A combustão possuí inúmeras aplicações comerciais e industriais. Consequentemente, o entendimento dos processos de combustão possuí elevado valor comercial em diferentes setores como aviação, transportes, produção de energia, entre outros. Diversos equipamentos utilizam uma chama para realizar a conversão de energia através da queima. Exemplos desses dispositivos são os fornos industriais e as turbinas a gás. Garantir que a chama permaneça acesa por tempo indeterminado é um problema comum na etapa de desenvolvimento desses queimadores. Por este motivo, muitas pesquisas são realizadas para entender os mecanismos envolvidos na estabilização de uma chama. Em particular, o estudo dos fenômenos termoacústicos tem ganhado destaque nos últimos anos, pois verificou-se que mesmo pequenas oscilações acústicas, isto é oscilações de pressão, podem interferir na estabilidade de uma chama e reduzir a eficiência do queimador. Alguns efeitos da interação da chama com o campo acústico ainda não estão totalmente compreendidos e os modelos utilizados para descrever esses sistemas são ainda raros ou restritos. Considerando essa situação, o presente trabalho busca combinar os modelos existentes e propor um equacionamento que possibilite analisar a acústica de chamas de maneira rápida e suficientemente precisa. O número de equações resolvidas numericamente é reduzido através do desacoplamento da parte química do problema e sua solução é feita previamente de forma analítica. O conjunto de equações obtido nesse processo é implementado em uma linguagem de programação e são realizados 3 testes para comparar a precisão dos dados obtidos com os dados presentes na literatura. Verifica-se que é possível obter boa concordância com os dados experimentais mesmo após algumas simplificações e o desacoplamento das equações químicas. Como o número de equações resolvidas numericamente ´e menor, o custo computacional do problema também é reduzido. Acredita-se que o conjunto de equações apresentado possa ser melhorado continuamente e que possa ser aplicado para finalidades comerciais, de pesquisa e de desenvolvimento na ´area de queimadores de alto desempenho. / The combustion has numerous commercial and industrial applications. Consequently, the understanding of the process of combustion has high commercial value in different sectors such as aviation, transport, energy production, among others. Several devices use a flame to perform the conversion of energy by burning. Examples of these devices are industrial burners and gas turbines. A common problem in the design of these burners is ensure that the flame stays on indefinitely. For this reason, research is being carried out to understand the mechanisms involved in stabilizing a flame. In particular, the study of thermoacoustic phenomena has gained prominence in recent years because it was observed that even small acoustic oscillations, i.e., pressure oscillations may interfere the stability of the flame and reduce the flare efficiency. Some effects of the interaction of the flame with the acoustic field are not yet fully understood and the models used to describe these systems are still rare or restricted. Given this situation, this work seeks to combine existing models and propose a set of equations that allows analysing the acoustics of flames in quickly and sufficiently precise manner. The number of equations numerically solved is reduced by decoupling the chemical part of the problem, whose solution is previously obtained analytically. The set of equations obtained in this process is implemented in a programming language and are performed three tests to compare the accuracy of the data with the data in the literature. Good agreement with the experimental data is obtained even after some simplifications and the decoupling of chemical equations. Because the number of equations solved numerically is smaller, the computational cost of the problem is also reduced. It is believed that the presented set of equations can be continually improved and can be applied for commercial applications, research and development of high-performance burners.

