O deslocamento de bolhas gasosas imersa em meio líquido tem sido bastante estudado nas últimas décadas, devido à aplicabilidade deste fenômeno em diversas áreas da engenharia, tais como: máquinas hidráulicas, turbo bombas, extração de petróleo, processamento de alimentos, bioengenharia, etc. Este trabalho reporta os resultados de uma investigação experimental e numérica do escoamento ao redor e no interior de bolhas de ar esféricas com velocidade ascendente terminal, bem como a determinação de alguns parâmetros adimensionais (números de Reynolds, coeficiente de arrasto, etc.) que caracterizam esse tipo de escoamento. A técnica experimental utilizada para a determinação de tais parâmetros foi a de visualização de escoamento, onde foram captadas imagens de bolhas imersas em meio líquido à velocidade terminal de ascensão. Paralelamente foram medidas a vazão do escoamento e o diâmetro das bolhas, permitindo assim a determinação dos parâmetros adimensionais supracitados. Para a obtenção da solução numérica do problema, utilizou-se um programa computacional, que possibilitou a resolução das equações diferenciais parciais (EDP's) não-lineares de Navier-Stokes e da equação da continuidade (equação da pressão). Tal programa resolveu as EDP's utilizando-se do método de Elementos Finitos. Simultaneamente, foi resolvido uma equação para a função corrente com o intuito de visualizar o campo de linhas decorrentes ao redor e no interior da bolha. Por fim, os resultados numéricos para a bolha de ar foram comparados com os dados experimentais obtidos e com os outros resultados provenientes da literatura específica.

Este trabalho apresenta métodos para simulação de escoamentos a altos números de Mach utilizando diversos esquemas de discretização espacial. Dentre estes esquemas, considerou-se um esquema centrado e os esquemas de separação de vetores de fluxo de va Leer e de Liou. Os esquemas "upwind"foram implementados tanto em suas versões de primeira ordem quanto de segunda ordem de precisão espacial. As versões de segunda ordem de precisão estão baseadas numa abordagem "MUSCL", onde os estados à direita e à esquerda são reconstruídos linearmente e afetados por um limitador. O trabalho também discute uma técnica de geração de malhas não estruturadas bidimensionais, baseada no método de avanço de frente de geração. A malha é gerada através da introdução automática de pontos de domínio computacional. Utilizam-se termos fonte locais, que auxiliam na concentração de pontos em regiões específicas de domínio. Foram implementadas algumas técnicas de melhoramento de malha, tais como troca de diagonais e suavização. A metodologia de simulação de escoamento implementada utiliza ainda um procedimento de refinamento adaptativo, sendo que o processo de refinamento de triângulos usa um sensor baseado em propriedades físicas do escoamento. Os resultados foram obtidos através da simulação do escoamento em uma configuração típica de entrada de ar supersônica/hipersônica. Os diferentes esquemas de discretização espacial utilizados neste trabalho foram capazes de reproduzir adequadamente as características do escoamento.

Este trabalho apresenta o estudo da influência da esteira gerada por uma hélice no arrasto induzido em um sistema que combina uma asa finita com hélice, configuração típica de aeronaves turbo-hélice. A modelagem é realizada da seguinte forma: a asa finita é representada com a teoria da linha sustentadora de Prandtl modificada para efeitos de vórtices tridimensionais e a hélice é modelada com a teoria do disco atuador. São apresentados resultados de arrasto e L/D para algumas asas simples com e sem o efeito da hélice.

Este trabalho apresenta simulações numéricas de escoamento de fluidos através de placas de orifício, elementos primários de medição de vazão, em comparação aos resultados esperados por normas internacionais. O coeficiente de descarga usado para a determinação da vazão de um escoamento em uma tubulação foi obtido numericamente através da aplicação do modelo de turbulência de baixo Reynolds proposto por Launder-Sharma, resolvido através de um código aberto de Dinâmica de Fluidos Computacional. Diferentes configurações de placa de orifício foram analisadas, tais como: diâmetro do orifício de restrição, número de Reynolds, posição de instalação, ângulo de chanfro. A principal abordagem deste trabalho é apresentar uma metodologia para determinação do coeficiente de descarga para a montagem invertida da placa de orifício e apresentar os parâmetros que influenciam na determinação da vazão nesta condição. Foi observado que os melhores resultados foram obtidos para os maiores diâmetros de placa de orifício, salientando que todos os resultados apresentaram desvios inferiores a 2% em relação à norma ISO-5167 (2003). Na montagem invertida da placa de orifício foi observada uma redução na diferença de pressão entre as faces da placa de orifício em comparação à montagem correta, resultando em um maior valor necessário para o coeficiente de descarga. De acordo com os resultados deste trabalho a determinação do coeficiente de descarga para a montagem invertida da placa de orifício depende do número de Reynolds, ângulo de chanfro e da dimensão do orifício de restrição. Este trabalho apresenta ainda resultados para a determinação da vazão em condição de montagem invertida da placa, que podem ser abordados em trabalhos futuros para estimativa do coeficiente de descarga em condições adversas de montagem.

