On the development of advanced techniques for mixed-elastohydrodynamic lubrification modelling of journal and sliding bearing systems.

The present thesis is focused on the development of a thorough mathematical modelling and computational solution framework aimed at the numerical simulation of journal and sliding bearing systems operating under a wide range of lubrication regimes (mixed, elastohydrodynamic and full film lubrication regimes) and working conditions (static, quasi-static and transient conditions). The fluid flow effects have been considered in terms of the Isothermal Generalized Equation of the Mechanics of the Viscous Thin Films (Reynolds equation), along with the massconserving p-Ø Elrod-Adams cavitation model that accordingly ensures the so-called JFO complementary boundary conditions for fluid film rupture. The variation of the lubricant rheological properties due to the viscous-pressure (Barus and Roelands equations), viscous-shear-thinning (Eyring and Carreau-Yasuda equations) and density-pressure (Dowson-Higginson equation) relationships have also been taken into account in the overall modelling. Generic models have been derived for the aforementioned bearing components in order to enable their applications in general multibody dynamic systems (MDS), and by including the effects of angular misalignments, superficial geometric defects (form/waviness deviations, EHL deformations, etc.) and axial motion. The bearing exibility (conformal EHL) has been incorporated by means of FEM model reduction (or condensation) techniques. The macroscopic in fluence of the mixedlubrication phenomena have been included into the modelling by the stochastic Patir and Cheng average ow model and the Greenwood-Williamson/Greenwood-Tripp formulations for rough contacts. Furthermore, a deterministic mixed-lubrication model with inter-asperity cavitation has also been proposed for full-scale simulations in the microscopic (roughness) level. According to the extensive mathematical modelling background established, three significant contributions have been accomplished. Firstly, a general numerical solution for the Reynolds lubrication equation with the mass-conserving p - Ø cavitation model has been developed based on the hybridtype Element-Based Finite Volume Method (EbFVM). This new solution scheme allows solving lubrication problems with complex geometries to be discretized by unstructured grids. The numerical method was validated in agreement with several example cases from the literature, and further used in numerical experiments to explore its exibility in coping with irregular meshes for reducing the number of nodes required in the solution of textured sliding bearings. Secondly, novel robust partitioned techniques, namely: Fixed Point Gauss-Seidel Method (PGMF), Point Gauss-Seidel Method with Aitken Acceleration (PGMA) and Interface Quasi-Newton Method with Inverse Jacobian from Least-Squares approximation (IQN-ILS), commonly adopted for solving uid-structure interaction problems have been introduced in the context of tribological simulations, particularly for the coupled calculation of dynamic conformal EHL contacts. The performance of such partitioned methods was evaluated according to simulations of dynamically loaded connecting-rod big-end bearings of both heavy-duty and high-speed engines. Finally, the proposed deterministic mixed-lubrication modelling was applied to investigate the in fluence of the cylinder liner wear after a 100h dynamometer engine test on the hydrodynamic pressure generation and friction of Twin-Land Oil Control Rings.

Análise da abrangência de modelo modificado para mancais curtos com deformação.

Este trabalho apresenta uma discussão sobre o estudo dos efeitos térmicos e elásticos decorrentes da pressão de sustentação presentes nos mancais. Para tanto, propõe-se um modelo matemático baseado nas equações para mancais curtos considerando a região de cavitação e utilizando o princípio da continuidade de massa. Com isto, deduzem-se as equações para o mancal a partir das equações de Reynolds e da energia, aplicando uma solução modificada para a solução de Ocvirk, sendo as equações resolvidas numericamente pelo Método das Diferenças Finitas. Somado o tratamento de mecânica dos fluidos, o trabalho discute dois modelos térmicos de previsão de temperatura média do fluido e sua influência no campo de pressão, apresentando gráficos representativos do campo de pressão e de temperatura, assim como as diferenças e implicações das diferenças. Para o cálculo de deformação da estrutura, utiliza-se um Modelo de Elementos Finitos para uma dada geometria, fazendo-se uma avaliação da variação do campo de pressão e o quanto essa diferença afeta as demais propriedades do fluido. Por fim, com o modelo completo, calcula-se o quanto esse modelamento para mancais curtos se aproxima de soluções para mancais finitos, com base em resultados da literatura, chegando a desvios quase oito vezes menores que os previstos pela literatura. Além disso, pode-se estabelecer a abrangência do modelo, ou seja, prever as condições em que suas propriedades são válidas e podem ser utilizadas para estudos iniciais.

Estratégias de microfabricação utilizando toner para produção de dispositivos microfluídicos

Neste trabalho são apresentados processos de microfabricação de estruturas contendo microcanais e sistemas de manipulação hidrodinâmica e eletroosmótica de fluídos. Foram desenvolvidos processos de microfabricação utilizando toner sobre poliéster, toner sobre vidro, toner como resiste, além de métodos alternativos de perfuração de lâminas e selagem de microestruturas em vidro, desenvolvimento de microestruturas para eletroforese capilar e espectrometria de massas com ionização por eletronebulização. A caracterização dos materiais e processos permitiu uma ampla visão das potencialidades e alternativas dos processos de microfabricação, tendo sido demonstrado que os dispositivos produzidos em toner-poliéster são quimicamente resistentes às substâncias tipicamente utilizadas em eletroforese capilar. Neste trabalho, um detector condutométrico sem contato foi implementado em microestruturas de toner-poliéster e a separação eletroforética de alguns metais alcalinos é demonstrada. A microestrutura foi projetada no formato padrão em cruz, tendo o canal de separação 22 mm de comprimento, 12 µm de profundidade e largura típica. A cela condutométrica foi construída sobre o canal de separação utilizando-se fita adesiva de cobre (1 mm de largura) como eletrodos. O sinal aplicado na cela foi de 530 kHz e 10 Vpp . A separação de K+, Na+ e Li+ na concentração de 100 µmol L-1 foi efetuada em torno de 0,8 min, utilizando-se 1 kV como potencial de separação. Foram desenvolvidos microchips para análise por espectrometria de massas com introdução de amostra por eletronebulização, sendo determinado cluster do íon cloreto em concentração de 1 mmol L+. Também solução com 1 mmol/L de glucosamina em água/metanol 1: 1 (v/v), sob corrente de 100 nA gerou sinal estável e livre de descarga corona. Utilizando detecção amperométrica, obteve-se eletroferogramas mostrando a separação de iodeto (10 mmol L-1) e ascorbato (40 mmol L-1) em potencial de separação de 4,0 kV (800 V cm-1 potencial de detecção de 0,9 V (vs. Ag/AgCI), injeção com 1,0 kV/1°s, tampão borato de sódio 10 mmol L+ com CTAH 0,2 mmol L-1, pH 9,2. Obteve-se eficiência de 1,6.104 pratos/m e foi possível obter limites de detecção de 500 nmol L-1 (135 amol) e 1,8 µmol L-1 (486 amol) para iodeto e ascorbato, respectivamente. O processo de fabricação utilizando toner como material estrutural para microchips em vidro foi bem estabelecido, assim como os modos de detecção fotométrico e condutométrico foram demonstrados. Foram obtidos eletroferogramas par detecção condutométrica sem contato de solução 200 µmol L-1 de K+, Na+ e U+, em tampão histidina/ácido lático 30 mmol L-1 9:1 (v/v) água:metanol, injeção eletrocinética de 2,0 kV/5,0 s, potencial de separação de 1 kV, 530 kHz de frequência e tensão de 2,0 Vpp. Também foi implementado um sistema de detecção fotométrico para microchip operando em 660 nm, tendo sido utilizado para a detecção de azul de metileno 1,0 mmol L-1 em tampão de corrida de barato de sódio 20 mmol L-1 (pH 9,2), com o detector posicionado a 40 mm do ponto de injeção e com injeção eletrocinética a 2,0 kV por 12 s com picos bem resolvidos em menos de 1 min.

Transferencia de conocimiento, tecnologías e información para la adecuada gestión de los embalses que suministran de agua potable al Gran Córdoba.