A interação fluido estrutura faz parte de uma ampla gama de estudos da atualidade. Em função das interações dinâmicas entre fluido e estrutura, baseadas tanto nas propriedades do fluido e do escoamento quanto nas características estruturais do corpo submerso, poderá ocorrer vibração induzida por vórtices (VIV) e/ou a vibração induzida pelo escoamento (FIV). Neste trabalho a abordagem desse problema é do tipo numérica, mediante o uso do código Incompact3d, acoplado com um modelo dinâmico de oscilador simples. O esquema do Incompact3d permite a solução das equações de Navier-Stokes mediante Simulação Numérica Direta (DNS). O caso específico para o qual aplica-se o modelo numérico é o caso de dois cilindros circulares lisos idênticos alinhados com o escoamento. A validação do código é feita para números de Reynolds (Re) entre 100 e 300, espaçamento entre centro dos cilindros (S=D) entre 1; 5 e 10; 0 e velocidades reduzidas (U0) entre 2 e 14. Os cenários simulados são: cilindros de montante e de jusante fixos (MF JF), cilindros de montante e de jusante livres na direção transversal ao escoamento (MLy JLy) e cilindros de montante e de jusante livres nas duas direções (MLxy JLxy). Devido à carência de estudos comparativos entres estes três cenários, para números de Reynolds da ordem de 102 e espaçamento crítico (S=D 3; 5, que é função do Re), o presente trabalho estuda as estruturas formadas no escoamento, além das vibrações induzidas, a partir de simulações 2D para Re = 200 e 300, S=D = 3; 5 e 2 < U0 < 14, que corresponde à região onde acontecem os fenômenos tanto de ressonância quanto de galloping. Encontra-se que para o cenário MLyJLy a máximas oscilações ocorrem para 5 U0 8 e são maiores para Re = 300. Em termos de amplitudes de vibração, os cenários MLxy JLxy tiveram os maiores deslocamentos relativos, em relação aos MLy JLy. / The fluid-structure interaction makes part of a great number of current studies. As a function of dynamic interactions between fluid and structure, based on fluid and flow properties as on structural characteristics of the submerged body, could occur vortex induced vibration (VIV) and/or flow induced vibration (FIV). This work has a numerical approach to the problem, using Incompact3d code coupled with a simple oscillator dynamic model. The Incompact3d numerical scheme allows to solve the Navier-Stokes equations via Direct Numerical Simulation (DNS ). The coupled numerical code was applied to case of two circular smooth identical cylinders in cross-flow (tandem). The code validation is made for Reynolds numbers between 100 and 300, spacing between center-to-center cylinder (S=D) between 1; 5 and 10; 0 and reduced velocities (U0) between 2 and 14. The conditions simulated are: both cylinders fixed (MF JF), both cylinders free in transversal streamwise direction (MLy JLy) and both cylinders free to oscillate parallel and transverse to the streamwise direction (MLxy JLxy). Due to the absence of comparative studies between these settings, for Reynolds number O(102) and critical spacing (S=D 3; 5, which is a function of Re), the present work studies the flow structures, moreover induced vibrations, via 2D simulations for Re = 200 and Re = 300, S=D = 3; 5 and 2 < U0 < 14, that correspond to the region where resonance and galloping phenomena take place. It is found for MLy JLy escenary that the greatest oscillations occur for 5 U0 8 and they are greater than the correspond to Re = 300. All the MLxy JLxy settings have greater oscillations than the MLy JLy settings.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-07T17:45:57Z No. of bitstreams: 1 2014_FelipeAugustoNunesBerquo.pdf: 6028234 bytes, checksum: ed174009c3e2164938729d32cf42b390 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-10-08T16:13:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_FelipeAugustoNunesBerquo.pdf: 6028234 bytes, checksum: ed174009c3e2164938729d32cf42b390 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-08T16:13:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_FelipeAugustoNunesBerquo.pdf: 6028234 bytes, checksum: ed174009c3e2164938729d32cf42b390 (MD5) / Este trabalho buscou avaliar, comparativamente, o comportamento mecânico de dutos enterrados considerando carregamentos estáticos baseados em rodovias e ferrovias. Hoje existem diversos tipos de casos onde existem interações de carregamentos entre os modais de transporte. Analisou-se a contribuição da altura de cobertura e de carregamentos na superfície do terreno para tensões e deformações no duto e na região da envoltória deste. Foram utilizadas análises com base em formulações analíticas pelos métodos propostos por Kirsch, Einsten & Schwartz e Marston-Spangler. Trabalhos de outros pesquisadores e normas motivaram e auxiliaram esta pesquisa. Estes forneceram instrumentos para que se avaliassem criticamente o comportamento mecânico das instalações quanto aos efeitos gerados em 10 tipos de casos. Assim, foram descritas as instalações consideradas seguras para regiões próximas a carregamentos superficiais. Para o desenvolvimento e análises dos casos, utilizou-se a ferramenta numérica PLAXIS®. Os resultados encontrados se mostraram coerentes em diferentes situações após a análise de diferentes comportamentos quanto ao coeficiente de empuxo no repouso, altura de cobertura, tipo de solo da envoltória, condições de saturação e carregamentos superficiais. Considerando as simplificações dos métodos utilizados, os resultados mostram que instalações seguras, mesmo quando considerado os efeitos da sobrecarga, podem apresentar pequenas alturas de cobertura. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study aimed to evaluate the mechanical behavior of buried pipelines considering static loads based on roads and railways. Today there are many cases where there are load interactions between pipes, highways and railways. The contribution of height coverage and loads on the soil surface for stresses and strains were analyzed in the pipeline and in the surrounding region. Analyzes based on analytical formulations by the methods proposed by Kirsch , Einstein & Schwartz and Marston - Spangler. The literature review motivated and assisted this research. Also, other researches helped to critically evaluate the mechanic behavior of 10 different studies cases. Thus, the installations considered safe for near surface loadings regions were described. For the development and analysis of cases, was used the numerical tool PLAXIS ®. The results were considered consistent in different situations after the analysis of different behaviors regarding the coefficient K0, height of cover, envelope soil type, saturation conditions and surface loads. Considering the simplifications of the methods used, the results show that secure facilities even considering the effects of overload can present small covers.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-02-26T16:22:47Z No. of bitstreams: 1 2012_VivianaTrujilloGonzalez.pdf: 4549690 bytes, checksum: 3fa5902c04b381ad49f476d1dc3fa373 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-02-28T12:02:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_VivianaTrujilloGonzalez.pdf: 4549690 bytes, checksum: 3fa5902c04b381ad49f476d1dc3fa373 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-28T12:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_VivianaTrujilloGonzalez.pdf: 4549690 bytes, checksum: 3fa5902c04b381ad49f476d1dc3fa373 (MD5) / Uma grande parte dos problemas identificados nas obras subterrâneas se relaciona com as infiltrações da água devido às deficiências na impermeabilização. Na atualidade, por requisitos ambientais, o controle do nível do lençol freático vem sendo cada vez mais exigente quanto à estanqueidade. Portanto, utiliza-se sistemas de suporte de túneis compostos por membranas impermeáveis, sejam de PVC ou projetadas, colocadas entre as camadas de concreto projetado, alterando o carregamento final no suporte, bem como a concepção estrutural para fins de projeto. As membranas projetadas proporcionam melhores características de adesão entre os suportes primário e secundário permitindo uma melhor interação entre as camadas e assim, uma melhor eficiência no processo de transferência de carga do maciço para o sistema de suporte. Nesta dissertação se aborda o estudo do comportamento dos sistemas de suporte e os efeitos da inclusão da membrana impermeável tanto para sistemas de impermeabilização tipo submarinos quanto para sistemas guarda-chuva. As análises numéricas foram feitas empregando o método dos elementos finitos, considerando túneis rasos com seção circular construídos em maciço homogêneo e isotrópico sob variadas configurações do nível do lençol freático. Nas simulações se avaliaram ambos os sistemas de impermeabilização nos três tipos de suporte de túneis: camada única Single Shell Lining (que não conta com manta impermeável), camada dupla Double Shell Lining (com geomembrana de PVC) e camada composta Composite Shell Lining (com membrana projetada). Finalmente foi realizada uma análise paramétrica variando o nível do lençol freático. Os resultados mostram que por seu comportamento monolítico os sistemas de suporte impermeabilizados com membrana projetada apresentam menores esforços internos solicitados no suporte secundário do que com geomembrana de PVC, portanto, consegue-se diminuir a espessura de concreto. Também ilustram que estruturas de suporte com sistema de impermeabilização tipo guarda-chuva são muito mais sensíveis na distribuição de esforços ao longo do suporte secundário frente a variações no nível freático. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Most of the problems identified in the underground works are related to water infiltration due to deficiencies in waterproofing. Currently, for environmental requirements, the control of groundwater level is becoming more demanding in terms of sealing of the constructions referred. For this reason are used tunnels support systems compounds of impermeable membranes, either PVC or sprayed, confined between the supports shotcrete, altering the final stress on the support and its structural conception for design purposes. Projected membranes provide better adhesion characteristics between primary and secondary supports, allowing better interaction between the layers and thus a better efficiency in the process of charge transfer to solid support. The deal in this dissertation is to study of behavior support systems and the effects of the inclusion of the impermeable membrane both waterproofing systems such "submarine" as systems "umbrella". The numerical analyzes were performed by the finite element method and considered tunnels with circular section, built in homogeneous and isotropic solid under several configurations of groundwater level. In the simulations we evaluated the two waterproofing systems in the three kinds of tunnel support design: Single Shell Lining (does not have mantle waterproof), Double Shell Lining (with geomembrane PVC) and Composite Shell Lining (with sprayed membrane). Finally a parametric analysis was performed varying the level of groundwater. The results showed that their behavior monolithic the support systems designed with waterproof sprayed membrane have lower solicitations of internal stress in the secondary support that systems designed with geomembrane PVC, being possible to reduce their thickness. Also showed, that the supporting structures designed with waterproofing system kind "umbrella" are more sensitive to variations in stress distribution against removal in the groundwater level. ______________________________________________________________________________ RESUMEN / Una gran parte de los problemas identificados en las obras subterráneas se relaciona con las infiltraciones de agua debido a las deficiencias en la impermeabilización. Actualmente, por requisitos ambientales, el control del nivel del agua subterránea está siendo cada vez más exigente en cuanto al sellado de las obras. Por esta razón se utilizan sistemas de soporte de túneles compuestos por membranas impermeables, ya sean de PVC o proyectadas, colocadas entre las camadas de concreto lanzado, alterando las cargas finales en el soporte y su concepción estructural para fines de diseño. Las membranas proyectadas proporcionan mejores características de adherencia entre los soportes primario y segundario permitiendo una mejor interacción entre las camadas y así, una mejor eficiencia en el proceso de transferencia de carga del macizo para el sistema de soporte. En esta disertación se aborda el estudio del comportamiento de los sistemas de soporte y los efectos de la inclusión de la membrana impermeable tanto en sistemas de impermeabilización tipo submarinos como en sistemas sombrilla . Los análisis numéricos fueron realizados por el método de los elementos finitos, considerando túneles rasos con sección circular, construidos en macizo homogéneo e isotrópico bajo diversas configuraciones de nivel de agua subterránea. En las simulaciones se evaluaron los dos sistemas de impermeabilización en los tres tipos de diseño de soporte de túneles: única camada Single Shell Lining (no cuenta con manta impermeable), doble camada Double Shell Lining (con geomembrana de PVC) y camada compuesta Composite Shell Lining (con membrana proyectada). Finalmente fue realizado un análisis paramétrico variando el nivel de agua subterránea. Los resultados mostraron que por su comportamiento monolítico los sistemas de soporte diseñados con membrana impermeable proyectada presentan menores solicitaciones de esfuerzos internos en el soporte segundario que los sistemas diseñados con geomembrana de PVC, siendo posible la disminución en la espesura de concreto. También mostraron que las estructuras de soporte diseñadas con sistema de impermeabilización tipo sombrilla son más sensibles a variaciones en la distribución de esfuerzos frente a mudanzas en el nivel de agua subterránea.