A modelagem matemática do escoamento sobre asas através da Teoria da Linha Sustentadora possibilita a compreensão do fenômeno físico e serve como estimativa preliminar dos coeficientes aerodinâmicos da asa. O modelo clássico de Prandtl da linha sustentadora ainda é empregado atualmente devido à relativa simplicidade e por apresentar bons resultados para asas retas, perfis variados e de área em planta generalizada. Entretanto, para asas com enflechamento o modelo de Prandtl não possibilita a predição correta da distribuição de circulação, resultando em erros nos coeficientes aerodinâmicos cada vez maiores na medida em que o enflechamento aumenta. Neste trabalho, realiza-se uma revisão acerca dos modelos baseados na Teoria da Linha Sustentadora presentes na literatura e implementam-se adaptações do modelo clássico a fim de predizer a distribuição de circulação de uma asa enflechada. Foram propostos três modelos: duas formulações lineares com diferentes condições de contorno e um modelo não linear. Através dos modelos foi possível observar a distribuição de circulação ao longo da envergadura da asa. Utilizando o modelo fundamentado na Linha Sustentadora de Prandtl, foi possível obter resultados condizentes com a literatura para enflechamentos pequenos e/ou com elevados valores de alongamento. O modelo linear da Linha Sustentadora Estendida de Weissinger possibilitou a obtenção de resultados mais coerentes para asas com enflechamentos e/ou alongamentos pequenos. O modelo não linear para a Linha Sustentadora de Prandtl mostrou resultados coerentes com a literatura para casos específicos, porém requereu maior esforço para calibração dos parâmetros numéricos de simulação.

Métodos passivos para aumentar a taxa de transferência de calor em trocadores de calor, tais como o uso de concavidades de figura arredondada, estampadas nas paredes dos tubos, em trocadores de calor chamadas de dimples, vêm sendo extensivamente usados. Com o seu uso, há um aumento da turbulência no escoamento do fluido interno aos tubos com consequente incremento da troca de calor, sem que adição de material ou qualquer modificação relevante do processo de fabricação do trocador venham a ser necessários. A maioria dos estudos disponíveis na literatura, referentes a este método foram conduzidos em tubos ou feixe de tubos com dimples circulares. Dimples de perfil retangular, aplicado em trocadores de calor compactos para uso veicular, ou radiadores, foram menos estudados, sendo que os radiadores automotivos são um dos grandes beneficiários do uso de tais dimples. Isto porque, normalmente, tem em suas aplicações sérias limitações de espaço para sua instalação, exigindo assim que tenham grande capacidade de transferência de calor. Neste trabalho, uma amostra de radiador com tubos de seções retangulares com vértices arredondados, também chamados de tubos de perfil plano, com dimples retangulares e uma amostra de radiador com tubos de mesmo perfil sem dimples, ou lisos, tiveram suas taxas de dissipação de calor obtidas através de experimentos realizados em bancada de teste denominada calorímetro. Esses resultados foram correlacionados com os preditos por métodos encontrados em literatura recente. Essas correlações se situaram entre 97% e 107% para o fluido interno aos tubos, para o número de Reynolds (ReDht) com valores compreendidos entre 2100 e 9200. Para o fluido externo (escoamento externo pelas aletas), a correlação entre os resultados teóricos e experimentais se situou entre 90% e 100%, com Reynolds (ReLp) compreendidos entre 196 e 953, validando deste modo, os resultados encontrados nos experimentos, cuja estimativa de incerteza de medição foi de 2.6% a 10.7% com nível de confiança de 95%. Foi encontrado então que o uso de tubos com dimples promoveu um incremento no fator de ganho de taxa de transferência de calor ?, entre 1,37 e 2,28 quando comparados aos tubos sem dimples, o que significa que a relação entre o coeficiente de transferência de calor adimensional de Colburn dos tubos com dimples e sem dimples, jid /jis, foi maior que a relação entre o fator de atrito do fluido interno nos tubos com dimples e sem dimples, fid/ fis no radiador com dimples, a uma dada condição de potência fixa de bombeamento do fluido interno e de potência ideal de ventilador. Houve, portanto, um ganho em rejeição de calor com o uso de dimples de perfil retangular em tubos de perfil plano em trocadores de calor compactos. Este trabalho apresenta o estudo experimental e teórico, comparação e validação de tais resultados.