El agua potable es un requisito indispensable e insustituible para la vida humana. Su importancia es tan grande que se justificaría pagar elevados costos para acceder a ella, pero también es necesario considerar las previsiones sobre problemas futuros de su disponibilidad. La cantidad de agua potable en el Gran Córdoba hoy es escasa, y por ello debe ser usada responsablemente y su gestión debe ser estratégicamente planificada. Un aumento en su disponibilidad (cantidad) conllevaría a un aumento en la calidad de este recurso. Por el contrario, un incremento sostenido de la población y la variación de las necesidades del consumidor repercutirían negativa y significativamente en su disponibilidad y calidad, pudiendo ocasionalmente deteriorar la sostenibilidad de los suministros actuales de agua potable en la región del Gran Córdoba. Cuando el agua se pierde o se degrada por la sobreutilización o contaminación, no puede reemplazarse. Garantizar la disponibilidad de las aguas y mantener o restaurar su calidad, constituye la meta de la gestión hídrica más valorada por la sociedad, lo cual demanda una efectiva complementación de las acciones desarrolladas por las autoridades hídricas (provinciales y nacionales) y usuarios del agua. Aquí, la planificación hídrica es necesaria tanto para (1) atender adecuadamente las demandas previsibles, como también para (2) orientar la radicación de actividades como una manera de influir sobre las demandas de agua. Con respecto a lo primero, para consolidar la continuidad del suministro de agua potable al Gran Córdoba, es importante tener un entendimiento integral del sistema de fuentes de agua involucradas: Embalse San Roque y Embalse Los Molinos. Desde 1997, un quipo interdisciplinario de profesionales e investigadores de las áreas de la Ingeniería Hidráulica y Ambiental, Biología y Química de la FCEFYN de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), han venido realizando tareas que combinan herramientas numéricas, de campo, de laboratorio y de teledetección para el monitoreo y modelado eco-hidroambiental en los embalses citados. En este contexto, los resultados obtenidos y que refieren a la caracterización de la hidrodinámica de los mismos, de la evolución de la calidad de su agua, sus respuestas ante eventuales escenarios de crecimiento de la población o periodos de sequías prolongados, las implicancias de la instalación y manejo de un sistema de mezclado artificial, y los impactos ambientales o perjuicios a terceros que pudiera aparejar un determinado manejo, asignación del recurso o contaminación de una de estas fuentes de agua, asoman como la información básica requerida por las autoridades que gestionan la cantidad y calidad del agua potable en el Gran Córdoba. La transferencia de conocimiento, tecnología e información con la que responde este grupo de investigadores y profesionales de la UNC se orienta entonces a servir de guía a las tareas de planificación hídrica (y garantizar la toma de decisiones más acertada) de la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Provincia de Córdoba. Así, las previsiones de las demandas y el control de externalidades hídricas tendrán mayor éxito cuando se disponga de un mayor entendimiento del régimen dinámico y de calidad del sistema hídrico en conjunto, y se tengan menores incertidumbres en juego. Con respecto a lo segundo, la realización de talleres, seminarios informativos en colegios secundarios y centros vecinales en la temática, buscan contribuir al fortalecimiento de la cultura del agua, la reducción de la demanda específica y a la difusión de los trabajos que se vienen realizando, a fin de informar y lograr la participación efectiva de los usuarios del agua y asi propender a la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos del Gran Córdoba.

Guidi Ubaldi e Marchionibus Montis De Cochlea libri quatuor.

Mode of access: Internet.

