the phase field. For binary alloy solidification we are able to prove the existence of solutions only when the initial solute concentration is sufficiently small (that is, for dopant materiaIs.). The governing equations of the model are the phase field equation, the heat equation and/or solute equation coupled with a modified Navier-Stokes equations whose source term simulates the mushy region as a porous medium. Existence and regularity of the corresponding solutions are obtained as follows: firstly, the problem is adequately regularized and a sequence of regularized solutions is obtained using the Leray-Schauder's fixed point theorem. Then, by using compactness arguments, one proves that this sequence has a limit point which is a solution of the original problem. The corresponding regularity is obtained using bootstraping arguments / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador : Eugenio Spano Rosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T20:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mazza_RicardoAugusto_D.pdf: 21197910 bytes, checksum: 7bea24930b5b7ce2b444b7e41ecbab6b (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O escoamento entre dois discos em co-rotação é investigado numericamente visando explorar suas características turbulentas. O escoamento é caracterizado pelas duas componentes de velocidade principais, uma na direção radial e outra na direção tangencial aos discos. O escoamento, em regime permanente, isotérmico e incompressível, é modelado utilizando-se as equações de Navier-Stokes para os termos médios e a equação da massa. O tensor de Reynolds é determinado utilizando-se do modelo k-e padrão e também do modelo de duas camadas. A solução numérica é obtida utilizando-se da técnica de volumes mitos implementada no pacote comercial Phoenics (V 2.1 de 1994). Neste estudo a vazão entre os discos e sua rotação são dados de entrada do modelo. Um estudo paramétrico da variação da vazão e da rotação é conduzido visando obter sua influência no campo médio das velocidades, pressão bem como nas propriedades turbulentas. O estudo paramétrico mostra que a vazão e a rotação imprimem comportamentos distintos nos campos médios de velocidade e pressão. Para rotações elevadas a velocidade radial próxima à parede aumenta e diminui próximo ao meio do canal. A pressão neste caso crescer proporcional com o quadrado da distância radial. Este tipo de comportamento é característico de bombas centrífugas. Com vazões elevadas, o sistema tende a se comportar como um difusor radial com a pressão tendendo a aumentar com o inverso do quadrado do raio. A velocidade radial apresenta um máximo no centro do canal. A componente tangencial da velocidade do fluido se comporta com rotação de corpo rígido somente na parede dos discos, devido a condição de não-deslizamento imposta. Ela atinge aproximadamente 40% da velocidade rotacional dos discos no centro do canal / Abstract: Turbulent through flow between two finite parallel co-rotating disks is investigated numerically. For this finite geometry the solutions were developed to a steady, isothermal and incompressible flow. The flow field is modeled using the averaged Navier Stokes equation and the mass conservation equation. The Reynolds stress are determined using the two turbulence models: the standard k-e model and the two layers model. The numerical solutions were obtained using the finite volume technique embodied on the commercial software Phoenics (V 2.1 of 1994). In this study the disk speed and through flow rate the fluid flow are taken as input data for the computacional model. A parametric study of different rotational speeds and through flow rates is conducted to analyze the influence of these variables on the mean velocity and pressure fields, as well as on the turbulent flow properties. The parametric study showed that the through flow rate and the rotational disk speed give different behavior on the mean velocity and pressure fields. For high rotational disk speed, the radial velocity exhibits a peak near the wall and then decays towards the center. The pressure grows proportional with the square of the radial distance, typical of centrifugal pumps behavior. High through flow rate imparts a radial diffuser behavior on the flow field, despite of the disks rotational speed. The pressure increases proportional to the inverse of the square radial distance as if the flow where inviscid. The radial velocity profile is likely to present a maximum at the channel center. The fluid rotational speed has a solid body behavior only at the disks surfaces due to the non-slip condition. At the center of the channel it decays to approximately 40% of the disks rotational speed. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: João Alexandre F. R. Pereira, Sandra Lucia da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T21:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buiatti_ClaudioMalagoni_M.pdf: 2966437 bytes, checksum: 843ce4e69556f22af4565782e8805b77 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um método computacional de análise de transientes hidráulicos em tubulações, com o objetivo de detectar e localizar vazamentos. Para isso, foi contruída uma tubulação de 427 metros de comprimento, em tubo de PVC, 3/4" de diâmetro. Ao longo da tubulação foram instalados 4 transdutores de pressão que, acoplados a um microcomputador PC/XT dotado de placa ADA, são os reponsáveis por detectar o surgimento do vazamento. o método utilizado para detecção e localização de vazamentos, baseia-se no estudo de ondas negativas de pressão. Tal método tem como vantagem ser relativamente simples de implantar em computador. A presença de um vazamento em uma tubulação, causa uma rápida queda de pressão na posição do mesmo, originando uma onda de pressão negativa que se propaga à velocidade do som nos sentidos a montante e a jusante do local do vazamento. Através do monitoramento da tubulação é possível detectar a propagação das ondas de pressão em ambos os lados do vazamento, o que permite registrar os instantes em que as ondas são detectadas pelos vários transdutores instalados ao longo da linha e fazer uma aproximação da localização do vazamento. Foram realizados estudos para determinação da influência de diversos parâmetros hidráulicos sobre a velocidade de propagação das ondas de pressão e da queda de pressão na tubulação / Abstract: This work has developed a computational method of hydraulic transient analisys in pipelines, with the objective of detecting and locating leaks. For this reason, a 427 metres long pipeline was constructed, in PVC pipes, 3/4" diameter. Along the pipeline were installed 4 pressure transducers that, coupled to a PC/XT microcomputer, are responsible for detecting the leak. The method used to detect and locate leaks, is based at the negative pressure waves study. This method has the advantage of being easily implemented to a computer. When a leak occurs, it causes a rapid pressure drop at its location, generating a negative pressure wave that moves at the speed of sound in the downstream and upstream directions of its position. Monitoring the pipeline, it is possible to detect the propagation of the waves in both sides of the leak, to record the moment that the waves are detected by the transducers on the line, and to make an estimative of leak location. Experiments were carried out to analyse the influence of many hydraulic parameters over the pressure wave velocity and the pressure drop at the pipeline / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Jose Geraldo Pena de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T03:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_MarcelodaSilva_M.pdf: 4293826 bytes, checksum: 9aa66fedc768ae729791f17e82ed9e9f (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Os transientes hidráulicos, como são chamadas as ondas de pressão (positivas ou negativas) geradas em um sistema hidráulico, devido à ação de "manobras" dos componentes deste sistema, podem ocorrer em amplitudes e freqüências tais que podem causar a ruptura ou colapso de elementos da instalação como: tubos, válvulas, etc. Muitos artifícios de controle, os quais por si só alteram a velocidade do fluxo, causando assim, eventos transitórios secundários que respondem à pressão do sistema. Assim, a confiabilidade das simulações realísticas de comportamento dos sistemas, dependem da precisão na avaliação das variações da vazão, pressão e freqüência dos ciclos de onda. Uma das imprecisões associadas à modelação do fenômeno transitório está no uso de uma formulação quasi-estática para o termo de atrito, a qual é válida somente para regimes de fluxo permanente. Este trabalho faz uma comparação entre os resultados obtidos nos dois modelos computacionais de cálculo do transitório aplicando o método elástico, visando promover análise sistemática da eficiência e precisão proporcionada pela utilização do termo de atrito, o qual incorpora o grau de dependência da velocidade, efeitos de inércia e compressibilidade do fluido em uma simples e generalizada estrutura. Para tal, utiliza como base para a formulação, um modelo proposto por VARDY et a1.(1993) que faz uso da formulação do termo de atrito válido para o regime transitório turbulento, anteriormente proposta por ZIELKE (1968) e válida somente para o regime laminar de escoamento / Abstract: The hydraulic transients, as are called the pressure waves (positive or negative) generated into the pipes by component settings, can be large and occur with frequencies enough to cause rupture or collapse of the systems components as : pipes, valves, etc. Many contral devices, which themselves alter the flow velocity, and therefore case secondary transient events, respond to system pressure. Thus, relability of realistic simulation of system behavior depends on how accurately are the flow and pressure changes and the frequency of cydes predictions. A cause of this modeling error lies in the use of quasi-steady friction equation which is only valid for steady flows. This research will compare results obtained of two computing models and applying the elastic method to promote a systematic analysis of efficiency and accuracy made by friction equation uses, which incorporates rate dependent velocity, shear and compressibility effects within a single, generalized framework / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenhria Civil

