Neste trabalho, aplicamos o método LTSN na solução de um problema inverso de condições de contorno em teoria de transporte. Para o problema inverso considerado aqui, supomos que a densidade de radiação é conhecida em certos po11- tos no interior do domínio c então procuramos determinar que funções geram tal densidade. A motivação para, este trabalho vem do campo da radioterapia, uma veh que é difícil a determinação das características da radiação incidente ua superfície externa do corpo que deve origiuar a dose desejada uo interior. Propomos duas abordagens: urna que pode ser aplicada independentemente do môtodo usado para resolver a equação de transporte c a outra associada especificamente à formulação LTS N. Apresentamos resultados numéricos para diferentes tipos de condições contorno até a aproximação LTS12. / In this work we applied the LTSN method to the solution of an inverse boundary-condition problem in transport theory. For the invcrse problem considered here, we suppose that the radiation density is known at certain positious within the mcdium, aud we thcu seek to determine what functions that can induce such a radiation density. The motivation for this problem comes from thc field of radiatiou thcrapy, where it is oftcu a difficult task to predict thc angular shape and strength of an exposiug radiatiou bcam incident on the surface of the body that will giYc risc to a desired intemal dose. We propose two approaches: the first mw can be applicd independent of tlw rncthod used to solve the trausport cquation and the second one is spccifically associated to the LTSN formulation. We' prescut Immcrical rcsults for different typcs of houudary-couditions until LTS 12 approximation.

A estimativa de parâmetros térmicos relacionados à Soldagem por Fricção Linear (também conhecida como Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica) de uma placa de alumínio AA 2195- T8 é estudada nesta dissertação. A determinação dos parâmetros é tratada como um problema de otimização, no qual a função objetivo corresponde a uma função erro entre temperaturas medidas numericamente e temperaturas calculadas, para certos valores da taxa de calor gerada pela fricção, do coeficiente de transferência calor por convecção natural e do coeficiente de transferência de calor entre a placa e a base de suporte. A distribuição transiente de temperaturas sobre a placa é determinada pela solução da equação da condução de calor tridimensional transiente, a qual é resolvida pelo método dos volumes finitos. A minimização da função objetivo é realizada com o auxílio do algoritmo Otimização Extrema Generalizada (GEO), um método evolucionário que pode lidar com diversos tipos de problemas de otimização. A avaliação da sensibilidade da leitura de temperatura é feita com relação ao posicionamento dos sensores, com o objetivo de descobrir as melhores posições para aquisição de dados, e também a determinação do parâmetro t (parâmetro utilizado no método GEO que deve ser ajustado para cada tipo de problema) que melhor se adapta para cada um dos conjuntos de medição de temperatura. Além disso, realiza-se um estudo no qual é analisado um caso em que a fonte de calor possui forma de distribuição desconhecida, sem a utilização de equações para a sua descrição, desta maneira mais parâmetros devem ser estimados pela análise inversa, assim o processo de otimização é mais complexo (cinco valores de taxa de calor e dois coeficientes de transferência de calor, ao invés de uma taxa de calor e dois coeficientes). Ainda, para simular medições de dados reais, os valores de temperatura obtidos a partir da solução numérica para valores específicos da taxa de calor e dos coeficientes de transferência de calor são perturbados com ruídos de acordo com desvios-padrão típicos dessa forma de medição. Este trabalho demonstra que a aproximação inversa proposta pode ser um modo muito efetivo para avaliar e predizer os parâmetros que governam o processo de transferência de calor na Soldagem por Fricção Linear, um importante passo para o seu controle em tempo real. / The estimation of thermal parameters related to Friction Stir Welding of a AA 2195-T8 plate is studied in this dissertation. The determination of the parameters is carried out by means of an optimization problem, in which the objective function corresponds to an error function between the numerically measured temperature and the temperature computed for each estimated values of the heat rate input, the heat transfer coefficient on the bottom surface, and the natural convection heat transfer coefficient. The time-dependent temperature distribution on the plate is determined by the solution of the three-dimensional transient state conduction equation, which is solved by the control-volum method. The minimization of the objective function is accomplished with the aid of the Generalized Extremal Optimization (GEO) method, an evolutionary method that can deal with several types of optimization problems. The evaluation of the temperature reading sensitivity is carried out, in relation to the readers locations on the plate, in order to determine the best positions that can be used to acquire datas, and the determination of the t parameter (this parameter is used in the GEO method and it must be adjusted for each type of problem) that best fits with each one of the temperature readers assembly, allowing the determination of the best temperature readers assembly. In addition, it is executed a study that considers a case where the heat rate input has unknown profile distribution, without using equations for its description, in this manner more parameters have to be estimated by the inverse analysis, so the optimization process is more complicated (five heat rate inputs and two heat transfer coefficients, instead of one heat rate input and two heat transfer coefficients). Furthermore, to simulate real-data measurements, the temperature inputs, obtained from a numerical solution for specific values of the heat rate input and the heat transfer coefficients, were perturbed with noises according to the standard deviation of the measurement procedure. This work demonstrates that the proposed inverse approach can be a very effective way to evaluate and predict the parameters that govern the heat transfer process in Friction Stir Welding, an important step to real-time control of this process.

Esta dissertação de mestrado tem por objetivo apresentar uma metodologia de solução inversa para cavidades compostas por superfícies não-cinzas, com transferência de calor por radiação. As superfícies da cavidade têm emissividades divididas em bandas onde são consideradas constantes. Na superfície superior, estão localizados os aquecedores, enquanto na superfície inferior, a superfície de projeto, é imposta uma condição prescrita de aquecimento, com temperatura e fluxo de calor preestabelecido. As demais superfícies são paredes na temperatura ambiente. O aquecedor não tem nenhuma condição de contorno, devendo ser determinada a distribuição do fluxo de calor (e, conseqüentemente de temperatura) que atenda as condições impostas na superfície de projeto. Essa formulação em problemas de transferência de calor por radiação é descrita por uma integral de Fredholm de primeira espécie, cuja discretização resulta em um sistema de equações mal-condicionado que deve ser resolvida por métodos de regularização. Neste trabalho, adotou-se o método TSVD (truncated singular value decomposition). Um aspecto deste problema é que apesar de o fluxo radiante total na superfície de projeto ser conhecido, sua distribuição em cada banda é desconhecida. Para resolver isto é proposto um cálculo iterativo onde a distribuição do fluxo de calor é estimada, e a correção é baseada na determinação do poder emissivo total para cada elemento aquecedor, a partir dos poderes emissivos obtidos em cada banda. / This dissertation has the objective of presenting an inverse method for the solution of nongray enclosures, with radiative heat transfer. The surfaces of the enclosure have the hemispherical spectral emissitivities divided in bands, where the emissivities can be considered constant. For the test case, the heaters are located on the top of the enclosure, while the design surface, where both the temperature and the heat flux are imposed, is located on the bottom of the enclosure. The remaining surfaces represent the wall of the enclosure, having a prescribed temperature. The heaters have no boundary condition, and both temperature and heat flux must be determined. This specific formulation in radiative heat transfer problems is described by a Fredholm integral of first kind, which can be solved by a regularization method as TSVD among others. One aspect of this problem is that, although the total heat flux of the design surface is known, the partial heat fluxes of the spectral bands are not. An iterative process is proposed where the initial heat flux distribution is guessed, and the correction is based on the determination of the total emissive power for each heating element, from the partial emissive powers.

A geometria dos estados fundamental e primeiro estado excitado para a 2,5- (2' -benzoxazolil) hidroquinona (BBHQ) e seu derivado meti lado (BBMP) foram calculados utilizando o método semiempírico AMl. Os dados obtidos foram empregados em um estudo comparativo entre os métodos espectroscópicos HAM/3 e INDO/S-CI. Além disto o espectro de absorção eletrônica de uma série de derivados do 2-(2'-hidroxifenil)benzoxazol (HBO) foram calculados utilizando AMl e MNDO-PM3 para otimização das geometrias e HAM/3 e INDO/S-CI para os dados espectroscópicos. Os cálculos mostram que as formas mais estáveis para os BBHQ e HBO são estruturas com pontes de hidrogênio com o átomo de nitrogênio do anel oxazol - na forma enol e ceto para os estados fundamental e primeiro estado excitado, respectivamente. Com relação aos resultados espectroscópicos, INDO/S-CI forneceu valores numéricos mais próximos dos dados experimentais, enquanto HAM/3 descreve melhor a distribuição e intensidades relativas das bandas de absorsão/emissão. Os substituintes químicos introduzidos na molécula do HBO apresentaram um deslocamento para o vermelho no espectro de absorção dos compostos calculados, esta característica é discutida com base nos níveis de energia calculados para os orbitais de fronteira e na redistribuição de carga devido a excitação eletrônica. / The geometry of the 2, 5-bis (benzoxazol-2'-yl) hydroquinone (BBHQ) and its methylated derivative (BBMP) in the ground and in the first exci ted singlet state were investigated using AMl semiempirical molecular orbital calculations. The data obtained were employed in a comparative study between the HAM/3 and the INDO/SCI computational methods for electronic spectra simulation. In addi tion the electronic absorption spectra of a series of 2- (2'-hydroxyphenyl)benzoxazole (HBO) derivatives were calculated using AMl and MNDO-PM3 for geometry optimization and INDO/S-CI and HAM/3 for spectroscopic features. Calculations show that the most stable forms of the BBHQ and HBO are H-bonded structures -- enol and keto tautomers for the ground and first exci ted singlet state, respectively. Concerning spectroscopic results, INDO/S-CI yielded numerical values of excitation energy that better agree with experimental data, while HAM/3 better described the distribution and relative intensities of the absorption/emission bands. Chemical substitution was seen to red-shift the absorption spectrum of alI the model-compounds, a feature that is discussed wi th basis on the calculated energy leveIs of frontier orbitaIs and charge redistribution upon electronic excitation.

