Implementazione e validazione di un modello di accensione per motori a combustione interna

Nell'ambito dei motori ad accensione comandata, la comprensione del processo di accensione e delle prime fasi di sviluppo del kernel è di primaria importanza per lo studio dell'intero processo di combustione, dal momento che questi determinano lo sviluppo successivo del fronte di fiamma. Dal punto di vista fisico, l'accensione coinvolge un vasto numero di fenomeni di natura molto complessa, come processi di ionizzazione e passaggio di corrente nei gas: molti di questi avvengono con tempi caratteristici che ne impediscono la simulazione tramite le attuali tecniche CFD. Si rende pertanto necessario sviluppare modelli semplificati che possano descrivere correttamente il fenomeno, a fronte di tempi di calcolo brevi. In quest'ottica, il presente lavoro di tesi punta a fornire una descrizione accurata degli aspetti fisici dell'accensione, cercando di metterne in evidenza gli aspetti principali e le criticità. A questa prima parte di carattere prettamente teorico, segue la presentazione del modello di accensione sviluppato presso il DIN dell'Università di Bologna dal Prof. Bianche e dall'Ing. Falfari e la relativa implementazione tramite il nuovo codice CONVERGE CFD: la validazione è infine condotta riproducendo un caso test ben noto il letteratura, che mostrerà un buon accordo tra valori numerici e sperimentali a conferma della validità del modello.

Decoupled three-dimensional finite element computation of thermoelastic damping using Zener's approximation

We consider three dimensional finite element computations of thermoelastic damping ratios of arbitrary bodies using Zener's approach. In our small-damping formulation, unlike existing fully coupled formulations, the calculation is split into three smaller parts. Of these, the first sub-calculation involves routine undamped modal analysis using ANSYS. The second sub-calculation takes the mode shape, and solves on the same mesh a periodic heat conduction problem. Finally, the damping coefficient is a volume integral, evaluated elementwise. In the only other decoupled three dimensional computation of thermoelastic damping reported in the literature, the heat conduction problem is solved much less efficiently, using a modal expansion. We provide numerical examples using some beam-like geometries, for which Zener's and similar formulas are valid. Among these we examine tapered beams, including the limiting case of a sharp tip. The latter's higher-mode damping ratios dramatically exceed those of a comparable uniform beam.

Similarity solution of unsteady boundary layer equations with a magnetic field

The unsteady laminar incompressible boundary layer flow of an electrically conducting fluid in the stagnation region of two-dimensional and axisymmetric bodies with an applied magnetic field has been studied. The boundary layer equations which are parabolic partial differential equations with three independent variables have been reduced to a system of ordinary differential equations by using suitable transformations and then solved numerically using a shooting method. Here, we have obtained new solutions which are solutions of both the boundary layer and Navier-Stokes equations.

Rotating beams and non-rotating beams with shared eigenpair for pinned-free boundary condition

In this paper we look for a rotating beam, with pinned-free boundary conditions, whose eigenpair (frequency and mode-shape) is same as that of a uniform non-rotating beam for a particular mode. It is seen that for any given mode, there exists a flexural stiffness function (FSF) for which the ith mode eigenpair of a rotating beam with uniform mass distribution, is identical to that of a corresponding non-rotating beam with same length and mass distribution. Inserting these derived FSF's in a finite element code for a rotating pinned-free beam, the frequencies and mode shapes of a non-rotating pinned-free beam are obtained. For the first mode, a physically realistic equivalent rotating beam is possible, but for higher modes, the FSF has internal singularities. Strategies for addressing these singularities in the FSF for finite element analysis are provided. The proposed functions can be used as test functions for rotating beam codes and also for targeted destiffening of rotating beams.

Steady mixed convection flow of Maxwell fluid over an exponentially stretching vertical surface with magnetic field and viscous dissipation

The steady mixed convection flow and heat transfer from an exponentially stretching vertical surface in a quiescent Maxwell fluid in the presence of magnetic field, viscous dissipation and Joule heating have been studied. The stretching velocity, surface temperature and magnetic field are assumed to have specific exponential function forms for the existence of the local similarity solution. The coupled nonlinear ordinary differential equations governing the local similarity flow and heat transfer have been solved numerically by Chebyshev finite difference method. The influence of the buoyancy parameter, viscous dissipation, relaxation parameter of Maxwell fluid, magnetic field and Prandtl number on the flow and heat transfer has been considered in detail. The Nusselt number increases significantly with the Prandtl number, but the skin friction coefficient decreases. The Nusselt number slightly decreases with increasing viscous dissipation parameter, but the skin friction coefficient slightly increases. Maxwell fluid reduces both skin friction coefficient and Nusselt number, whereas buoyancy force enhances them.

