Modelagem numérica do escoamento em válvulas automáticas de compressores pelo Método da Fronteira Imersa

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aplicação da transformada integral generalizada no escoamento potencial em contrações

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Reologia de vinhos tintos secos produzidos no Sul do Brasil

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Avaliação da eficiência térmica de um coletor solar tipo tubo evacuado modificado

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Simulação numérica da clipagem arterial utilizando interação fluido-estrutura através do método de elementos finitos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Estabilidade e controle dinâmico de roll waves

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

The carreau-yasuda fluids: a skin friction equation for turbulent flow in pipes and kolmogorov dissipative scales

In this work the turbulent flow of the Non-Newtonian Carreau-Yasuda fluid will be studied. A skin friction equation for the turbulent flow of Carreau-Yasuda fluids will be derived assuming a logarithmic behavior of the turbulent mean velocity for the near wall flow out of the viscous sub layer. An alternative near wall characteristic length scale which takes into account the effects of the relaxation time will be introduced. The characteristic length will be obtained through the analysis of viscous region near the wall. The results compared with experimental data obtained with Tylose (methyl hydroxil cellulose) solutions showing good agreement. The relations between scales integral and dissipative obtained for length, time, velocity, kinetic energy, and vorticity will be derived for this type of fluid. When the power law index approach to unity the relations reduces to Newtonian case.

Hydrodynamic modeling and morphological analysis of Lake Água Preta: one of the water sources of Belém-PA-Brazil

The main contribution from this paper includes the hydrodynamic modeling and morphological analysis of Lake Água Preta in Belém city, Pará State, Brazil. The lake bathymetry was taken through the data provided by COSANPA (the local sanitation and water supply company) dating back to 1975, and from a 2009 field study. Both bathymetries produced two terrain elevation models, which were used for morphological analysis and hydrodynamic simulations. The morphological analysis has revealed that, from 1975 to 2009, the annual mean rate of sedimentation varies between 23,065 and 29,081 m3/year. Through this result, the sedimentation time of Lake Água Preta, from 2009, has been calculated, which varies between 295 and 381 years, maintaining the same rate of sedimentation, water consumption and pumping. The hydrodynamic model simulated the depths and velocities, showing a slight flow with velocities ranging from 0 to 33 cm/s. This flow is established between water input and output of the lake, which is used as reservoir of Belém city.

Determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica

A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R² próximos da unidade.

Um modelo de turbulência baseado no conceito de vórtice

O fenômeno da turbulência está presente na maioria dos escoamentos observados na indústria e na natureza. Muitas são as considerações a respeito das dificuldades relacionadas à caracterização dos escoamentos turbulentos. Uma das muitas questões trata do procedimento de análise do problema através da descrição estatística dos campos por grandezas “médias”, o que leva ao problema de fechamento e à modelagem do tensor de Reynolds, normalmente com modelos baseados no conceito de viscosidade turbulenta. Os modelos de turbulência já existentes apresentam algumas deficiências na previsão do escoamento, além de outras limitações, o que justifica a busca por novas abordagens para o tratamento da turbulência. Neste trabalho, o problema de fechamento é tratado segundo a modelagem turbulenta baseada no conceito de viscosidade turbulenta. Um novo modelo de turbulência é proposto, que admite a existência de vórtices imersos no escoamento e aplica conceitos e definições relacionados à identificação de vórtices, com o uso do critério de identificação Q , que caracteriza a região do escoamento ocupada pelo vórtice. Propõe-se a investigação da aplicabilidade do critério Q em conjunto com o modelo k − ε , para o desenvolvimento de um novo modelo de turbulência chamado k − ε −Q . Validou-se a aplicabilidade do modelo através de um código numérico computacional para tratamento de escoamentos turbulentos. A solução numérica foi obtida através da discretização do domínio fluido, utilizando o método de volumes finitos e o método multigrid foi utilizado para resolver o sistema linear resultante. Como verificação, foi utilizado este modelo de turbulência para simular o escoamento em uma cavidade quadrada com tampa deslizante e o escoamento turbulento sobre um degrau. Os resultados obtidos foram confrontados com dados experimentais e demonstraram que o modelo aqui proposto se apresenta mais eficiente que o clássico modelo k − ε , no tratamento da turbulência nesses dois problemas clássicos.