Orientador: Alfredo de Almeida Vitali / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-27T08:47:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schmidt_FlavioLuis_D.pdf: 27091958 bytes, checksum: 82ce0e0edc4da73190d61eec04fc4ccb (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Alimentos tipo "solid pack" são conhecidos como aqueles produtos particulados enlatados sob alto vácuo (25 pol Hg) processados termicamente, contendo aproximadamente 10% de líquido em relação ao volume da embalagem. Apesar desta tecnologia ser conhecida desde 1970, há relativamente poucos estudos a respeito do fenômeno de transferência de calor e sobre o uso de vapor ou água com sobrepressão de vapor como meio de aquecimento para este processo. Um sistema para a rotação tipo extremidade sobre extremidade das latas foi adaptado numa cuba acrílica. Esferas de polietileno de 11 mm de diâmetro foram utilizadas como simulantes de alimentos e testes de penetração de calor foram conduzidos em latas (73x95)mm, completamente cheias com as esferas, recravadas sob vácuo de O, 12,5 e 25 pol Hg; volumes livres de 23 e 38%, e velocidade de rotação de O,16 e 32 rpm. Termopares foram fixados ao longo da extensão das latas, perfazendo o perfil de temperatura nos processo. Testes em escala piloto realizados em autoclaves também foram executados e a temperatura no centro das esferas foi medida e comparada com valores estimados pelo método da função de transferência em z, com intuito de validar este método de predição. Os resultados demonstraram a influência do vácuo no tempo de processo, sendo os processos térmicos mais longos na ausência de vácuo, principalmente com 38% de volume-livre. Os pontos de aquecimento mais lento e mais rápido estiveram localizados, respectivamente, a 1/2 (maioria) e 1/5 da altura da lata, nos processos estáticos. O ponto de aquecimento mais lento nos alimentos enlatados tipo "solid pack" pode ser diferente dos alimentos convencionais, principalmente no caso de processamento estático. É essencial controlar o vácuo de recravação o qual deve ser considerado com ponto crítico de controle. A agitação incrementou os coeficientes de transferência de calor, observados pelo reduzido tempo de processo. O uso das funçôes de transferência em z demonstrou uma boa resolução e poderia ser utilizado para predição da temperatura das esferas e facilitar a obtenção de coeficientes de transferência de calor. / Abstract: Solid pack foods are known as those particulated heat processed canned product, closed under high vacuum (25 Hg inch) and containing aproximately 10% of the packadge volume in liquid. In spite of this technology is known since 1970, there are relatively few studies conceming on the heat transfer phenomena and the use of steam as heating medium. The objective of this work was to understand the heat transfer phenomena inside the can and some of the variables that affect the solid pack processo A controlled system for the end-over-end rotation of cans was adapted in a acrilic vessel. Poliethylene spheres (11 mm diameter) were used as simulant of foods and heat penetration tests were carried out in (73x95)mm cans, completely filled with the spheres, with closure vacuum of O, 12,5 and 25 in Hg; free volume of 23 and 38%, and rotation speed of O, 16 and 32 rpm. Thermocouples were fixed along the axis of the cans, showing the temperature profiles. Pilot tests were also performed in a retort and for these tests, the center temperature of the spheres was experimentaly determined and checked out with the theoretical z-transfer function method with the purpose of validate it. Results showed the influence of vacuum on the process time, mainly those at 38% free volume, being the thermal process longer at lower vaccum. The slowest and fastest heating points were located respectivelyat 1/2 (or 2/3) and 1/5 can height on the static tests. The slowest heating point in solid pack type canned foods may be different from those conventional convective products, mainly if static process takes place. It is essential to control the vaccum closure that was considered a critical control point. Agitation improved the heat transfer coefficients, observed by reduced process time. The z-transfer function method showed good performance and could be used for sphere temperature prediction and heat transfer coefficients determination. / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