Analytical test functions for free vibration analysis of rotating non-homogeneous Timoshenko beams

In this paper, the governing equations for free vibration of a non-homogeneous rotating Timoshenko beam, having uniform cross-section, is studied using an inverse problem approach, for both cantilever and pinned-free boundary conditions. The bending displacement and the rotation due to bending are assumed to be simple polynomials which satisfy all four boundary conditions. It is found that for certain polynomial variations of the material mass density, elastic modulus and shear modulus, along the length of the beam, the assumed polynomials serve as simple closed form solutions to the coupled second order governing differential equations with variable coefficients. It is found that there are an infinite number of analytical polynomial functions possible for material mass density, shear modulus and elastic modulus distributions, which share the same frequency and mode shape for a particular mode. The derived results are intended to serve as benchmark solutions for testing approximate or numerical methods used for the vibration analysis of rotating non-homogeneous Timoshenko beams.

Programmazione e controllo dei gruppi pubblici locali. Dagli strumenti esistenti alle soluzioni innovative per la governance.

Il tema dei servizi pubblici locali è sicuramente centrale nell'attuale contesto socio-economico nazionale ed internazionale, in quanto essi hanno un impatto determinante sulle condizioni di vita dei cittadini e sulla competitività dei sistemi economici. In ragione di ciò, negli ultimi anni in Italia numerose riforme si sono susseguite, con lo scopo di individuare l'assetto più efficace ed efficiente per tale settore. Le suddette riforme hanno così ridisegnato il ruolo degli Enti Locali, che saranno sempre meno gestori diretti e sempre più direttori di una multiforme orchestra composta dalle aziende esterne chiamate a fornire in prima persona le prestazioni agli utenti finali. Il presente lavoro si propone di individuare, anche attraverso una ricerca sui Comuni capoluogo di Emilia-Romagna e Toscana, strumenti di programmazione e controllo in ottica di gruppo che consentano agli Enti Locali di svolgere questo nuovo delicato ruolo. Tali strumenti verranno disegnati sulla base delle necessità informative delle amministrazioni indagate e nel rispetto delle più recenti riforme in tema di programmazione, rilevazione, gestione, controllo, valutazione e comunicazione delle performance pubbliche.