Neste trabalho foram estudados diversos critérios para a determinação do Buffeting onset transônico a partir de resultados de túnel de vento. Foram utilizados quatro critérios, encontrados na literaturas, baseado no comportamento dos coeficientes aerodinâmicos longitudinais, e um novo critério foi proposto. Os critérios foram aplicados em resultados de túnel de vento a número de Reynolds de 3.0 e 3.5 milhões e corrigidos para valores de voo. A correção de número de Reynolds foi desenvolvida neste trabalho a partir de resultados de túnel de vento criogênico, o qual possui a capacidade de atingir número de Reynolds de voo. Os resultados de túnel de vento corrigidos foram comparados com resultados de ensaios em voo para quatro aeronaves. O critério proposto no presente trabalho para a fronteira de Buffeting onset foi o que teve melhor concordância. Distribuição de pressão em estações ao longo da envergadura da asa foram utilizadas para o melhor entendimento da condição do escoamento quando o Buffeting onset é identificado. Verificou-se que a região descolada ocupa aproximadamente metade da envergadura e o critério proposto reflete esta realidade física. Os demais critérios estão associados ao início do descolamento. Também foram estudados dois critérios à partir de resultados de acelerômetro e extensômetro, instalados nas asas do modelo de túnel de vento.

Mecanismos de aprimoramentos passivos elevam a taxa transferência de calor em trocadores de calor por meio de modificações na superfície de troca térmica. Estas modificações geram turbulência no escoamento sem a necessidade de utilizar dispositivos que consomem energia externa. Este efeito limita o crescimento da camada limite térmica perto da superfície de transferência de calor. Neste trabalho a melhoria da superfície de troca térmica é exercida utilizando as aletas triangulares com venezianas. Este tipo de aleta promove incremento na troca térmica sem a necessidade de adição de material extra na sua fabricação ou qualquer modificação extrema no projeto do trocador de calor. Em virtude disso, o uso de aletas com venezianas em trocadores de calor utilizados no setor automotivo tem se mostrado eficiente para projetos onde há limitações de espaço e demanda por maior troca térmica. O trocador de calor compacto estudado é um intercooler utilizado para arrefecer o ar de admissão em veículos turboalimentados. Para efeito comparativo, foram então construídos dois modelos de intercoolers com dimensões geométricas idênticas, e com a mesma quantidade de tubo e aletas. Assim, um modelo foi fabricado com aleta triangular e o outro com aleta triangular com venezianas. A avaliação dos dois modelos de intercoolers, foram realizadas através de análise teórica e experimental. Os ensaios foram conduzidos em um banco de ensaio denominado calorímetro. Por meio dele os intercoolers com aletas triangulares e com aletas triangulares com venezianas tiveram suas taxas de dissipação de calor obtidas assim como as suas vazões e quedas de pressões em ambos os escoamentos. Os resultados experimentais foram comparados com os resultados obtidos por meio de correlações analíticas provenientes do método da Efetividade-NUT. As diferenças entre os resultados experimental e o teórico calculado pelo método ? - NUT variou entre 0,22% e 5,42% no escoamento interno e 0,06% e 9,92% no escoamento externo. Portanto, as comparações entre os resultados experimental e o calculado pelo método ? - NUT para ambos os modelos de intercooler apresentaram-se satisfatórios cuja a estimativa de incerteza de medição situou-se entre 1,43% e 4,06% para um nível de confiança de 95%. Os resultados obtidos foram apresentados em fator j de Colburn de modo a fornecer uma representação da transferência de calor em termos de parâmetro adimensional em função do número de Reynolds. Foi constatado que o fator j de Colburn na superfície com aleta triangular com venezianas é 2 vezes maior que o da superfície com aleta triangular. Contudo, o fator de atrito da superfície com aleta triangular com venezianas é 5 vezes maior que a superfície com a aleta triangular. Portanto houve um ganho na dissipação do calor com um aumento significativo no fator de atrito. Com o objetivo de avaliar a viabilidade da aleta com venezianas foram feitas análises simultâneas entre o fator j de Colburn e o fator de átrio de Fanning por meio do critério de avaliação de desempenho. Com tais ganhos obtidos e análises realizadas pode-se afirmar que a técnica desenvolvida por este trabalho de tese apresenta-se muito adequada para o desenvolvimento de trocadores de calor automotivos.

