PESSOA, D. B. Estudo dos efeitos da microestrutura do material e da frequência do sinal ultrassônico na análise de flutuações. 2013. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-01T13:29:52Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_dbpessoa.pdf: 6806613 bytes, checksum: ebdef81181b7e0f2a3a1486a27440a7f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T17:38:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_dbpessoa.pdf: 6806613 bytes, checksum: ebdef81181b7e0f2a3a1486a27440a7f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T17:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_dbpessoa.pdf: 6806613 bytes, checksum: ebdef81181b7e0f2a3a1486a27440a7f (MD5) Previous issue date: 2013-11-28 / It is usual the application of ultrasonic non-destructive evaluation to detect discontinuities in different materials applied in industry Furthermore information about the microstructure of the inspected material can be obtained by signal processing of time series produced during the inspection Simulation of ultrasonic testing can be an important tool to help the understanding and predicting the interaction of mechanical wave in materials First of all computational materials modeling to reproduce the characteristics of specimens through which the wave propagates is necessary Five different one-dimensional materials composed of domains (grains) with different average size and same density were designed in this work Simulations of ultrasonic wave propagation in the modeled materials were performed at four different wave frequencies Concomitantly ultrasonic signals were acquired from five steel samples containing different average grain sizes using probes with central frequency of 225 5 10 and 20 MHz Detrended fluctuation analysis DFA and rescaled range analysis R/S two techniques for analyzing fluctuations in time series were used to process the signals in order to filter out spurious information and evaluate the influence of selected variables (grain size and frequency of the signal) on the ultrasonic signals obtained Finally simulated and experimental data and compared in order to evaluate the simulation performance / É corrente o uso de inspeção não-destrutiva ultrassônica na detecção de descontinuidades nos mais diversos materiais utilizados na indústria Adicionalmente informações sobre a microestrutura do material inspecionado podem ser obtidas a partir do processamento da série temporal produzida durante a inspeção A simulação do ensaio ultrassônico representa uma importante ferramenta para o entendimento e previsão da interação da onda mecânica com o meio No entanto faz-se necessário primeiramente modelar o meio que reproduza as características de uma amostra objeto de estudo por onde a onda propaga Cinco meios unidimensionais compostos por domínios (representando grãos) com tamanho médio distinto e a mesma densidade média foram definidos neste trabalho Simulações de propagação de ondas ultrassônicas nos meios modelados foram executadas para quatro diferentes frequências de ondas Concomitantemente foram capturados sinais ultrassônicos sobre cinco amostras de aço contendo diferentes tamanhos médios de grão utilizando transdutores de 2.25 5.0 10.0 e 20.0 MHz Todos os sinais obtidos foram submetidos à detrended fluctuation analysis DFA e rescaled range analysis R/S duas técnicas de análise de flutuações em séries temporais com vista a filtrar informações espúrias e avaliar influência das variáveis selecionadas (tamanho de grão e frequência do sinal) sobre os sinais ultrassônicos obtidos Por fim é feita uma comparação entre os dados simulados e experimentais e avaliação da qualidade da simulação

No presente trabalho avalia-se o comportamento da difusão e da convecção natural em sistemas térmicos que possuem armazenadores de calor, como os que envolvem coletores solares ligados a reservatórios de água quente. Através da solução das equações diferenciais que regem o problema, obtém-se os campos de velocidade e temperatura no interior destes armazenadores. Este último, especialmente, é importante para a determinação da performance térmica de todo o sistema. A intensidade da estratificação térmica depende do fluxo de entrada e saída de água no reservatório, da sua razão de aspecto, da posição da resistência elétrica de apoio, se ela existir, da espessura e difusividade térmica da parede e da espessura e material do isolamento térmico. A perda de calor para o meio ambiente causa um fluxo de líquido descendente, junto às paredes do reservatório, incorrendo em camadas limites hidrodinânlica e térmica. Além do papel destas camadas limites, também investiga-se a importância relativa da difusão de calor através da parede metálica do