Aplicação da transformada integral generalizada no escoamento potencial em contrações

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Aplicação da transformada integral e da transformação conforme na solução de uma classe de problemas difusivo-convectivos em domínios de geometrias não-convencionais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Formulação semi-analítica para a equação transformada resultante da aplicação da GITT em problemas difusivos-advectivos

Neste trabalho se propõe um avanço para a Técnica Transformada Integral Generalizada, GITT. O problema transformado, usualmente resolvido por subrotinas numéricas, é aqui abordado analiticamente fazendo-se uso da Transformada de Laplace. Para exemplificar o uso associado destas duas transformadas integrais, resolvem-se dois problemas. Um de concentração de poluentes na atmosfera e outro de convecção forçada com escoamento laminar, entre placas planas paralelas, com desenvolvimento simultâneo dos perfis térmico e hidrodinâmico. O primeiro é difusivo, transiente e com coeficientes variáveis. Sua solução é obtida de forma totalmente analítica. Além de mostrar o uso da técnica, este exemplo apesar de ter coeficientes variáveis, é resolvido com o auxílio de um problema de autovalores associado com coeficientes constantes. No segundo, obtém-se a solução da Equação da Energia analiticamente. Já a Equação da Conservação do Momentum é linearizada e resolvida de forma iterativa. A solução de cada iteração é obtida analiticamente.

Análise da magnetohidrodinâmica com transferência de calor em canais de placas paralelas via transformação integral

The main goal of the present work is related to the dynamics of the steady state, incompressible, laminar flow with heat transfer, of an electrically conducting and Newtonian fluid inside a flat parallel-plate channel under the action of an external and uniform magnetic field. For solution of the governing equations, written in the parabolic boundary layer and stream-function formulation, it was employed the hybrid, numericalanalytical, approach known as Generalized Integral Transform Technique (GITT). The flow is sustained by a pressure gradient and the magnetic field is applied in the direction normal to the flow and is assumed that normal magnetic field is kept uniform, remaining larger than any other fields generated in other directions. In order to evaluate the influence of the applied magnetic field on both entrance regions, thermal and hydrodynamic, for this forced convection problem, as well as for validating purposes of the adopted solution methodology, two kinds of channel entry conditions for the velocity field were used: an uniform and an non-MHD parabolic profile. On the other hand, for the thermal problem only an uniform temperature profile at the channel inlet was employed as boundary condition. Along the channel wall, plates are maintained at constant temperature, either equal to or different from each other. Results for the velocity and temperature fields as well as for the main related potentials are produced and compared, for validation purposes, to results reported on literature as function of the main dimensionless governing parameters as Reynolds and Hartman numbers, for typical situations. Finally, in order to illustrate the consistency of the integral transform method, convergence analyses are also effectuated and presented

Generalized integral transform solution for hydrodynamically developing non-Newtonian flows in circular tubes

ABSTRACT: The Generalized Integral Transform Technique (GITT) is applied to the solution of the momentum equations in a hydrodynamically developing laminar flow of a non-Newtonian power-law fluid inside a circular duct. A primitive variables formulation is adopted in order to avoid the singularity of the auxiliary eigenvalue problem in terms of Bessel functions at the centerline of the duct when the GITT approach is applied. Results for the velocity field and friction factor-Reynolds number product are computed for different power-law indices, which are tabulated and graphically presented as functions of the dimensionless coordinates. Critical comparisons with previous results in the literature are also performed, in order to validate the numerical codes developed in the present work and to demonstrate the consistency of the final results.

Integral transform solution for the forced convection of herschel-bulkley fluids in circular tubes and parallel-plates ducts

ABSTRACT: The thermal entry region in laminar forced convection of Herschel-Bulkley fluids is solved analytically through the integral transform technique, for both circular and parallel-plates ducts, which are maintained at a prescribed wall temperature or at a prescribed wall heat flux. The local Nusselt numbers are obtained with high accuracy in both developing and fully-developed thermal regions, and critical comparisons with previously reported numerical results are performed.

Solução analítica da equação de difusão-advenção pelo método GILTT aplicada à dispersão de poluentes atmosféricos

O objetivo deste trabalho é obter uma nova solução analítica para a equação de advecção-difusão. Para tanto, considera-se um problema bidimensional difusivo-advectivo estacionário com coeficiente de difusão turbulenta vertical variável que modela a dispersão de poluentes na atmosfera. São utilizados três coeficientes difusivos válidos na camada limite convectiva e que dependem da altura, da distância da fonte e do perfil de velocidade. A abordagem utilizada para a resolução do problema é a técnica da Transformada Integral Generalizada, na qual a equação transformada do problema difusivo-advectivo é resolvida pela técnica da Transformada de Laplace com inversão analítica. Nenhuma aproximação é feita durante a derivação da solução, sendo assim, esta é exata exceto pelo erro de truncamento. O modelo ´e avaliado em condições moderadamente instáveis usando o experimento de Copenhagen. Apresentam-se os resultados numéricos e estatísticos, comparando os resultados obtidos com dados experimentais e com os resultados da literatura. O modelo proposto mostrou-se satisfatório em relação aos dados dos experimentos difusivos considerados.