A hidrogenação catalítica por transferência de hidrogênio, utilizando como doador o limoneno e como catalisador 10% Pd/C foi experimentada em cinco cetonas alicíclicas, α,8-insaturadas de seis membros e em uma cetona alifática α, ß,γ ,δ-insaturada. Vários parâmetros de reação foram investigados e tendo como subtrato modeelo a ísoforone. Observou-se 100% de conversão em todas as enonas testadas e aproximadamente 100% de seletividade em cetona saturada nos casos em que o substrato enônico apresentava metilas geminadsa; estabilidae de anel de quatro membros nas condições reacionais e a não seletividade na redução das ligações olefínicas de cetona α, ß,γ ,δ-insaturada. Constatou-se, além de desproporcionação do doador, a ococrrência de um processo competitivo ded desproporcionação do aceptor, o qual foi insignificante no caso de cetonas possuidoas de metilas geminadas, mas perceptível no caso de cetonas que apresentam hidrogênio em cada um dos outros cinco carbonos do anel.

[pt] Neste trabalho é feita uma análise teórica e numérica da evaporação não isotérmica de um líquido contido em um recipiente cilíndrico parcialmente cheio, com paredes adiabáticas. Postula-se que a evaporação acontece em presença de convecção natural impulsionada por diferenças de massa específica, associadas com gradientes de temperatura e composição da mistura. Esta consiste de um gás e o vapor do líquido. Embora a formulação seja geral, o presente trabalho focaliza a evaporação de água para o ar. Estudou-se três situações. Um caso isotérmico, variante do clássico problema de difusão de Stefan, um Caso em que a temperatura do líquido é maior do que a temperatura ambiente e um terceiro caso no qual a temperatura do líquido é menor do que a do ambiente. Duas diferentes condições de contorno foram usadas na abertura do recipiente de modo a explorar a sensibilidade do escoamento às condições no topo. A distância entre a superfície do líquido e o topo variou de duas a dez vezes o raio do recipiente. Duas diferenças de temperatura entre o líquido e o ambiente foram investigadas, 3 graus Celsius e - 2 graus Celsius. O ar ambiente foi considerado como sendo muito seco ou muito úmido. Encontrou-se que, quando a temperatura do líquido é maior do que a temperatura ambiente, a taxa de evaporação alcança valores até quatro vezes maiores do que para o caso isotérmico. Para o caso em que a temperatura do líquido é menor do que a temperatura ambiente, a taxa de evaporação decresce para valores até duas vezes menores do que para o caso isotérmico. / [en] This work reports a theoretical and numerical analysis of the non-isothermal evaporation of a liquid contained in a partially filled cylinder vessel, with adiabatic walls. It is assumed that the evaporation occurs in the presence of natural convection driven by differences in specific mass associated with gradient of temperature and mixture composition. The mixture consist of a gas and the vapor of the evaporating liquid. Although the formulation is general, the specific focus of the present work is on the evaporation of water into air. Three situations were studied. An isothermal case, which is a variant of the classical Stefan diffusion problem, a case where the liquid temperature is higher than the ambient temperature, and a third case in which the liquid temperature is lower than the ambient. Two different boundary conditions were used at the openning of the vessel in a way to explore the sensitivity of the flow to the conditions on the top. The distance between the liquid surface and the top of the vessel varied from two to ten times the vessel radius. Two temperature differences between the liquid and the ambient were investigated, 3 degrees Celsius and - 2 degrees Celsius. The environmental air was considered to be either very dry or very wet. It was found that, when the liquid temperature is higher than the ambient temperature, the rate of evaporation can reach values up to four times larges than that for the isothermal case. For the case where the liquid temperature. is lower than the ambient temperature, the rate of evaporation decreases to values down to half of theisothermal case.

