Navegando por Assunto "Transformadas integrais"

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Análise da convecção natural no escoamento laminar em cavidades parcialmente preenchidas com meios porosos utilizando transformadas integrais
(Universidade Federal do Pará, 2016-04-15) QUARESMA, Sil Franciley dos Santos; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
Fazendo uso da equação de Darcy e suas correções de Brinkman e Forchheimer foi avaliada a convecção natural em cavidades parcialmente preenchidas com meio poroso, utilizando para isso a técnica da Transformada Integral Generalizada – GITT. No primeiro momento foi analisado o problema do escoamento unidimensional em canal parcialmente preenchido com meio poroso, sem o efeito da convecção natural de forma a entender a metodologia de solução da técnica para problemas com interfaces fluido/poro. Foi usada a equação conhecida como Darcy-Brinkman-Forchheimer para descrever o perfil de velocidade no canal, utilizando-se da Técnica da Transformada Integral Generalizada – GITT para resolver o problema proposto. Na segunda etapa do trabalho utilizou-se da GITT para estudar o problema da convecção natural térmica em cavidade retangular parcialmente preenchida com meio poroso, com paredes laterais diferencialmente aquecidas, utilizando a formulação matemática de Darcy-Brinkman- Forchheimer modificada para descrever o escoamento no meio poroso e no meio fluido, através do uso de um parâmetro binário que ao encontrar-se no meio fluido transforma a equação de Darcy-Brinkman-Forchheimer na equação de Navier-Stokes. A equação da conservação da energia foi utilizada para descrever o perfil de temperatura na cavidade, sendo possível avaliar a influência dos diversos parâmetros que caracterizam esse tipo de problema, como por exemplo, a influência da permeabilidade da camada porosa vii sobre o escoamento global e a transferência de calor global. Por fim foi realizado o estudo da convecção natural termosolutal em uma cavidade retangular parcialmente preenchida com meio poroso, que de forma resumida é a convecção natural derivada dos efeitos térmicos e de massa concorrentes entre si na formação do fluxo, foi utilizada a formulação de Darcy-Brinkman modificada para descrever o escoamento em toda a cavidade, que como já mencionado anteriormente assume a forma da equação de Navier-Stokes quando avaliada em meio totalmente fluido. A equação da conservação da energia foi utilizada para descrever o perfil de temperatura na cavidade e a equação da conservação das espécies foi utilizada para descrever o perfil de concentração. O estudo avalia também a eficiência da GITT em resolver sistemas de equações acopladas, com alto grau de não-linearidade envolvendo interface fluido/poro, foi usada a formulação Darcy-Brinkman-Forchheimer para descrever o perfil de velocidade no canal.
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Análise teórico-experimental da biotransferência de calor em tecidos sintéticos aquecidos por ultrassom
(Universidade Federal do Pará, 2016-04-14) AMORIM, Nelson de Souza; COTTA, Renato Machado; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
O problema inverso de estimativa de parâmetro para o problema de biotransferência de calor em tecidos sintéticos foi analisado. Inicialmente uma abordagem experimental foi desenvolvida, através do aquecimento de um phantom sintético a partir da aplicação de ultrassom terapêutico. Perfis de temperatura, para diferentes casos envolvendo a variação das intensidades, isto é, 1W/cm2, 1,5W/cm2 e 2W/cm2 foram avaliados para 3 termopares posicionados ao longo do phantom sintético. Posteriormente um modelo matemático foi desenvolvido para representar o problema experimental. A solução do modelo foi obtida através da Técnica da Transformada Integral Clássica (CITT). Usando-se o método de Levenberg-Marquardt foi estimado a atenuação do phantom sintético desenvolvido, onde uma comparação foi realizada entre a solução experimental e o modelo teórico proposto.