Buraco negros, correspondência AdS/BCFT e fluido/gravidade

Einstein’s equations with negative cosmological constant possess the so-called anti de Sitter space, AdSd+1, as one of its solutions. We will later refer to this space as to the "bulk". The holographic principle states that quantum gravity in the AdSd+1 space can be encoded by a d−dimensional quantum field theory on the boundary of AdSd+1 space, invariant under conformal transformations, a CFTd. In the most famous example, the precise statement is the duality of the type IIB string theory in the space AdS5 × S 5 and the 4−dimensional N = 4 supersymmetric Yang-Mills theory. Another example is provided by a relation between Einstein’s equations in the bulk and hydrodynamic equations describing the effective theory on the boundary, the so-called fluid/gravity correspondence. An extension of the "AdS/CFT duality"for the CFT’s with boundary was proposed by Takayanagi, which was dubbed the AdS/BCFT correspondence. The boundary of a CFT extends to the bulk and restricts a region of the AdSd+1. Neumann conditions imposed on the extension of the boundary yield a dynamic equation that determines the shape of the extension. From the perspective of fluid/gravity correspondence, the shape of the Neumann boundary, and the geometry of the bulk is sourced by the energy-momentum tensor Tµν of a fluid residing on this boundary. Clarifying the relation of the Takayanagi’s proposal to the fluid/gravity correspondence, we will study the consistence of the AdS/BCFT with finite temperature CFT’s, or equivalently black hole geometries in the bulk.

Transporte longitudinal de sedimento na zona costeira de Natal/RN

The longshore sediment transport (LST) is determinant for the occurrence of morphological changes in coastal environments. Understanding their movement mechanisms and transport is an essential source of information for the project design and coastal management plans. This study aims to characterize, initially, the active hydrodynamic circulation in the study area, comprised of four beach sectors from the south coast of Natal, assessing the average annual LST obtained through three proven equations (CERC, Kamphuis and Bayram et al.), defining the best formulation for the study area in question, and analyze the seasonal variability and the decadal transport evolution. The coastal area selected for this work constitutes one of the main tourist corridors in the city, but has suffered serious damage resulting from associated effects of hydrodynamic forcings and their disorderly occupation. As a tool was used the Coastal Modelling System of Brazil (SMC-Brazil), which presents integrated a series of numerical models and a database, properly calibrated and validated for use in developing projects along the Brazilian coastline. The LST rates were obtained for 15 beach profiles distributed throughout the study area. Their extensions take into account the depth of closure calculated by Harllermeier equation, and regarding the physical properties of the sediment, typical values of sandy beaches were adopted, except for the average diameter, which was calculated through an optimization algorithm based on equilibrium profile formulation proposed by Dean. Overall, the results showed an intensification of hydrodynamic forcings under extreme sea wave conditions, especially along the headlands exist in the region. Among the analyzed equations, Bayram et al. was the most suitable for this type of application, with a predominant transport in the south-north direction and the highest rates within the order of 700.000 m3 /year to 2.000.000 m3 /year. The seasonal analysis also indicated a longitudinal transport predominance in the south to north, with the highest rates associated with the fall and winter seasons. In these periods are observed erosive beach states, which indicate a direct relationship between the sediment dynamics and the occurrence of more energetic sea states. Regarding the decadal evolution of transportation, it was found a decrease in transport rate from the 50’s to the 70’s, followed by an increase until the 2000’s, coinciding with the beginning of urbanization process in some stretches of the studied coastline.

Foraminíferos como ferramenta de estudo na geologia ambiental do estuário do Rio Potengi e da plataforma interna, RN, Brasil

The Potengi River estuary has been affected by various anthropogenic factors over the years, as periodic dredging, industrial and domestic waste, traffic and other factors, causing various environmental disasters, including the notorious ecological accident in July 2007, which covered the municipalities of São Gonçalo do Amarante, Macaíba and Natal. Foraminifera serve as viable study tools in these environments; they are able to identify ecologically stressed environments, pointing out hydrographic changes and depositional environments in estuaries. The necessity to check the differences in environmental gradients in places anthropically impacted in Potengi River and adjacent inner shelf through species of foraminifera, and, the responses of these organisms to physical, chemical and geological factors is to provide baseline in the diagnosis of environments. The results show the dominance of opportunistic Ammonia tepida, Bolivina striatula, Quinqueloculina patagonica and Q. miletti especially in regions close to shrimp farms and Baldo Channel sewage in fine grain environments; and Q. lamarckiana indicates penetration of the saline waters in Potengi River. The occurrence of low-salinity tolerant foraminiferal species typical of mangrove environments as Trochammina inflata and T. squamata in Potengi River Channel suggest they probably could have been transported from mangrove area near the Potengi river mouth to the inner shelf regions. These findings suggest Potengi River is able to export mixohaline and mangrove organisms to inner shelf. Two distinct environments were observed, the outermost area is more influenced by marine influence and the innermost area is less influenced. Calcareous and agglutinated species dominate Potengi River, while mouth and inner shelf areas are dominated by calcareous, agglutinated and porcelaneous species, which are typical of highly saline and hydrodynamic environments and the contributive factors that controls foraminiferal distribution were balance of marine and freshwater currents, grain size, availability of CaCO3 and organic matter.