Colaboração em didática: utopia, desencanto e possibilidade

O presente estudo ocupa-se de uma problemática em Didática – as relações entre a investigação científica e o desenvolvimento do campo – e assenta no pressuposto de que essas relações se constroem conjugando o pensamento e a atuação de investigadores, académicos, professores, e formadores de professores, numa ação conjunta conduzida com a participação comprometida das suas instituições profissionais e orientada para o desenvolvimento de todos os intervenientes, da sua área de atividade e, assim, do ensino/aprendizagem e dos alunos. Nesse sentido, o estudo foi concebido no intuito de criar condições propícias ao estreitamento das relações em foco, tendo em vista, simultaneamente, o aprofundamento do conhecimento sobre a problemática. Assumiu, pois, uma finalidade de intervenção no terreno e uma finalidade científica de avaliação da experiência proporcionada por essa intervenção, na expectativa do alargamento da compreensão do objeto de estudo. Na confluência dessas finalidades, a investigação desenvolveu-se como um estudo de caso norteado por duas proposições teóricas: - A colaboração entre académicos e professores, no âmbito de projetos de investigação em Didática, e o comprometimento das instituições profissionais de ambos com essas iniciativas colaborativas poderão favorecer o desenvolvimento do campo, dos atores que nele intervêm e das instituições implicadas. - A formação contínua de professores centrada na investigação em Didática poderá constituir espaço privilegiado para o desenvolvimento dessas dinâmicas de colaboração. No alinhamento destas proposições com a finalidade interventiva do estudo, diferentes atores em Didática foram desafiados a envolver-se numa iniciativa de investigação/formação colaborativa e daí resultou o caso analisado nesta investigação, o projeto ICA/DL (Investiga, Colabora e Atua em Didática de Línguas). Tal projeto, realizado no âmbito de uma parceria formalizada num Protocolo de Colaboração, envolveu uma equipa composta por cinco docentes do Departamento de Didática e Tecnologia Educativa (atual Departamento de Educação) da Universidade de Aveiro e por 4 professores da Escola Secundária Dr. João Carlos Celestino Gomes – Ílhavo e implicou ainda, institucionalmente, a universidade, a escola e o Centro de Formação das Escolas do Concelho de Ílhavo (atualmente, Centro de Formação de Associação de Escolas dos Concelhos de Ílhavo, Vagos e Oliveira do Bairro). As atividades do projeto iniciaram-se no final de 2003, com os primeiros encontros de negociação da parceria, e prolongaram-se até meados de 2007, altura em que a equipa reuniu pela última vez. O programa operacional central desenvolveu-se entre janeiro de 2004 e novembro de 2005 e concretizou-se num percurso de investigação e de formação em colaboração entre académicos e professores, concebido e implementado pela equipa e acreditado pelo Conselho Científico-Pedagógico da Formação Contínua. Tal programa centrou-se no estudo de um tópico em Didática de Línguas (a competência de aprendizagem plurilingue), na realização de intervenções de ensino/aprendizagem, no âmbito do mesmo tópico, junto dos alunos na escola e na avaliação da experiência com base em dados empíricos. A investigação que sobre o caso se conduziu, ao orientar-se, na prossecução da segunda finalidade estabelecida, para a compreensão da influência das dinâmicas colaborativas de investigação/formação sobre o desenvolvimento dos intervenientes (equipa, parceiros institucionais e alunos na escola), é também um estudo de impacte. A condução do processo empírico deu prioridade à produção de uma leitura integrada e complexa, capaz de evidenciar os impactes do projeto, interpretando-os com base na análise dos processos que terão condicionado a sua ocorrência. Nessa medida, a metodologia revestiu-se, intencionalmente, de uma natureza eminentemente interpretativa e qualitativa, socorrendo-se da triangulação de fontes, dados e procedimentos de análise. Contudo, o método integrou também procedimentos quantitativos, em particular, um exercício estatístico que, correlacionando totais de evidências verificadas e totais de evidências possíveis, procurou tornar mais precisa a avaliação da dimensão do impacte alcançado pelo projeto. Ensaiou-se, assim, uma abordagem metodológica em estudos de impacte em Educação, que propõe potenciar a compreensão de casos complexos, conjugando interpretação e objetivação/quantificação. A análise desvendou constrangimentos e obstáculos na vivência dos princípios conceptuais fundadores da noção de investigação/formação colaborativa que sustentou as proposições de partida e que fez emergir o ICA/DL. Tais dificuldades limitaram a assunção de responsabilidades partilhadas na condução processual da experiência, condicionaram dinâmicas supervisivas nem sempre colaborativas e facilitadoras e manifestaram-se em atitudes de compromisso por vezes frágil com o projeto. E terão afetado a concretização das expectativas iniciais de desenvolvimento de todos os participantes, determinando impactes de dimensão globalmente algo dececionante, assimetrias substantivas de influência da experiência levada a cabo no desenvolvimento profissional dos elementos da equipa e no desenvolvimento institucional e repercutindo-se em efeitos pouco expressivos no desenvolvimento dos alunos, no que toca a capacidades ativas de comunicação e de aprendizagem, enquadradas pelo tópico didático trabalhado no âmbito do projeto. Mas revelaram-se também sinais claros de que se avançou no sentido da concretização dos pressupostos colaborativos que sustentaram a iniciativa. Foi possível reunir académicos, professores e instituições educativas em torno da ideia de investigação/formação em colaboração e mobilizá-los como parceiros que se comprometeram na construção de um projeto assente nessa ideia. E percebeu-se que, apesar de pouco expressivo, houve impacte, pois há indicadores de que o projeto contribuiu positivamente para o desenvolvimento dos intervenientes. Na equipa, sinalizaram-se efeitos sobretudo nas práticas de ensino/aprendizagem das professoras e, no caso particular de uma delas, que teve uma participação mais envolvida em atividades de investigação, manifestaram-se impactes substancialmente mais notórios do que nos restantes elementos do grupo e que abrangeram diferentes dimensões da profissionalidade. As académicas, embora menos do que as professoras, também evidenciaram desenvolvimento, dominantemente, nos planos da investigação em Didática de Línguas e da formação de professores. E o ICA/DL parece ter proporcionado também impactes positivos junto das instituições implicadas, especialmente junto da universidade, designadamente, no que toca ao aprofundamento do pensamento sobre a problemática que sustentou a experiência e ao desenvolvimento de projetos de investigação. Por seu turno, os alunos, tendo revelado sinais modestos de reforço das suas capacidades de ação como interlocutores em situações de comunicação plurilingue e como aprendentes de línguas, deram mostras claras de terem tomado consciência de atitudes e de recursos que favorecem o desenvolvimento desses dois papéis. Para além disso, os responsáveis pela parceria, apesar dos obstáculos que limitaram o alcance dos seus propósitos, reafirmaram, na conclusão do projeto, a sua confiança nos princípios colaborativos que os uniram, antecipando a continuidade de uma experiência que entenderam como primeiro passo na concretização desses princípios. No balanço das fragilidades vividas e dos ganhos conquistados pelo ICA/DL, o estudo permite renovar a convicção inicial no poder transformador das práticas de investigação/formação colaborativa em Didática, e assim, na emergência de uma comunidade una de professores e de académicos, movida por um projeto comum de desenvolvimento da Educação. Nessa perspetiva, avançam-se sugestões que abrangem a investigação, o processo de ensino/aprendizagem nas escolas, a formação de professores, as políticas em Didática e a Supervisão.

On local analysis of oscillations of a non-ideal and non-linear mechanical model

It is of major importance to consider non-ideal energy sources in engineering problems. They act on an oscillating system and at the same time experience a reciprocal action from the system. Here, a non-ideal system is studied. In this system, the interaction between source energy and motion is accomplished through a special kind of friction. Results about the stability and instability of the equilibrium point of this system are obtained. Moreover, its bifurcation curves are determined. Hopf bifurcations are found in the set of parameters of the oscillating system.

An overview on non-ideal vibrations

We analyze the dynamical coupling between energy sources and structural response that must not be ignored in real engineering problems, since real motors have limited output power.

O investimento estrangeiro no Brasil e o direito tributário internacional

Pós-graduação em Direito - FCHS

Nonlinear control in an electromechanical transducer with chaotic behaviour

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)