Dissertação (mestrado)— Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-04-12T13:15:55Z No. of bitstreams: 1 2010_JulioToshioMandai.pdf: 5833190 bytes, checksum: 62f633f30295d8edb7fbd85bf0f29a6a (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-05-25T02:15:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_JulioToshioMandai.pdf: 5833190 bytes, checksum: 62f633f30295d8edb7fbd85bf0f29a6a (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-25T02:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_JulioToshioMandai.pdf: 5833190 bytes, checksum: 62f633f30295d8edb7fbd85bf0f29a6a (MD5) / O presente trabalho aborda um estudo numérico-experimental do comportamento de um corpo de prova do tipo Compact Tension Specimen quando submetido a ensaios de Tenacidade à Fratura (ASTM E399) e de Crescimento de Trinca por Fadiga (ASTM E647). Como resultado deste trabalho foi gerado um código numérico, utilizando o software Ansys, como base no procedimento experimental desenvolvido a partir das normas ASTM citadas acima, estabelecendo um padrão metodológico a ser aplicado na condução de testes de Mecânica da Fratura no Laboratório de Ensaios Mecânicos da UnB. Adicionalmente, o desenvolvimento deste trabalho contribuiu para a melhor compreensão dos fenômenos de fratura em materiais metálicos, em especial do Aço CA6NM e do Alumínio 7050 T7451, que foram os materiais utilizados nos ensaios experimentais e na modelagem numérica. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a numerical-experimental approach to analyze the behavior of a compact tension specimen when submitted to Fracture Mechanics Toughness Test (ASTM E399) and Fatigue Crack Growth Test (ASTM E647). As product of this work, a numerical code using Ansys software was developed to simulate the experimental procedure, developed based on the ASTM standards mentioned above. This procedure intends to provide a methodological basis to the tests that will be carried out at Mechanical Research Laboratory of University of Brasilia using compact tension specimen. Furthermore, along the development of this work, a better understanding of fracture phenomena in metallic materials was achieved, in special for CA6NM Steel and 7050 T7451 Aluminum, which were used in experimental tests and in numerical modeling.

A combustão possuí inúmeras aplicações comerciais e industriais. Consequentemente, o entendimento dos processos de combustão possuí elevado valor comercial em diferentes setores como aviação, transportes, produção de energia, entre outros. Diversos equipamentos utilizam uma chama para realizar a conversão de energia através da queima. Exemplos desses dispositivos são os fornos industriais e as turbinas a gás. Garantir que a chama permaneça acesa por tempo indeterminado é um problema comum na etapa de desenvolvimento desses queimadores. Por este motivo, muitas pesquisas são realizadas para entender os mecanismos envolvidos na estabilização de uma chama. Em particular, o estudo dos fenômenos termoacústicos tem ganhado destaque nos últimos anos, pois verificou-se que mesmo pequenas oscilações acústicas, isto é oscilações de pressão, podem interferir na estabilidade de uma chama e reduzir a eficiência do queimador. Alguns efeitos da interação da chama com o campo acústico ainda não estão totalmente compreendidos e os modelos utilizados para descrever esses sistemas são ainda raros ou restritos. Considerando essa situação, o presente trabalho busca combinar os modelos existentes e propor um equacionamento que possibilite analisar a acústica de chamas de maneira rápida e suficientemente precisa. O número de equações resolvidas numericamente é reduzido através do desacoplamento da parte química do problema e sua solução é feita previamente de forma analítica. O conjunto de equações obtido nesse processo é implementado em uma linguagem de programação e são realizados 3 testes para comparar a precisão dos dados obtidos com os dados presentes na literatura. Verifica-se que é possível obter boa concordância com os dados experimentais mesmo após algumas simplificações e o desacoplamento das equações químicas. Como o número de equações resolvidas numericamente ´e menor, o custo computacional do problema também é reduzido. Acredita-se que o conjunto de equações apresentado possa ser melhorado continuamente e que possa ser aplicado para finalidades comerciais, de pesquisa e de desenvolvimento na ´area de queimadores de alto desempenho. / The combustion has numerous commercial and industrial applications. Consequently, the understanding of the process of combustion has high commercial value in different sectors such as aviation, transport, energy production, among others. Several devices use a flame to perform the conversion of energy by burning. Examples of these devices are industrial burners and gas turbines. A common problem in the design of these burners is ensure that the flame stays on indefinitely. For this reason, research is being carried out to