armazenador, na sua direção axial (altura). Não são investigados neste trabalho os efeitos de entrada e saída do líquido do armazenador, e também as correntes convectivas originadas do suprimento de calor por resistência elétrica. As equações da energia e do movimento são resolvidas de forma acoplada, em coordenadas cilíndricas axissimétricas, em regime transiente, empregando o Método dos Volumes Finitos. / In the present work the diffusion behavior as well as the natural convection in thermal systems that possess heat reservoirs, like the ones that involve solar collectors connected to hot water reservoirs, have been evaluated. Through the solution of the differential equations that describe the problem, the velocity fields and the internal temperature of these tanks have been obtained. The last one is specially important for the determination of the thermal performance of the whole system. Intensity of the thermal stratification depends on the entrance and exit water flow in the reservoir, on the tanks aspect ratio, on the position support of the electrical resistance, if it exists, on the thickness and thermal diffusion of the wall and on the material of thermal insulation. The loss of heat for the environment brings about a descending liquid flow, next to the walls of the reservoir, ending up by creating hidrodynamic and thermal boundary layers. Besides the role of these boundary layers, the relative importance o f the heat diffusion through the metallic wall of the reservoir in its axial direction (height), also has been investigated. The effects of the entrance and exit of liquid in the reservoir, as well as the convective currents originated from the heat supplied by electric resistance have not been investigated. The energy and moment equations are solved in a coupled way, in axissimetrical cilyndrical coordinates, in transient regime, employing a Finite Volume Method.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2627_Dissertação Alexsander.pdf: 5180984 bytes, checksum: 966192c6ffb265a39e6fc19b1a7151a2 (MD5) Previous issue date: 2007-08-31 / Este trabalho apresenta uma metodologia para o estudo da dispersão de poluentes atmosféricos passivos e inertes em regiões de topografia complexa, onde modelos simplificados baseados uma abordagem gaussiana não são adequados. O campo de vento é obtido através de um modelo diagnóstico de análise objetiva, baseado na técnica variacional, a partir de medições de estações meteorológicas. As equações governantes são resolvidas numericamente através do método dos volumes finitos e o sistema de equações lineares resultante é resolvido através do método SOR com alternância no sentido de varredura. O campo de vento é validado a partir de um resultado numérico de simulação sobre uma montanha gaussiana isolada suave e através da reconstrução do campo de vento tridimensional sobre uma região de topografia complexa na Região da Grande Vitória ES, para testar sua capacidade em simular situações reais. Na primeira validação o modelo apresentou o mesmo comportamento qualitativo, apresentando pequenas diferenças quantitativas, que podem ser devido a parâmetros não fornecidos pelo trabalho de referência que aqui foram estimados, e por terem sido resolvidos por métodos numéricos diferentes. Na segunda validação os resultados foram compatíveis com os da literatura, entretanto o trabalho adverte sobre a qualidade das previsões onde não existem estações meteorológicas, devido à baixa espacidade da rede local.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Systemic sclerosis (SS) is a chronic and multisystemic disease characterized by fibrosis and vascular abnormalities in the skin and in visceral organs. Pulmonary complications are the most common cause of death and morbidity associated to the disease. The pulmonary function tests are abnormal in 67-95% of patients with SS. Some studies have demonstrated the potential of the forced oscillation technique (FOT) in the detection of respiratory mechanics modifications in several respiratory diseases, but there are no studies in the literature using this technique in patients with systemic sclerosis. Thus, the goals of the present study were: (1) to analyze changes in resistive and reactive properties of the respiratory system in patients with SS and (2) to investigate the diagnostic potential of this technique. This research consists of a controlled observational study. In the first part of the study, considering spirometry, 82 individuals were analyzed, 30 control subjects and 52 patients with diagnostic of SS, 22 with normal spirometry and 30 with restrictive alteration to spirometry. In a second study, based on evaluation of lung volumes, 50 individuals were