Orientador: Carlos Alberto Gasparetto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vasques_EdsonJose_D.pdf: 28909521 bytes, checksum: 7dd2e1b167146eca156e0c3c102b43a9 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O presente trabalho é um estudo sobre os escoamentos anulares, onde se destacam os mapas de velocidades para os sistema excêntricos. Estes mapas foram obtidos através de: (i) algoritmos que foram desenvolvidos utilizando as soluções de Snyder 8c Goldstein (1965) para o regime laminar e (ii) da técnica da inversa:o geométrica como apresentada por Ozgen & Tosun (1987) para os escoamentos laminares e turbulentos. Esta técnica transforma um sistema anular excêntrico em um sistema concêntrico, permitindo estender os poucos pontos disponíveis, experimentais ou de soluções analíticas, para abranger praticamente toda a área da secção transversal do escoamento. Foram utilizados como base de referência turbulento os resultados experimentais de Jonsson & Sparow (1966) . Dez sistemas anulares excêntricos foram selecionados. Cinco para cada regime de escoamento ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work deals with annular flows in concentric and eccentric systems. For the latter, we highlight velocity maps. These maps were obtained from: (i) algorithms created by us, based on the SNYDER & GOLDSTEIN (1965) solutions for the laminar flow case and (ii) the geometric inversion technique as presented by OZGEN & TOSUN (1987) for laminar and turbulent flows. The Latter transforms an eccentric annulus system into a concentric system allowing thereafter to probe the complete flow area through a few available points which can be obtained either experimentally or via analytic solutions. We took JONSSON & SPARROW (1966)'s experimental data for velocities as starting point for our calculations for the turbulent case. Ten eccentric annuli systems were selected, five for each flow regime ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

O presente trabalho tem como escopo validar qualitativa e quantitativamente o ensaio de swirl em cabeçotes de motores Diesel realizado de maneira contínua, comparando-o com o padrão estático amplamente aplicado na indústria no controle de qualidade deste componente. A modificação metodológica do ensaio permite ensaios muito mais velozes do que os atuais, podendo, com todas as verificações necessárias, ser extensível a uma linha de montagem, permitindo controle de qualidade diretamente após o processo de usinagem do fundido ou antes de montar o cabeçote no bloco do motor. O presente trabalho apresenta a metodologia aplicada para o tratamento do problema bem como os resultados obtidos até o momento, indicando também os que ainda serão obtidos. No escopo do projeto, apresenta-se de maneira sucinta todo o procedimento utilizado para as simulações estáticas e transiente dos métodos de medição a partir do método do volume finitos de um código comercial, destacando a metodologia para determinação das malhas, seleção dos modelos e esquemas de discretização utilizados, destacando por fim uma comparação entre diferentes aberturas de válvula do ensaio estático e os primeiros resultados da simulação com abertura de válvula ao longo do tempo de simulação. Do ponto de vista experimental, descreveu-se o equipamento utilizado bem como as adaptações realizadas, principalmente no que tangem a automação do controle de válvula, no escopo do presente projeto, apresentando por fim alguns resultados do ensaio contínuo na bancada em comparação com o estático. Os ensaios e simulações numéricas estática e transientes apresentaram coerência em seus resultados. As simulações, quando comparadas entre si e com os resultados do PIV, mostram que os perfis de escoamento são bastante parecidos em todas as situações, o que permite concluir que existe a possibilidade de se realizar o ensaio de swirl de forma dinâmica para esta configuração específica. / The present work aims to validate qualitatively and quantitatively the swirl test in diesel engine heads performed continuously, comparing it with the static standard widely applied in industry in the quality control of this component. The methodological modification of the test allows for tests much faster than the current ones and can be extensible to an assembly line, allowing quality control directly after the cast machining process or before mounting the engine block. The present work presents the applied methodology for the treatment of the problem as well as the results obtained so far, also indicating the ones that will be obtained. In the scope of the project, the whole procedure used for the static and transient simulations of the measurement methods based on the finite volume method of a commercial code is presented, highlighting the methodology for determining the meshes, selection of models and schemes of discretization. At last, a comparison between different valve openings of the static test and the first results of the simulation with valve opening during the simulation time will be presented. From the experimental point of view, the equipment used was described, as well as the adaptations made, mainly in what concerns the automation of valve control, within the scope of the present project. Some results of the continuous test in the bench are presented and compared with the static ones. The static and dynamic tests and simulations presented good coherence among their results. The simulations, when compared one with each other and to the PIV test results, showed great similarities among the in-cylinder flow velocity profiles, what might lead to the conclusion that it is possible to test cylinder heads dynamically, at least with the presented configuration.