understand the mechanisms involved in stabilizing a flame. In particular, the study of thermoacoustic phenomena has gained prominence in recent years because it was observed that even small acoustic oscillations, i.e., pressure oscillations may interfere the stability of the flame and reduce the flare efficiency. Some effects of the interaction of the flame with the acoustic field are not yet fully understood and the models used to describe these systems are still rare or restricted. Given this situation, this work seeks to combine existing models and propose a set of equations that allows analysing the acoustics of flames in quickly and sufficiently precise manner. The number of equations numerically solved is reduced by decoupling the chemical part of the problem, whose solution is previously obtained analytically. The set of equations obtained in this process is implemented in a programming language and are performed three tests to compare the accuracy of the data with the data in the literature. Good agreement with the experimental data is obtained even after some simplifications and the decoupling of chemical equations. Because the number of equations solved numerically is smaller, the computational cost of the problem is also reduced. It is believed that the presented set of equations can be continually improved and can be applied for commercial applications, research and development of high-performance burners.

A interação fluido estrutura faz parte de uma ampla gama de estudos da atualidade. Em função das interações dinâmicas entre fluido e estrutura, baseadas tanto nas propriedades do fluido e do escoamento quanto nas características estruturais do corpo submerso, poderá ocorrer vibração induzida por vórtices (VIV) e/ou a vibração induzida pelo escoamento (FIV). Neste trabalho a abordagem desse problema é do tipo numérica, mediante o uso do código Incompact3d, acoplado com um modelo dinâmico de oscilador simples. O esquema do Incompact3d permite a solução das equações de Navier-Stokes mediante Simulação Numérica Direta (DNS). O caso específico para o qual aplica-se o modelo numérico é o caso de dois cilindros circulares lisos idênticos alinhados com o escoamento. A validação do código é feita para números de Reynolds (Re) entre 100 e 300, espaçamento entre centro dos cilindros (S=D) entre 1; 5 e 10; 0 e velocidades reduzidas (U0) entre 2 e 14. Os cenários simulados são: cilindros de montante e de jusante fixos (MF JF), cilindros de montante e de jusante livres na direção transversal ao escoamento (MLy JLy) e cilindros de montante e de jusante livres nas duas direções (MLxy JLxy). Devido à carência de estudos comparativos entres estes três cenários, para números de Reynolds da ordem de 102 e espaçamento crítico (S=D 3; 5, que é função do Re), o presente trabalho estuda as estruturas formadas no escoamento, além das vibrações induzidas, a partir de simulações 2D para Re = 200 e 300, S=D = 3; 5 e 2 < U0 < 14, que corresponde à região onde acontecem os fenômenos tanto de ressonância quanto de galloping. Encontra-se que para o cenário MLyJLy a máximas oscilações ocorrem para 5 U0 8 e são maiores para Re = 300. Em termos de amplitudes de vibração, os cenários MLxy JLxy tiveram os maiores deslocamentos relativos, em relação aos MLy JLy. / The fluid-structure interaction makes part of a great number of current studies. As a function of dynamic interactions between fluid and structure, based on fluid and flow properties as on structural characteristics of the submerged body, could occur vortex induced vibration (VIV) and/or flow induced vibration (FIV). This work has a numerical approach to the problem, using Incompact3d code coupled with a simple oscillator dynamic model. The Incompact3d numerical scheme allows to solve the Navier-Stokes equations via Direct Numerical Simulation (DNS ). The coupled numerical code was applied to case of two circular smooth identical cylinders in cross-flow (tandem). The code validation is made for Reynolds numbers between 100 and 300, spacing between center-to-center cylinder (S=D) between 1; 5 and 10; 0 and reduced velocities (U0) between 2 and 14. The conditions simulated are: both cylinders fixed (MF JF), both cylinders free in transversal streamwise direction (MLy JLy) and both cylinders free to oscillate parallel and transverse to the streamwise direction (MLxy JLxy). Due to the absence of comparative studies between these settings, for Reynolds number O(102) and critical spacing (S=D 3; 5, which is a function of Re), the present work studies the flow structures, moreover induced vibrations, via 2D simulations for Re = 200 and Re = 300, S=D = 3; 5 and 2 < U0 < 14, that correspond to the region where resonance and galloping phenomena take place. It is found for MLy JLy escenary that the greatest oscillations occur for 5 U0 8 and they are greater than the correspond to Re = 300. All the MLxy JLxy settings have greater oscillations than the MLy JLy settings.