evaluated, 21 control subjects and 29 with systemic sclerosis, 7 with normal result on volumes exam and 22 with restrictive ventilatory disturbance in this exam. All subjects performed FOT exam for the analysis of resistive and reactive properties of the respiratory system. In subsequent examinations, the individuals were submitted to spirometry and/or volumes exam. Considering the groups divided from the spirometry, the resistive and reactive parameters and the impedance module of the respiratory system at 4Hz (|Z4Hz|) showed significantly alterations (KW- ANOVA/ANOVA, p<0.004). In the comparison between groups, the restrictive group showed the highest changes in all study variables. Considering the division by lung volumes exam, the elastic parameters, |Z4Hz| and the slope of the resistance (S) showed significant changes (KW-ANOVA, p <0.006), while the others resistive variables (total and mean resistance, R0 and Rm, respectively) showed a tendency to increase. In this analysis, the restrictive group also showed greater impairment in oscillometric and volumetric parameters. The SS resulted in changes in resistive and reactive properties of the respiratory system. Analyzing the diagnosis power of FOT, with spirometry as reference, when comparing the normal exam group with restrictive group, the mean reactance (Xm) showed useful clinical value with an area under the curve (AUC) of 0.81. In the comparison between the control and restrictive groups, R0, dynamic compliance (Cdyn,rs) and |Z4Hz| showed the following AUC values, 0.81, 0.95 and 0.91, respectively, representing high accuracy for the last two variables. Using volumes exam as reference, comparing control and restrictive groups, the Xm and resonance frequency (fr) were noteworthy with values of 0.82 and 0.81 of AUC, respectively. Those results are consistent with physiopathological changes related to SS, which may include diffuse fibrosis that affects the lung, the bronchial wall and the alveolar septum with changes in parenchimal architecture, confirming the potential of FOT in the assessment of modifications in respiratory mechanics related to SS. / A Esclerose sistêmica (ES) é uma doença crônica, multissistêmica caracterizada por fibrose e anormalidades vasculares na pele e em órgãos viscerais. As complicações pulmonares são as principais causas de morte e morbidades associadas à doença. Os testes de função pulmonar apresentam-se anormais em 67-95% dos pacientes com ES. Alguns estudos têm demonstrado o elevado potencial da Técnica de Oscilações Forçadas (FOT) na detecção das alterações da mecânica respiratória de diversas doenças respiratórias, no entanto não existem trabalhos na literatura que utilizem esta técnica em pacientes com esclerose sistêmica. Desta forma, os objetivos desta pesquisa foram (1) analisar as alterações das propriedades resistivas e reativas do sistema respiratório em portadores de ES e (2) investigar o potencial de uso diagnóstico desta técnica. Trata-se de um estudo observacional controlado. Na primeira parte do estudo, realizada com base no exame espirométrico, foram analisados 82 indivíduos, 30 indivíduos controles e 52 pacientes com diagnóstico de ES, sendo 22 normais ao exame espirométrico e 30 com distúrbio ventilatório restritivo à espirometria. Em um segundo estudo, baseado na avaliação de volumes pulmonares, 50 indivíduos foram avaliados, 21 indivíduos controles e 29 com ES, sendo 7 normais ao exame de volumes e 22 com distúrbio ventilatório restritivo detectado por esse exame. Todos os indivíduos realizaram exames da FOT para análise das propriedades resistivas e reativas do sistema respiratório. Posteriormente aos exames da FOT, os indivíduos foram submetidos à espirometria e/ou exame de volumes. Considerando os grupos divididos a partir da espirometria, os parâmetros resistivos, reativos e o módulo da impedância do sistema respiratório em 4Hz (|Z4Hz|) modificaram-se significativamente (KW- ANOVA/ANOVA, p<0,004). Na comparação entre grupos, o grupo restritivo apresentou as maiores alterações em todas as variáveis estudadas. Considerando o exame de volumes pulmonares, os parâmetros elásticos, |Z4Hz| e a inclinação da curva de resistência (S) apresentaram alterações significativas (KW-ANOVA, p<0,006), já as demais variáveis resistivas (resistências total e média, R0 e Rm, respectivamente) demonstraram uma tendência à aumento. Nessa análise, o grupo restritivo também apresentou maior prejuízo nos parâmetros oscilométricos e volumétricos. A ES resultou em alterações nas propriedades resistivas e reativas do sistema respiratório. Na análise do poder diagnóstico da FOT, sendo a espirometria referência, na comparação entre o grupo normal ao exame e o