Comparative analysis between experimental characterization results and numerical fdtd modeling of self-assembled photonic crystals

This paper presents a comparative analysis between the experimental characterization and the numerical simulation results for a three-dimensional FCC photonic crystal (PhC) based on a self-assembly synthesis of monodispersive latex spheres. Specifically, experimental optical characterization, by means of reflectance measurements under variable angles over the lattice plane family [1,1, 1], are compared to theoretical calculations based on the Finite Di®erence Time Domain (FDTD) method, in order to investigate the correlation between theoretical predictions and experimental data. The goal is to highlight the influence of crystal defects on the achieved performance.

Simulation of the flow through automatic valves of hermetic compressors by the immersed boundary method approach

The main goal of the present work is to verify the applicability of the Immersed Boundary Method together with the Virtual Physical Model to solve the flow through automatic valves of hermetic compressors. The valve was simplified to a two-dimensional radial diffuser, with diameter ratio of D/d = 1.5, and simulated for a one cycle of opening and closing process with a imposed velocity of 3.0 cm/s for the reed, dimensionless gap between disks in the range of 0.07 < s/d < 0.10, and inlet Reynolds number equal to 1500. The good results obtained showed that the methodology has great potential as project tool for this type of valve systems. © The Authors, 2011.

Application of a bounded upwinding scheme to complex fluid dynamics problems

This paper is concerned with an overview of upwinding schemes, and further nonlinear applications of a recently introduced high resolution upwind differencing scheme, namely the ADBQUICKEST [V.G. Ferreira, F.A. Kurokawa, R.A.B. Queiroz, M.K. Kaibara, C.M. Oishi, J.A.Cuminato, A.F. Castelo, M.F. Tomé, S. McKee, assessment of a high-order finite difference upwind scheme for the simulation of convection-diffusion problems, International Journal for Numerical Methods in Fluids 60 (2009) 1-26]. The ADBQUICKEST scheme is a new TVD version of the QUICKEST [B.P. Leonard, A stable and accurate convective modeling procedure based on quadratic upstream interpolation, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 19 (1979) 59-98] for solving nonlinear balance laws. The scheme is based on the concept of NV and TVD formalisms and satisfies a convective boundedness criterion. The accuracy of the scheme is compared with other popularly used convective upwinding schemes (see, for example, Roe (1985) [19], Van Leer (1974) [18] and Arora & Roe (1997) [17]) for solving nonlinear conservation laws (for example, Buckley-Leverett, shallow water and Euler equations). The ADBQUICKEST scheme is then used to solve six types of fluid flow problems of increasing complexity: namely, 2D aerosol filtration by fibrous filters; axisymmetric flow in a tubular membrane; 2D two-phase flow in a fluidized bed; 2D compressible Orszag-Tang MHD vortex; axisymmetric jet onto a flat surface at low Reynolds number and full 3D incompressible flows involving moving free surfaces. The numerical simulations indicate that this convective upwinding scheme is a good generic alternative for solving complex fluid dynamics problems. © 2012.

Simulação numérica de escoamentos de fluidos com efeitos de rotação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Simulação de grandes escalas de escoamentos incompressíveis com transferência de calor e massa por um método de elementos finitos de subdomínio

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Simulação numérica de escoamentos hipersônicos sobre corpos rombudos pelo método de elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação numérica de escoamentos de fluidos pelo método de elementos finitos baseado em volumes de controle em malhas não estruturadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Obtenção de parâmetros físicos e térmicos para simulação e projeto de bioreatores de fermentação em estado sólido em leito fixo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos numéricos na simulação de escoamentos gás-sólido em leito fuidizado borbulhante utilizando a teoria cinética dos escoamentos granulares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo dos critérios de falhas em compósitos PPS/fibras de carbono utilizando elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método numérico-analítico generalizado para estimação do campo eletromagnético de linhas de transmissão de energia elétrica utilizando a teoria dos elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação numérica da fase líquida na deposição de filmes finos via sol-gel: aplicações para dióxido de estanho

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Desenvolvimento de metodologias para a localização de intruso em ambientes indoor

O presente trabalho propõe metodologias para detectar a presença e localizar um intruso em ambientes indoor, 2-D e 3-D, sendo que neste último, utiliza-se um sistema cooperativo de antenas e, em ambos os casos, o sistema é baseado em radares multiestáticos. Para obter uma alta resolução, o radar opera com pulsos UWB, que possuem amplitude espectral máxima em 1 GHz para ambientes 2-D e, pulsos de banda larga com frequências entre 200 MHz e 500 MHz para ambientes 3-D. A estimativa de localização, para os ambientes bidimensionais, é feita pela técnica de otimização Enxame de Partículas - PSO (Particle Swarm Optimization), pelo método de Newton com eliminação de Gauss e pelo método dos mínimos quadrados com eliminação de Gauss. Para o ambiente tridimensional, foi desenvolvida uma metodologia vetorial que estima uma possível região de localização do intruso. Para a simulação das ondas eletromagnéticas se utiliza o método numérico FDTD (Diferenças Finitas no Domínio do Tempo) associado à técnica de absorção UPML (Uniaxial Perfectly Matched Layer) com o objetivo de truncar o domínio de análise simulando uma propagação ao infinito. Para a análise do ambiente em 2-D foi desenvolvido o ACOR-UWB-2-D e para o ambiente 3-D foi utilizado o software LANE SAGS.

Simulação numérica da gaseificação de biomassa em leito fixo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade das sementes de açaí rejeitadas após beneficiamento em Belém – Pará, a fim de ser usada como fonte de biomassa para a produção de energia por gaseificação. Resultados da análise elementar obtidas no LABCAT – UNB em base seca foram obtidas com percentuais de Carbono, 46,06 %, Hidrogênio 6,01 % Oxigênio 43,37 %, Nitrogênio 4,33 % e Enxofre 0,08%. Tais valores entre outros parâmetros obtidos em estudo experimental realizados por Santos 2011 e Cruz, 2010, foram utilizados para realizar uma simulação numérica do processo de gaseificação por meio de um código FORTRAN zero dimensional desenvolvido especificamente para esta finalidade. Variações da influência da razão de equivalência e teor de umidade nas concentrações de CO, H2 e CH4 foram comparados a resultados experimentais. Um modelo transiente unidimensional também foi analisado. Utilizando a aplicação de um mecanismo de pirólise de dois passos onde o alcatrão primário (ou oxigenados) são inicialmente formados e então craqueados em alcatrão secundário (ou hidrocarbonetos) e outros gases combustíveis. Assim se revela a complexidade dos processos físicos e químicos que ocorrem no reator pelo uso do balanço de energia e massa e com informações das taxas de reação das reções químicas e os processos de transporte físicos. O modelo computacional é capaz de prever o perfil da composição de gases, temperatura, alcatrão primário e secundário ao longo do eixo longitudinal do gaseificador. Foram obtidos resultados para simulações realizadas nos dois modelos e posteriormente analisado tal comportamento em comparação ao resultado experimental obtidos por Santos (2011).

Estudo numérico de modelos de arrasto e do coeficiente de restituição no escoamento gás-sólido em leito fluidizado

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG