Coupled CFD Shape Optimization for aerodynamic profiles

The present document deals with the optimization of shape of aerodynamic profiles -- The objective is to reduce the drag coefficient on a given profile without penalising the lift coefficient -- A set of control points defining the geometry are passed and parameterized as a B-Spline curve -- These points are modified automatically by means of CFD analysis -- A given shape is defined by an user and a valid volumetric CFD domain is constructed from this planar data and a set of user-defined parameters -- The construction process involves the usage of 2D and 3D meshing algorithms that were coupled into own- code -- The volume of air surrounding the airfoil and mesh quality are also parametrically defined -- Some standard NACA profiles were used by obtaining first its control points in order to test the algorithm -- Navier-Stokes equations were solved for turbulent, steady-state ow of compressible uids using the k-epsilon model and SIMPLE algorithm -- In order to obtain data for the optimization process an utility to extract drag and lift data from the CFD simulation was added -- After a simulation is run drag and lift data are passed to the optimization process -- A gradient-based method using the steepest descent was implemented in order to define the magnitude and direction of the displacement of each control point -- The control points and other parameters defined as the design variables are iteratively modified in order to achieve an optimum -- Preliminary results on conceptual examples show a decrease in drag and a change in geometry that obeys to aerodynamic behavior principles

Propuesta didáctica el uso de experimentos demostrativos y la contextualización de conceptos como una ayuda a la construcción del conocimiento en los temas de mecánica de fluídos y calor [por] José Antonio Matta Garza

Tesis (Maestría en la Enseñanza de las Ciencias con Especialidad en Física) U.A.N.L.

Física I : mecánica y fluídos.

Este manual está dividido en 13 temas: 1.La magnitud física y su medida, 2.Cálculo vectorial, 3.Cinemática del punto, 4.Cinemática del sólido rígido y del movimiento relativo, 5.Estática: fuerzas y equilibrios, 6.Dinámica del punto y de los sistemas de puntos, 7.Trabajo y energía, 8.Dinámica de rotación del sólido rígido, 9.Gravitación, 10.El estado sólido y la elasticidad, 11.Estática de fluídos, 12.Fenómenos capilares en los líquidos y 13.Dinámica de fluídos.

Mecánica de sólidos y de fluídos. Física I.

El libro está dividido en ocho unidades didácticas, en las cuales se aborda el estudio de los siguientes temas: 1. Conceptos fundamentales, cálculo vectorial y teoría de campos, 2. Cinemática, 3. Dinámica del punto material, 4. Geometría de masas, 5. Estática, 6. Dinámica del sólido rígido, 7. Mecánica del sólido reformable y 8. Mecánica de fluídos.

Coletores de distribuição e sua otimização hidráulica, aplicados a uma instalação de produção de água arrefecida em sistemas de AVAC ( Fórum Picoas)

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Laboratorio de mecánica de fluidos

UANL

Synthesis, applications and reactivity of 1,2,3-triazolium salts

276 p.

Variação de temperatura e umidade e suas influências nas características físicas e mecânicas dos fios de algodão

Cotton is a hydrofilic textile fiber and, for this reason, it changes its properties according to the environment changes. Moisture and Temperature are the two most important factors that lead a cotton Spinning sector and influence its quality. Those two properties can change the entire Spinning process. Understanding this, moisture and temperature must be kept under control when used during the Spinning process, once the environment is hot and dry, the cotton yarns absorb moisture and lose the minimal consistency. According to this information, this paper was developed testing four types of cotton yarns, one kind of cotton from Brazil and the others from Egypt. The yarns were exposed to different temperatures and moisture in five different tests and in each test, six samples that were examined through physical and mechanical tests: resistance, strength, tenacity, yarn´s hairness, yarn´s evenness and yarn´s twisting. All the analysis were accomplished at Laboratório de Mecânica dos Fluídos and at COATS Corrente S.A., where, it was possible to use the equipments whose were fundamental to develop this paper, such as the STATIMAT ME that measures strength, tenacity, Zweigler G566, that measure hairiness in the yarn, a skein machine and a twisting machine. The analysis revealed alterations in the yarn´s characteristics in a direct way, for example, as moisture and temperature were increased, the yarn´s strength, tenacity and hairness were increased as well. Having the results of all analysis, it is possible to say that a relatively low temperature and a high humidity, cotton yarns have the best performance

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.