Estudo analítico/numérico do problema de ablação em corpos rombudos com simetria axial

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Solução híbrida da equação de advecção-dispersão em meios porosos

Este trabalho consiste na solução híbrida da Equação de Advecção-dispersão de solutos unidimensional em meios porosos homogêneos ou heterogêneos, para um único componente, com coeficientes de retardo, dispersão, velocidade média, decaimento e produção dependentes da distância percorrida pelo soluto. Serão estudados os casos de dispersão-advecção em que o retardamento, dispersão, velocidade do fluxo, decaimento e produção variem de forma linear enquanto a dispersividade assuma os modelos linear, parabólico ou exponencial. Para a solução da equação foi aplicada a Técnica da Transformada Integral Generalizada. Os resultados obtidos nesta dissertação demonstram boa concordância entre os problemas-exemplo e suas soluções numéricas ou analíticas contidas na literatura e apontam uma melhor adequação no uso de modelos parabólico no estudo da advecção-dispersão em curto intervalo de tempo, enquanto que o modelo linear converge mais rapidamente em tempos prolongados de simulação. A convergência da série mostrou-se ter dependência direta quanto ao comprimento do domínio, ao modelo de dispersão e da dispersividade adotada, convergindo com até 60 termos, podendo chegar a NT = 170, para os casos heterogêneos, utilizando o modelo de dispersão exponencial, respeitando o critério adotado de 10^-4.

Integração da equação de movimento através da Transformada de Fourier com o uso de ponderadores de ordem elevada

Baseando-se em um sistema com um grau de liberdade, é apresentada neste trabalho a equação de movimento, bem como a sua resolução através das Transformadas de Fourier e da Transformada Rápida de Fourier (FFT). Através da análise da forma como são feitas as integrações nas transformadas, foram estudados e aplicados os ponderadores de Newton-Cotes na resolução da equação de movimento, de forma a aumentar substancialmente a precisão dos resultados em comparação com a forma convencional da Transformada de Fourier.

Modelagem da propagação sonora em dutos : abordagem matemática no domínio da frequência e do tempo utilizando transformada de laplace

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016.

Melhoria da Assistência ao Pré-Natal e Puerpério na UBS Centro de Atenção Integral à Criança e ao Adolescente em Uruguaiana-RS

O atendimento Pré-Natal está se consolidando como a melhor intervenção para garantir qualidade da saúde materna e aumento da expectativa de vida em recém-nascidos. O acompanhamento da gestação diminui os índices de mortalidade materna pela promoção de uma gravidez que não altere o estado de saúde materno, ou minimize efeitos de patologias previamente diagnosticadas. A atenção primária à saúde, com a implantação da Estratégia de Saúde da Família, vem ao encontro da necessidade de criar políticas públicas de saúde que contemplem o acompanhamento pré-natal e puerperal baseado nos princípios do SUS. O presente trabalho trata-se de uma intervenção que objetivou melhorar a qualidade da assistência ao pré-natal e puerpério da UBS CAIC, em Uruguaiana, RS. No decorrer da análise situacional, diversos dados foram coletados e questionários foram respondidos, com o objetivo de avaliar de forma completa e sistemática a estrutura física, processo de trabalho e ações programáticas na UBS. Nessa análise foram detectadas diversas falhas na qualidade da atenção ao pré-natal e puerpério. Uma intervenção foi, então, planejada e atividades incorporadas ao dia-a-dia da UBS dentro de quatro eixos temáticos: organização e gestão do serviço; monitoramento e avaliação; engajamento público; e qualificação da prática clínica. Após três meses de intervenção, passamos de 58% de gestantes (n=30) acompanhadas antes da coleta dos dados para mais de 99% (n=50) de cobertura do programa. Durante a intervenção, a UBS foi transformada em ESF, reduzindo assim a população da área de abrangência e facilitando a busca ativa das gestantes. Todas as gestantes acompanhadas no período receberam avaliação quanto ao risco gestacional, orientações sobre a importância de iniciar o pré-natal no primeiro trimestre, prescrição de sulfato ferroso e ácido fólico conforme o protocolo, solicitação de exames clínicos, ginecológicos, obstétricos e odontológicos conforme preconizado pelo Ministério da Saúde. As gestantes e puérperas foram avaliadas quanto às intercorrências no período, e sua situação biopsicossocial serviu de referencial para a realização de intervenções em situações familiares e na comunidade adstrita à unidade.

Integral Piezoactuator System with Optimum Placement of Functionally Graded Material - A Topology Optimization Paradigm

Piezoactuators consist of compliant mechanisms actuated by two or more piezoceramic devices. During the assembling process, such flexible structures are usually bonded to the piezoceramics. The thin bonding layer(s) between the compliant mechanism and the piezoceramic may induce undesirable behavior, including unusual interfacial nonlinearities. This constitutes a drawback of piezoelectric actuators and, in some applications, such as those associated to vibration control and structural health monitoring (e. g., aircraft industry), their use may become either unfeasible or at least limited. A possible solution to this standing problem can be achieved through the functionally graded material concept and consists of developing `integral piezoactuators`, that is those with no bonding layer(s) and whose performance can be improved by tailoring their structural topology and material gradation. Thus, a topology optimization formulation is developed, which allows simultaneous distribution of void and functionally graded piezoelectric materials (including both piezo and non-piezoelectric materials) in the design domain in order to achieve certain specified actuation movements. Two concurrent design problems are considered, that is the optimum design of the piezoceramic property gradation, and the design of the functionally graded structural topology. Two-dimensional piezoactuator designs are investigated because the applications of interest consist of planar devices. Moreover, material gradation is considered in only one direction in order to account for manufacturability issues. To broaden the range of such devices in the field of smart structures, the design of integral Moonie-type functionally graded piezoactuators is provided according to specified performance requirements.

Calculation of line integrals in boundary integral methods

We propose quadrature rules for the approximation of line integrals possessing logarithmic singularities and show their convergence. In some instances a superconvergence rate is demonstrated.