Neste trabalho, estudamos a relação que existe entre o número de Milnor de um polinômio cômodo ou seja, a soma dos números de Milnor dos pontos singulares isolados deste polinômio, com seu número de Newton. Este número é sempre menor ou igual ao número de Newton e a igualdade entre os números é obtida sempre que o polinômio cômodo possui parte principal Newton não-degenerada no infinito / In this work, we study the relation between the Milnor number of a polynomial cômodo ie. the sum of Milnor numbers of isolated singular points of polynomial, with the Newton number. This number is always lower than or equal to the Newton number and equality between the numbers is obtained when the polynomial has non-degenerate newtonian principal part at the infinity

A demonstração feita por Erdos da existência de grafos com cintura e número cromático grandes é uma das primeiras aplicações do método probabilístico. Essa demonstração fornece um limite para o número de vértices de um grafo desse tipo, que é exponencial na cintura quando o número cromático é fixado. O foco deste texto, no entanto, são as construções determinísticas de grafos com cintura e número cromático grandes e os números de vértices dos grafos obtidos. As construções elementares conhecidas fornecem apenas grafos com um número Ackermanniano de vértices. O texto começa com uma breve repetição das demonstrações probabilísticas da existência de grafos e hipergrafos com cintura e número cromático grandes. Depois, a busca por construções determinísticas é motivada apresentando-se algumas construções para o caso particular de grafos livres de triângulo e com número cromático grande. São construídos os grafos de Tutte, Zykov, Mycielski e Kneser, os grafos de shift e os de planos projetivos finitos. Os números de vértices dessas construções são computados e comparados. De fato, a construção a partir de planos projetivos finitos tem um número polinomial de vértices. A parte principal do texto são as construções de grafos e hipergrafos com cintura e número cromático grandes. A primeira construção apresentada foi feita por Kriz. Ela foi a primeira construção para grafos com cintura e número cromático grandes que não envolvia hipergrafos. A segunda construção apresentada foi feita por Nesetril e Rödl. Essa construção antecede a de Kriz. Ela utiliza a amalgamação entre grafos e hipergrafos para obter um hipergrafo uniforme com cintura e número cromático grandes. A terceira e última construção apresentada foi encontrada por Alon, Kostochka, Reiniger, West e Zhu. Essa construção consegue obter hipergrafos uniformes com cintura e número cromático grandes diretamente a partir de um grafo, que é uma certa árvore aumentada. Em particular, essa construção obtém grafos com cintura e número cromático grandes sem envolver hipergrafos. Os números de vértices dos hipergrafos obtidos por essas construções são computados e comparados. / The proof by Erdos of the existence of graphs with high girth and high chromatic number is one of the first applications of the probabilistic method. This proof gives a bound on the number of vertices of such graphs, which is exponential on the girth if the chromatic number is fixed. The focus of this text is however on the deterministic construction of graphs with high girth and high chromatic number and on the number of vertices of the obtained graphs. The elementary known constructions can only give us graphs with an Ackermannian number of vertices. We begin by briefly repeating the probabilistic proofs of the existence of graphs and hypergraphs with high girth and high chromatic number. Then we motivate the search for deterministic constructions of such graphs by showing some constructions for the special case of triangle-free graphs with high chromatic number. We construct Tutte, Zykov, Mycielski and Kneser graphs, the shift graphs and graphs built from finite projective planes. We count and compare the number of vertices of the graphs obtained by each of these constructions. In fact, the construction based on finite projective planes gives us graphs with a polynomial number of vertices. The main part of the text consists of constructions of graphs and hypergraphs with high girth and high chromatic number. The first construction we present is due to Kriz. This was the first construction to give graphs with high girth and high chromatic number without using hypergraphs. The second construction we present is due to Nesetril and Rödl. This construction precedes the one by Kriz. It uses amalgamations between graphs and hypergraphs to obtain uniform hypergraphs with high girth and high chromatic number. The third and last construction we show was found by Alon, Kostochka, Reiniger, West and Zhu. This construction manages to build uniform hypergraphs with high girth and high chromatic number directly from a single graph, which is an augmented-tree. In particular, it constructs graphs with high girth and high chromatic number without using hypergraphs. We count and compare the number of vertices of the hypergraphs obtained by these constructions.