O presente trabalho tem como objetivo uma avaliação qualitativa das transformações metalúrgicas sofridas pelos aços ferríticos de baixa liga T/P23 e T/P24, quando soldados com diferentes energias de soldagem, temperaturas de preaquecimento e espessuras de metal base. Foi utilizado um modelo baseado em equações de transporte de calor, que aplica a técnica numérica de volumes finitos com implementação computacional em linguagem de programação FORTRAN. Foi enfocada neste estudo a simulação numérica dos efeitos da variação da energia de soldagem, da espessura e da temperatura de preaquecimento do metal base sobre a curva de resfriamento durante a transformação sob resfriamento contínuo dos aços citados. Foi simulada uma condição em que um cordão de solda foi depositado sobre placas dos aços estudados através do processo GMAW (Gas Metal Arc Welding). O modelo de fonte de energia baseado na distribuição duplo-elipsóide de fluxo de calor de Goldak et al. foi utilizado, a fim de se obter uma boa aproximação da penetração e da taxa de resfriamento da solda. Os resultados obtidos confirmaram qualitativamente aqueles apresentados pela literatura. / The aim of this work is to evaluate qualitatively the metallurgical transformations during the welding of the low alloy ferritic steels T/P23 e T/P24 when welded with different welding energy, preheat temperatures and base metal thickness. It was used a model based at heat transfer equation that apply the finite volume numerical method and implemented in a computational code in FORTRAN programming language. It was aimed at this work the numerical simulation of the effects of the energy change, base metal thickness and preheating temperature on the cooling curve during continuous cooling transformation of these steels. It was simulated a situation where a single weld fillet was deposited on plates of the investigated steels by the GMAW process. A heat source model based on Goldak`s double-ellipsoid power density distribution was utilized in order to get a good approximation of the weld penetration and cooling rate. The results obtained had a good qualitative agreement with the literature.

A pasteurização é um processo térmico de tratamento de alimentos, sendo amplamente difundido na indústria de bebidas. É ela que provê ao produto sua durabilidade dentro dos padrões adequados ao consumo humano. Suas ações também têm impacto direto nas propriedades organolépticas e estabilidade química do produto. Os produtos geralmente são pasteurizados em equipamentos de grandes dimensões, chamados de túneis pasteurizadores. Nestes equipamentos, os alimentos são pasteurizados no sistema in-package, ou seja, já envasados, de forma a eliminar os microorganismos presentes também no vasilhame. Este trabalho tem por objetivo a investigação dos fenômenos de transferência de calor que ocorrem na pasteurização de cerveja engarrafada bem como a elaboração de um modelo analítico visando permitir um controle do processo térmico. Para a obtenção dos valores dos coeficientes de troca térmica global foi projetada e construída uma bancada de testes que permite recriar as mesmas condições existentes nas máquinas reais. Com esta bancada são obtidos resultados que permitem analisar os coeficientes globais de transferência de calor e estudadas suas relações com a massa e geometria do vasilhame em estudo. Estes coeficientes alimentam um modelo analítico proposto que possa ser facilmente implementado de forma a consolidar o sistema de controle do processo de pasteurização. Os coeficientes obtidos atingem uma boa confiabilidade do modelo para este caso em estudo além de permitir um conhecimento mais profundo sobre o processo térmico e seu comportamento fluidodinâmico. De forma a consolidar o pressente trabalho, simulações numéricas são realizadas para permitir a uma visualização mais clara das características de processo através os campos de temperatura e velocidade, para comprovação das observações efetuadas nos estudos experimentais. O modelo proposto de transferência de calor para o controle do processo, com seus coeficientes, juntamente com o equacionamento da intensidade de pasteurização, permitiram a construção de uma máquina onde os resultados deste estudo são utilizados, atingindo uma eficiência de processo da ordem de 95%, suficiente para a consolidação da solução junto ao mercado. / Pasteurization is one of the most