Estudo da influência da granulometria no comportamento reológico de polpa de bauxita e no fator de atrito

O presente trabalho apresenta estudos de caracterização reológica e determinações de fatores de atrito em três polpas de bauxita, originárias da Mina de Miltônia, Paragominas – Pará, resultantes de condições operacionais com graus diferentes de moagem. Deste modo, a diferenciação básica entre as mesmas reside na distribuição granulométrica. O objetivo é fazer uma proposta de revisão da especificação granulométrica do produto (polpa de bauxita para o mineroduto), permitindo uma comparação com as polpas do projeto (planta piloto) e da operação atual (usina de beneficiamento) quanto a resposta a alterações, principalmente, da viscosidade e fatores de atrito. A polpa proposta incorpora um percentual maior de finos (< 10 microns) em relação as demais polpas. Os benefícios possibilitarão ganhos de recuperação com a incorporação desta parcela de finos, a qual atualmente é descartada para a bacia de rejeitos. O material foi caracterizado por análises granulométricas da série Tyler, físicas e físico-químicas, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de raios-x dispersiva em energia (EDS). Utilizando-se de um viscosímetro de cilindros coaxiais, tipo Searle, abordo use os aspectos reológicos destas polpas, em função da sua distribuição granulométrica e da variação da concentração de sólidos. As propriedades reológicas avaliadas foram a viscosidade, a tensão de escoamento e também os comportamentos que mostram a dependência da viscosidade com o tempo de aplicação de uma taxa de cisalhamento constante, verificando-se por meio de curva de histerese, a existência ou não da tixotropia e da reopexia. Os resultados experimentais mostraram que para as polpas ensaiadas, a granulometria e a concentração de sólidos são parâmetros relevantes na determinação da viscosidade. Os testes com estas três polpas de bauxita, de granulometrias diferentes, foram realizados a concentrações pré-determinadas, de modo a determinar o modelo reológico cujos parâmetros apresentaram os melhores coeficientes de correlação (R²), sendo que os melhores ajustes encontrados foram segundo o modelo de Herschel-Bulkley. Os fatores de atrito foram obtidos por formulações que envolvem uma relação logarítmica, utilizando-se da Lei da Parede como método de obtenção das expressões aplicáveis a estes fluidos não- Newtonianos viscoplásticos, sendo comparados com os calculados pelas correlações de Dodge e Metzner e verificou-se que de uma maneira geral há a concordância entre o modelo estudado nas três polpas. A análise dos fatores de atrito na concentração de 50% de sólidos, concentração de bombeio por mineroduto, mostra que o comportamento das polpas estudadas é semelhante, com os melhores ajustes para a faixa de 10.000 a 100.000 Reynolds (faixa média de trabalho para o escoamento turbulento de polpas de minério, homogêneas e heterogêneas).

Solução das equações de Navier-Stokes e da equação de transporte por um método de elementos finitos estabilizado pela técnica de separação baseada na característica

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Implementação de um sistema eletrônico para avaliar a distribuição da força na região plantar de pacientes

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Simulação numérica do escoamento em difusores radiais com discos frontais fixos e móveis

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

On the zeros of polynomials: an extension of the Enestrom-Kakeya theorem

This paper presents an extension of the Enestrom-Kakeya theorem concerning the roots of a polynomial that arises from the analysis of the stability of Brown (K, L) methods. The generalization relates to relaxing one of the inequalities on the coefficients of the polynomial. Two results concerning the zeros of polynomials will be proved, one of them providing a partial answer to a conjecture by Meneguette (1994)[6]. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Application of the log-conformation tensor to three-dimensional time-dependent free surface flows

The numerical simulation of flows of highly elastic fluids has been the subject of intense research over the past decades with important industrial applications. Therefore, many efforts have been made to improve the convergence capabilities of the numerical methods employed to simulate viscoelastic fluid flows. An important contribution for the solution of the High-Weissenberg Number Problem has been presented by Fattal and Kupferman [J. Non-Newton. Fluid. Mech. 123 (2004) 281-285] who developed the matrix-logarithm of the conformation tensor technique, henceforth called log-conformation tensor. Its advantage is a better approximation of the large growth of the stress tensor that occur in some regions of the flow and it is doubly beneficial in that it ensures physically correct stress fields, allowing converged computations at high Weissenberg number flows. In this work we investigate the application of the log-conformation tensor to three-dimensional unsteady free surface flows. The log-conformation tensor formulation was applied to solve the Upper-Convected Maxwell (UCM) constitutive equation while the momentum equation was solved using a finite difference Marker-and-Cell type method. The resulting developed code is validated by comparing the log-conformation results with the analytic solution for fully developed pipe flows. To illustrate the stability of the log-conformation tensor approach in solving three-dimensional free surface flows, results from the simulation of the extrudate swell and jet buckling phenomena of UCM fluids at high Weissenberg numbers are presented. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.