[pt] O processo de lingotamento contínua de metais é simulado numericamente. Placas ou tarugos metálicos são produzidos continuamente, mantendo-se o escoamento do material através do molde. A frente de solidificação depende da velocidade de retirada de material e da refrigeração imposta na superfície do lingote. A posição da interface líquido-sólido e o campo de temperaturas na região sólida são determinados, e consideram-se os efeitos da velocidade na curvatura da interface. É analisado um modelo retangular bi-dimensional e a equação da energia é resolvida utilizando-se o método numérica de diferenças finitas das volumes de controle. Os resultados são comparados com soluções analíticas simplificadas onde a termo de transporte não foi considerado e mostram que o calar transportado pelo movimento de lingote tem influência significativa na forma da interface e em sua localização dentro do molde durante o processo. / [en] This work deals with a numerical simulation of the continuous casting process. This process is employed in the fabrication of metallic inguts. The position of the solid-liquid interface is determined together with the temperature field in the solid region. The research is facused on studying the effect of the withdrawal velocity on the interface position, aiming at accidental leakage preventien during the process. In this analysis, the sensible heat is taken into acceunt, in contrast to previous marks reported in the open literature. The present work employed a two-dimensional model. The energy equation was integrated in the rectangular domain by means of the finite-volume method. The liquid regions was at the fusion temperatures, whereas one of the side boundaries was strogly cooled to promote solidification. An algorithm was developed to determine the interface pesition and the domain length. Comparisons of this results obtained with the available solutions obtained excluding sensible heat showed that, depending upon the value of the withdrawal velocity, the sensible heat may or may not be negleted. The simulations was performed with the aid of a microcomputer of the IBM-PC/XT type, employing the Fortran language.

Magíster en Gestión para la Globalización / Esta consultoría, encargada por la División de Innovación del Ministerio de Economía, tiene por objetivo realizar una propuesta de acciones experimentales que fomenten la cultura de Transferencia Tecnológica (TT) en el país y pueda ser implementada. En este trabajo se define como metodología: análisis del estado actual del país en temas de TT, para luego hacer un análisis de la evolución del concepto; benchmarking centrado en tres países con experiencias exitosas en TT y ejemplos en desarrollo económico (Finlandia, Corea del Sur y Cataluña, España); destacar las acciones transversales y puntuales en los tres países tomados como ejemplo, y que de acuerdo a los antecedentes recabados, los han llevado a conseguir el éxito y competitividad mundial que poseen actualmente; seleccionar la propuesta que cumpla con el objetivo planteado de la consultoría solicitada, y que represente en sí misma una innovación; y someter a análisis Hofstede, PESTEL y Económico a la propuesta seleccionada. La propuesta seleccionada es un programa generador de brokers tecnológicos , sean estas personas naturales o jurídicas, cuya función es servir de nexo entre Universidad y Empresa. Para la implementación de la propuesta se propone dividirla en fases, siguiendo los lineamiento de CORFO, en donde en una primera instancia se integra al programa I2030, con el objeto de aumentar el cantidad de publicaciones y patentes de estas facultades, y fomentar la formación de spin-off con base científico tecnológica. Este trabajo detecta que los principales desafíos para la implementación de un programa generador de brokers tecnológicos son: falta de institucionalidad país, principalmente con el retraso de la creación del Ministerio de Ciencia y Tecnología; baja presencia del país en los polos de desarrollo; y la falta de políticas a largo plazo, con el consiguiente riesgo de redefinir las prioridades del país entre un gobierno y otro.

Ingeniero Civil Mecánico / Los medios porosos no homogéneos están presentes en un amplio rango de aplicaciones, como es el uso de catalizadores. Estos materiales se generan a partir de compactación de polvos para formar pellets de diferente configuración geométrica. El correcto control de las reacciones químicas en la superficie de catalizadores puede influir en la eficiencia de estos materiales. Por otra parte, la transferencia de calor inversa busca estimar las causas que producen un efecto conocido en un problema de transferencia de calor, siendo uno de los más habituales el de la estimación de propiedades dependientes de temperatura, cuya resolución numérica es la más común. Este trabajo consiste en la determinación de un modelo de conductividad térmica para el material, en función de la posición espacial y el tiempo, mediante transferencia de calor inversa. Analizando así otro método de estimación de esta propiedad, frente a los métodos utilizados regularmente. Se dispone de videos termográficos, que muestran la distribución de temperaturas de la superficie de una pastilla de alúmina con platino. A través de un software de regresión simbólica, y luego de procesar los datos del video elegido, se encuentran funciones de temperatura que dependen de la posición en la superficie. Considerando más fotogramas del video, se obtienen funciones dependientes también del tiempo. Mediante análisis de error y forma se escogen las mejores funciones de los dos tipos. Para encontrar modelos de conductividad térmica se utiliza un método analítico y uno numérico. El método analítico se basa en la resolución de la ecuación diferencial de calor utilizando las funciones de temperatura. El resultado de este método no es satisfactorio por presentar valores sin sentido físico en algunas zonas. El método numérico encuentra modelos realizando regresión simbólica a datos de conductividad encontrados por una iteración numérica que utiliza la ecuación de calor y diferencias finitas. Las funciones de conductividad encontradas no se ajustan bien a todos los datos, pero tienen valores dentro de los rangos esperados. Los modelos encontrados mediante el método numérico se consideran válidos y aplicables para problemas que utilizan un catalizador de material similar.