Foraminíferos como ferramenta de estudo na geologia ambiental do estuário do Rio Potengi e da plataforma interna, RN, Brasil

The Potengi River estuary has been affected by various anthropogenic factors over the years, as periodic dredging, industrial and domestic waste, traffic and other factors, causing various environmental disasters, including the notorious ecological accident in July 2007, which covered the municipalities of São Gonçalo do Amarante, Macaíba and Natal. Foraminifera serve as viable study tools in these environments; they are able to identify ecologically stressed environments, pointing out hydrographic changes and depositional environments in estuaries. The necessity to check the differences in environmental gradients in places anthropically impacted in Potengi River and adjacent inner shelf through species of foraminifera, and, the responses of these organisms to physical, chemical and geological factors is to provide baseline in the diagnosis of environments. The results show the dominance of opportunistic Ammonia tepida, Bolivina striatula, Quinqueloculina patagonica and Q. miletti especially in regions close to shrimp farms and Baldo Channel sewage in fine grain environments; and Q. lamarckiana indicates penetration of the saline waters in Potengi River. The occurrence of low-salinity tolerant foraminiferal species typical of mangrove environments as Trochammina inflata and T. squamata in Potengi River Channel suggest they probably could have been transported from mangrove area near the Potengi river mouth to the inner shelf regions. These findings suggest Potengi River is able to export mixohaline and mangrove organisms to inner shelf. Two distinct environments were observed, the outermost area is more influenced by marine influence and the innermost area is less influenced. Calcareous and agglutinated species dominate Potengi River, while mouth and inner shelf areas are dominated by calcareous, agglutinated and porcelaneous species, which are typical of highly saline and hydrodynamic environments and the contributive factors that controls foraminiferal distribution were balance of marine and freshwater currents, grain size, availability of CaCO3 and organic matter.

Tratamiento endoscópicamente asistido de la sinostosis sagital precoz (escafocefalia)

La sinostosis sagital precoz o escafocefalia es la forma más frecuente de craneosinostosis. Se produce por el cierre prematuro de la sutura sagital lo que da lugar a un cráneo alargado en su diámetro anteroposterior. El término escafocefalia fue acuñado por Baer en 1860, y significa cabeza en forma de quilla o bote (gr. σκαφοζ, barco), lo que describe a la perfección las deformidades presentes en estos pacientes: una cabeza alargada en su diámetro anteroposterior, con estrechamiento del diámetro biparietal y abombamientos compensadores frontales y occipitales. Su incidencia se calcula en torno a uno de cada 2000 a 3000 recién nacidos vivos con una proporción de 3,5 a 1 entre varones y mujeres. Aproximadamente el 72 % de los casos son de tipo esporádico aunque se ha observado agregación familiar en un 6% de los pacientes afectados. Se acepta que la causa de las craneosinostosis simples es multifactorial, con un origen heterogéneo desde el punto de vista etiológico y distintos procesos fisiopatológicos que pueden confluir en su desarrollo. Se postula que las craneosinostosis no sindrómicas tienen un componente genético, con interacciones entre genes y factores ambientales que aún no se conocen en su totalidad. Junto a factores mecánicos (como la restricción del movimiento fetal, compresiones por gestaciones múltiples, anomalías anatómicas uterinas...), se reconocen causas relacionadas con trastornos en la hidrodinámica del LCR (mielomeningocele, derivaciones ventriculoperitoneales en el tratamiento de la hidrocefalia), teratógenos o malformaciones del SNC que limitan la expansión de las vesículas telencefálicas (holoprosencefalia, microcefalia...)...

Validación de la simulación numérica del flujo bifásico hidrodinámico en sistemas de lecho fluido

Este trabajo tiene como objetivo la mejora en la validación de la simulación numérica del flujo bifásico característico del transporte de lecho fluido, mediante la formulación y desarrollo de un modelo numérico combinado Volúmenes Finitos - Elementos Finitos. Para ello se simula numéricamente el flujo de mezcla sólido-gas en una Cámara de Lecho Fluido, bajo implementación en código COMSOL, cuyos resultados son mejores comparativamente a un modelo basado en el método de Elementos Discretos implementado en código abierto MFIX. El problema fundamental de la modelización matemática del fenómeno de lecho fluido es la irregularidad del dominio, el acoplamiento de las variables en espacio y tiempo y, la no linealidad. En esta investigación se reformula apropiadamente las ecuaciones conservativas del fenómeno, tales que permitan obtener un problema variacional equivalente y solucionable numéricamente. Entonces; se define una ecuación de estado en función de la presión hidrodinámica y la fracción volumétrica de sólidos, quedando desacoplado el sistema en tres sub-problemas, garantizando así la existencia de solución del problema general. Una vez aproximados numéricamente ambos modelos, se comparan los resultados de donde se observa que el modelo materia del presente artículo, verifica de forma más eficaz las condiciones de mezcla óptima, reflejada en la calidad del burbujeo y velocidad de mezcla.

Tafonomia e paleoicnologia do neogénico superior do sector Cacela-Huelva (SE da Ibéria)

Tese de doutoramento em Paleontologia. Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2005

Análise da utilização do pesticida Paraquat na agricultura do campo experimental de Bom Jardim, RJ.

O trabalho apresenta possíveis consequências da utilização do pesticida Paraquat na agricultura a partir de resultados da execução em laboratório de ensaios de batelada (adsorção e dessorção) e de coluna em um solo (Cambissolo) de Bom Jardim, RJ. A avaliação dos parâmetros de transporte (fator de retardamento e dispersão hidrodinâmica), obtidos pelos ensaios, mostrou que o Paraquat se comportou como sendo de elevada capacidade de adsorção ao solo estudado. Embora a taxa de dessorção tenha sido pequena, a mesma não pode ser desconsiderada tendo em vista os processos de erosão hídrica. Conclui-se, portanto, que o Paraquat apresenta baixo risco de contaminação de águas subterrâneas por lixiviação, sendo provavelmente o maior risco de contaminação via escoamento superficial, devendo tal ser mais investigado visando subsidiar o uso sustentável da área.

MODIFICAÇÕES SOCIOAMBIENTAIS DECORRENTES DA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM DO RIO PERICUMÃ, NA ÁREA DE INFLUÊNCIA DA CIDADE DE PINHEIRO-ESTADO DO MARANHÃO-BRASIL

A modificação do ambiente pelo homem acarreta diversos impactos que alteram a estrutura e a dinâmica. As construções são responsáveis por transformações ambientais negativas, mesmo quando se propõe melhorias sociais, como é o caso das construções de barragens cujos prejuízos são mais intensos onde há maior diversidade de ecossistemas. A Baixada Maranhense possui relevo plano a suavemente ondulado, áreas rebaixadas e alagadas durante o período chuvoso, constituindo o maior conjunto de bacias lacustres do Nordeste brasileiro, associadas aos baixos cursos dos rios Mearim, Grajaú, Pindaré e Pericumã. O rio Pericumã e o sistema lacustre de Pinheiro representam unidades de paisagem, caracterizadas por intensa dinâmica decorrente da atividade sazonal dos agentes modeladores do relevo. Modificações no rio Pericumã resultaram em aspectos positivos e negativos abordados na pesquisa, objetivando analisar e caracterizar as mudanças socioambientais. A pesquisa foi desenvolvida com base nos métodos: dedutivo e indutivo, com orientação fenomenológica, sendo adotados os seguintes procedimentos metodológicos: levantamento e análise da bibliografia, atividades de campo, registro fotográfico, mensuração de dados e entrevistas. Considerando o ambiente complexo e dinâmico, os resultados indicam alterações ambientais decorrentes da barragem, alterando a hidrodinâmica, perenização e nova organização do espaço.