Análise do escoamento turbulento por um queimador industrial a gás utilizando dinâmica dos fluidos computacional

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Extended Daily Dialysis in Acute Kidney Injury Patients: Metabolic and Fluid Control and Risk Factors for Death

Intermittent hemodialysis (IHD) and continuous renal replacement therapies (CRRT) are used as Acute Kidney Injury (AKI) therapy and have certain advantages and disadvantages. Extended daily dialysis (EDD) has emerged as an alternative to CRRT in the management of hemodynamically unstable AKI patients, mainly in developed countries.Objectives: We hypothesized that EDD is a safe option for AKI treatment and aimed to describe metabolic and fluid control of AKI patients undergoing EDD and identify complications and risk factors associated with death.Study Selection: This is an observational and retrospective study describing introduction of EDD at our institution. A total of 231 hemodynamically unstable AKI patients (noradrenalin dose between 0.3 and 1.0 ucg/kg/min) were assigned to 1367 EDD session. EDD consisted of 6-8 h of HD 6 days a week, with blood flow of 200 ml/min, dialysate flows of 300 ml/min.Data Synthesis: Mean age was 60.6 +/- 15.8 years, 97.4% of patients were in the intensive care unit, and sepsis was the main etiology of AKI (76.2). BUN and creatinine levels stabilized after four sessions at around 38 and 2.4 mg/dl, respectively. Fluid balance decreased progressively and stabilized around zero after five sessions. Weekly delivered Kt/V was 5.94 +/- 0.7. Hypotension and filter clotting occurred in 47.5 and 12.4% of treatment session, respectively. Regarding AKI outcome, 22.5% of patients presented renal function recovery, 5.6% of patients remained on dialysis after 30 days, and 71.9% of patients died. Age and focus abdominal sepsis were identified as risk factors for death. Urine output and negative fluid balance were identified as protective factors.Conclusions: EDD is effective for AKI patients, allowing adequate metabolic and fluid control. Age, focus abdominal sepsis, and lower urine output as well as positive fluid balance after two EDD sessions were associated significantly with death.

Control of instabilities in non-Newtonian free surface fluid flows

Free surface flows in inclined channels can develop periodic instabilities that are propagated downstream as shock waves with well-defined wavelengths and amplitudes. Such disturbances are called roll waves and are common in channels, torrential lava, landslides, and avalanches. The prediction and detection of such waves over certain types of structures and environments are useful for the prevention of natural risks. In this work, a mathematical model is established using a theoretical approach based on Cauchy's equations with the Herschel-Bulkley rheological model inserted into the viscous part of the stress tensor. This arrangement can adequately represent the behavior of muddy fluids, such as water-clay mixture. Then, taking into account the shallow water and the Rankine-Hugoniot's (shock wave) conditions, the equation of the roll wave and its properties, profile, and propagation velocity are determined. A linear stability analysis is performed with an emphasis on determining the condition that allows the generation of such instabilities, which depends on the minimum Froude number. A sensitivity analysis on the numerical parameters is performed, and numerical results including the influence of the Froude number, the index flow and dimensionless yield stress on the amplitude, the wavelength of roll waves and the propagation velocity of roll waves are shown. We show that our numerical results were in agreement with Coussot's experimental results (1994).

A Time-domain Harmonic Power-Flow Analysis in Electrical Energy Distribution Networks, Using Norton Models for Non-linear Loading

The purpose of this paper is to present the application of a three-phase harmonic propagation analysis time-domain tool, using the Norton model to approach the modeling of non-linear loads, making the harmonics currents flow more appropriate to the operation analysis and to the influence of mitigation elements analysis. This software makes it possible to obtain results closer to the real distribution network, considering voltages unbalances, currents imbalances and the application of mitigation elements for harmonic distortions. In this scenario, a real case study with network data and equipments connected to the network will be presented, as well as the modeling of non-linear loads based on real data obtained from some PCCs (Points of Common Coupling) of interests for a distribution company.

Desenvolvimento de um novo sistema dinâmico para avaliação da liberação de fármacos

Pós-graduação em Biociências - FCLAS