important processes applied in drinking industry. It is the process that provides the product the needed durability in order to ensure a secure consumption for human beings. The effects of pasteurization also affect the organoleptic properties of the products and its chemical stability. The products are pasteurized in large equipments called tunnel pasteurizers, and the process is also called in-package pasteurization. That means that the product is processed already bottled, in order to eliminate the microorganisms that may be present in the bottle. This work has the purpose to investigate the physical phenomena’s that occurs during beer pasteurization, and to elaborate an analytical model that describes the thermal problem. In order to acquire the global heat transfer coefficients, as the analysis of the thermal resistances involved, it is designed and constructed an analysis machine that creates all the conditions that can be found in real machines. With this analysis machine, it is obtained the results of the global heat transfer coefficients, and it relations with the mass and the geometry aspect ratio of the bottle. The coefficients will be implemented in the model proposed in order to allow the creation of a pasteurization control system that can be programmed for a real machine, today not featured in the machines offered in the Brazilian market The obtained coefficients ensures a good reliability of the model for this special purpose as also allows a depth knowledge of the thermal and fluid-dynamic process, for future studies that can be developed in the area. For the consolidation of the proposed model, investigations are performed using numerical methods for a complete observation of the most important features that has influence in the process. This work enabled the construction of a real machine with pasteurization process control, using the model together with the obtained heat transfer coefficients. Some results of measures made at this machine are presented, showing that it can ensure a efficiency of 95%. This result turns to be good enough in order to approve the machine for operations in the domestic market.

O objetivo deste trabalho consiste na obtenção de uma solução analítica para a equação cinética de difusão de nêutrons unidimensional e em geometria cartesiana, para problemas monoenergéticos e com multigrupos de energia. Essas equações são do tipo stiff, devido as amplas diferenças nas ordens de grandeza das escalas de tempo dos fenômenos físicos envolvidos, fato que as torna de difícil solução. A ideia básica do método proposto consiste na aplicação da expansão espectral do fluxo escalar espacial e da concentração de precursores, aplicação de momentos e solução de problema matricial resultante pela técnica da transformada de Laplace. Tendo em vista que a equação para a concentração de precursores é uma equação diferencial linear de primeira ordem na variável temporal, para tornar possível a aplicação do método espectral, foi introduzido um termo de difusão fictícia multiplicado por um valor " pequeno e positivo. Por esse procedimento, foi possível encontrar uma solução analítica para o problema estudado. Foram realizadas simulações numéricas e análise dos resultados obtidos com a precisão controlada pela ordem de truncamento da série. / The objective of this work is to obtain an analytical solution of the neutron diffusion kinetic equation in one-dimensional cartesian geometry, to monoenergetic and multigroup problems. These equations are of the type stiff, due to large differences in the orders of magnitude of the time scales of the physical phenomena involved, which make them difficult to solve. The basic idea of the proposed method is applying the spectral expansion in the scalar flux and in the precursor concentration, taking moments and solving the resulting matrix problem by the Laplace transform technique. Bearing in mind that the equation for the precursor concentration is a first order linear differential equation in the time variable, to enable the application of the spectral method we introduce actitious difusion term multiplied by a positive value which tends to zero. This procedure opened the possibility to and an analytical solution to the problem studied. We report numerical simulations and analysis of the results obtained with the precision controlled by the truncation order of the series.