Este trabalho lida com o escoamento incompressível ao redor de pares de cilindros rígidos e imóveis, posicionados de forma alinhada em relação a uma corrente uniforme. São dois os objetivos desta pesquisa: o primeiro é estabelecer relações de causalidade entre características físicas do escoamento e as mudanças observadas nas forças e no campo fluido com as variações do número de Reynolds (Re) e do espaçamento entre os corpos; e o segundo consiste em compreender a influência mútua entre tridimensionalidades e interferência no escoamento. Utilizou-se o método de elementos espectrais para realizar simulações bi e tridimensionais do escoamento. Os espaçamentos entre centros (lcc) analisados vão de 1,5 a 8 diâmetros, e eles são comparados com o caso de um cilindro isolado. A faixa de Re vai de 160 a 320, compreendendo a transição na esteira. O foco foi dado nas instabilidades de pequena escala (modos A e B). Dados referentes ao número de Strouhal, coeficiente de arrasto médio, flutuação do coeficiente de sustentação e correlação axial são apresentados. Com auxílio de visualizações do escoamento, são propostos mecanismos que explicam o fenômeno de interferência, refletido no comportamento das curvas. Os resultados mostraram que simulações bidimensionais são insuficientes para se prever a combinação (Re, lcc) de inversão do arrasto. Verificou-se também que, quando o espaçamento é menor do que o crítico, o processo de transição na esteira se dá de forma diferente do observado para um cilindro isolado. / This work deals with the incompressible flow around pairs of rigid and immovable circular cylinders in tandem arrangements. There are two goals in this research: the first one is to find causality relationships between physical characteristics of the flow and the changes that are observed in the forces and in the flow field with the variation of the Reynolds number (Re) and the distance between the bodies; and the second one is to comprehend the mutual influence between three-dimensional structures and interference. The spectral element method was employed to carry out two- and three-dimensional simulations of the flow. The centre-to-centre distance (lcc) of the investigated configurations varies between 1.5 and 8 diameters, and they are compared to the isolated cylinder case. The Re range goes from 160 to 320, covering the transition in the wake. We focused in the small scale instabilities (modes A and B). Data of Strouhal number, mean drag coefficient, RMS of the lift coefficient and axial correlation are presented. With aid of flow visualizations, we propose mechanisms to explain the interference phenomenon, which is reflected in the behaviour of the graphics. The results show that two-dimensional simulations are not sufficient to predict the (Re, lcc) pair correspondent to the drag inversion point. We also verified that, in the cases where lcc is lower than the critical spacing, the transition in the wake happens in a way different from the one observed in the flow around a single cylinder.

Nesta dissertação estudamos alguns aspectos da correspondência fluido/gravitação aplicada ao espaço plano em coordenadas de Rindler ingoing. Nosso principal objetivo é estudar o efeito de transformações de Ehlers e simetrias das equações de Einstein no contexto da correspondência fluido/gravitação. Para isso, fazemos uma revisão dos aspectos principais da Relatividade Geral e da Hidrodinâmica, os quais serão empregados ao longo do texto. Damos bastante atenção ao desenvolvimento de um método que permite encontrar soluções da equações de Einstein por meio de uma expansão em derivadas, o qual sera utilizado posteriormente para gerar uma solução-base sobre a qual aplicaremos transformações de Ehlers. Nós mostramos que a métrica de um espaçotempo plano em coordenadas de Rindler ingoing está relacionada a um espaçotempo de Taub por meio de uma transformação de Ehlers e nós utilizamos um método em que nós resolvemos a equação de Killing perturbativamente na expansão no parâmetro $\\epsilon$. Os resultados obtidos com este método não são inteiramente conclusivos, de modo que faz-se necessária uma futura investigação. / In this dissertation we study some aspects of the fluid/gravity correspondence applied to flat space in ingoing Rindler coordinates. Our main goal is to study the effect of Ehlers transformations and symmetries of the Einstein equations in the context of fluid/gravity correspondence. To do so, we review the main aspects of General Relativity and Hydrodynamics which will be employed throughout the text. We devote significant attention to a method that allows us to find solutions to the Einstein equations that by performing a derivative expansion, which will be utilized afterwards to generate our seed solution, upon which we later apply the Ehlers transformations. We show that the metric of flat spacetime in ingoing Rindler coordinates is related to a Taub spacetime by an Ehlers transformation and we utilize an approach in which we solve the Killing equation perturbatively in a parameter expansion. The results obtained by using this approach are not entirely conclusive, and further investigation is still required.