restritivo, a reatância média (Xm) apresentou valor útil para uso clínico com valor de área sob a curva (AUC) de 0,81. Já na comparação entre os grupos controle e restritivo, R0, complacência dinâmica (Cdin,sr) e |Z4Hz| apresentaram os seguintes valores de AUC, 0,81, 0,95 e 0,91, respectivamente, representando alta acurácia para as últimas duas variáveis. Com o exame de volumes como referência, comparando os grupos controle e restritivo, a Xm e a freqüência de ressonância (fr) destacaram-se com valores de 0,82 e 0,81 de AUC, respectivamente. Esses resultados são coerentes com as alterações fisiopatológicas relacionadas à esclerose sistêmica, que podem incluir fibrose difusa envolvendo o interstício pulmonar, a parede brônquica e o septo alveolar com alteração da sua arquitetura, confirmando o potencial da FOT na avaliação das modificações na mecânica respiratória relacionadas à ES.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:30:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 105510.pdf: 6402528 bytes, checksum: 9a28bd8de018d3dba0b09aa369cb7ba1 (MD5) Previous issue date: 1996 / O vazamento de gás refrigerante pela folga radial do compressor rotativo de pistão rolante é modelado, assumindo-se como fluído de vazamento tanto o óleo puro como a mistura óleo-refrigerante. Seis modelos de escoamento, considerando ambos os regimes, estacionário e transiente, são desenvolvidos. O modelo mais simples envolve o escoamento estacionário de óleo puro, que é melhorado incorporando-se a variação temporal da pressão de compressão e da velocidade tangencial do pistão rolante. A influência do gás dissolvido no óleo é analisada nos modelos de escoamento monofásico homogêneo e heterogêneo da mistura. A formação de bolhas de gás refrigerante é introduzida nos modelos de escoamento bifásico homogêneo da mistura. Um modelo bifásico contendo a formação de espuma também é apresentado. Os resultados mostram a importância dos modelos conterem o efeito do gás refrigerante dissolvido no óleo no cálculo das propriedades ffsicas, assim como a formação de bolhas de gás ao longo do escoamento. Mostra-se que a formação de espuma na saída da folga radial pode, também, influir significativamente sobre os resultados do escoamento. O modelo de escoamento bifásico homogêneo é recomendado para prever o vazamento de gás refrigerante pela folga radial.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:39:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104402.pdf: 13360964 bytes, checksum: 113cc948d365d428ae37e9d63e47f3c5 (MD5) Previous issue date: 1996 / Simulação do movimento radial do pistão em um compressor alternativo de refrigeração. Esta simulação tem como objetivo promover economia de energia, diminuindo tanto a potência consumida por atrito viscoso quanto o vazamento de fluido refrigerante através da folga radial, além de reduzir o ruído do compressor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104166.pdf: 2341533 bytes, checksum: ebdb0b6c0e034b839883a4df181b449a (MD5) Previous issue date: 1996 / Algumas técnicas para evitar o problema do desacoplamento par-ímpar campo de pressão (também conhecido como campo de pressão do tipo tabuleiro de xadrez) na simulação numérica de escoamentos incompressíveis são discutidas e testadas. Essas técnicas são testadas em associação com algoritmos utilizados em Volumes Finitos para a simulação desse tipo de escoamento. Comparações do desempenho dos códigos implementados são mostradas. A eficácia das diversas técnicas é verificada na simulação de escoamentos bidimensionais laminares.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:56:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 220691.pdf: 7002334 bytes, checksum: b6545d55b6c51db09832cca35cb420b9 (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:51:19Z : No. of bitstreams: 1 152682.pdf: 7545585 bytes, checksum: 357f4dafad3a665d4abd932fe9e9e4f5 (MD5) / O sistema de equações gerados da discretização das EDP's de Navier-Stokes através do MVF é de segunda ordem e necessita de uma forma de linearização para que possa ser resolvida como um sistema linear de equações. Normalmente, o sistema de equações gerado da discretização é linearizado, seja na discretização de termos não-lineares, seja na linearização de termos fonte, possibilitando que a solução destas não linearidades possa ser obtida de forma iterativa. O presente trabalho visa, essencialmente, implementar nova linearização na discretização das equações de Navier-Stokes usando a expansão via Série de Taylor, conforme o método de Newton, com interpolação UpWind de 1a ordem. O objetivo é otimizar o custo computacional envolvido na solução do sistema de equações lineares gerado da discretização.

Resumo