Inflação em sistemas com fluidos de radiação com viscosidade e dissipação e análise de estabilidade

Este trabalho apresenta um estudo da estabilidade das equações da inflação morna com um fluido de radiação viscoso. A viscosidade do fluido é proveniente do constante decaimento de partículas neste, devido à dissipação do campo escalar da inflação, o ínflaton.Esta viscosidade, que pode ser volumar ou laminar, é tratada em termos de teorias termodinâmicas fora do equilíbrio. Este estudo se limita às equações de fundo da inflação morna, de modo que somente a viscosidade volumar tem um efeito significativo, sendo a viscosidade laminar importante somente no contexto de perturbações cosmológicas. A descrição da viscosidade em termos de uma termodinâmica fora do equilíbrio, porém, não pode ser realizada univocamente, pois a única informação que temos sobre processos irreversíveis é a segunda lei da termodinâmica. Portanto, parte-se em busca de teorias que estejam de acordo com esta lei e que, por argumentos plausíveis, sejam capazes de descrever o comportamento dos fluxos dissipativos próximo ao equilíbrio. O objetivo deste trabalho é estudar a estabilidade da inflação morna viscosa para teorias causais e não causais para o fluido de radiação com viscosidade, de forma que se possa observar o impacto da viscosidade no regime inflacionário e a relevância de se passar a considerar a causalidade. Para o fluido de radiação, as teorias consideradas são a teoria não causal de Eckart e as teorias causais de Israel-Stewart e de Denicol et al (hidrodinâmica dissipativa causal não linear). Obtém-se que as teorias causais, como era de se esperar, além de serem, por definição, consistentes no tocante à finitude da velocidade de propagação dos fluxos dissipativos, tornam o sistema dinâmico estável para valores de viscosidade mais distantes do equilíbrio. Observa-se também, nitidamente, que a teoria de Denicol et al é a mais robusta nesse sentido. Este trabalho, portanto, visa dar continuidade ao estudo dos efeitos não-isentrópicos na inflação, já que, além da dissipação do ínflaton na inflação morna, o impacto da viscosidade tem despertado bastante interesse.

Spray visualisation and acoustic analysis in a gas-turbine type burner

This paper presents the characterisation of self-excited oscillations in a kerosene burner. The combustion instability exhibits two different modes and frequencies depending on the air flow rate. Experimental results reveal the influence of the spray to shift between these two modes. Pressure and heat release fluctuations have been measured simultaneously and the flame transfer function has been calculated from these measurements. The Mie scattering technique has been used to record spray fluctuations in reacting conditions with a high speed camera. Innovative image processing has enabled us to obtain fluctuations of the Mie scattered light from the spray as a temporal signal acquired simultaneously with pressure fluctuations. This has been used to determine a transfer function relating the image intensity and hence the spray fluctuations to changes in air velocity. This function has identified the different role the spray plays in the two modes of instability. At low air flow rates, the spray responds to an unsteady air flow rate and the time varying spray characteristics lead to unsteady combustion. At higher air flow rates, effective evaporation means that the spray dynamics are less important, leading to a different flame transfer function and frequency of self-excited oscillation. In conclusion, the combustion instabilities observed are closely related with the fluctuations of the spray motion and evaporation.