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Aplicação da transformada integral generalizada em mancais radiais operando com fluidos não-newtonianos tipo lei da potência
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-29) MAGNO, Rui Nelson Otoni; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
Neste trabalho é estudada a lubrificação hidrodinâmica de mancais radiais completos lubrificados com fluidos não newtonianos que obedecem a lei da potência. A formulação do problema é obtida a partir das equações gerais do movimento, após serem assumidas algumas hipóteses simplificadoras inerentes ao tipo de problema. O método da perturbação regular é aplicado nas equações governantes para determinação dos perfis de velocidade e em seguida à equação de Reynolds generalizada para fluidos não-newtonianos. Soluções para os casos limites foram obtidas analiticamente. Em seguida, a equação de Reynolds generalizada, na forma completa, é resolvida via Técnica da Transformada Integral Generalizada. Para o cálculo das formulações foram desenvolvidos códigos computacionais em linguagem FORTRAN 90/95 onde se utilizou a sub-rotina DBVPFD da biblioteca IMSL (2014). Os resultados para os parâmetros de desempenho operacional tais como o campo de pressão, a carga suportada, número de Sommerfeld, ângulo de ação, o coeficiente de atrito e escoamento lateral foram estabelecidos, e apresentaram excelente concordância quando comparados com resultados disponíveis na literatura, para diferentes excentricidades específicas, razões de aspectos e índices “n” para fluidos que obedecem a lei da potência. Resultados considerando três tipos de rugosidade, quais sejam, senoidal, meia onda e onda completa, também foram obtidos e apresentaram uma boa concordância com a literatura, sendo que a rugosidade tipo onda completa apresentou melhor desempenho, aumentando a pressão, a capacidade de carga, o escoamento lateral e uma diminuição no coeficiente de atrito.
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Estudo da magnetohidrodinâmica em dutos usando transformadas integrais
(Universidade Federal do Pará, 2015-11-27) LOBATO, Benedito; SOUZA, Marcelo José Raiol; http://lattes.cnpq.br/2980566423137880; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
O presente trabalho apresenta o estudo da magnetohidrodinâmica para o escoamento de fluidos em regiões com diferentes formas geométricas. O uso de técnicas de transformadas integrais, no caso GITT, foi utilizada para obter soluções das equações da Quantidade de Movimento e da Transferência de Energia. Em cada caso foi obtida uma solução híbrida (analítica-numérica) que foram tratadas com códigos computacionais que permitiram a análise dos campos de velocidade, de temperaturas e geração de entropia. Os resultados foram comparados com os resultados obtidos em situações clássicas da literatura e também com resultados atuais, mostrando a eficiência e capacidade da técnica utilizada.
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Solução híbrida da equação de advecção-dispersão em meios porosos
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-21) SILVA, Elizeu Melo da; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
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.
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Soluções híbridas por transformadas integrais para o escoamento magnetohidrodinâmico com transferência de calor em canais de placas paralelas
(Universidade Federal do Pará, 2015-06-26) PONTES, Fábio de Andrade; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
O presente estudo consiste em analisar a dinâmica do escoamento magnetohidrodinâmico de fluidos newtonianos condutores elétricos no interior de um canal de placas planas paralelas submetido a um campo magnético externo uniforme, em que a formulação matemática dos modelos é dada em termos de função corrente, obtida a partir das Equações de Navier-Stokes e da Equação da Energia. As suposições adotadas são de regime permanente, escoamento laminar e incompressível e propriedades físicas constantes. Admite-se também que o campo magnético externo, aplicado na direção normal ao escoamento, permanece uniforme, não sendo, dessa forma, influenciado por nenhum efeito magnético interno. Para a solução das equações governantes do problema físico, a Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) é aplicada a este sistema de equações diferenciais parciais e uma solução híbrida (numérico-analítica), a qual é computacionalemente implementada utilizando-se a linguagem de programação científica FORTRAN 90. Com o objetivo de ilustrar a consistência da técnica da transformação integral, análises de convergência são efetuadas e apresentadas. Resultados para os campos de velocidade e de temperatura, bem como potenciais correlatos são gerados e comparados com os da literatura em função dos principais parâmetros de governo. Uma análise aprofundada sobre a sensibilidade paramétrica dos principais parâmetros adimensionais, tais como número de Reynolds, número de Hartmann, número de Eckert, parâmetro elétrico e número de Prandtl, para algumas situações típicas é realizada.
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A técnica da transformada integral aplicada em modelos de transporte de massa em meios porosos
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-27) FERREIRA, Josiel Lobato; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) foi utilizada, em um primeiro momento, na análise do processo de extração supercrítica, no estudo da extração de β- caroteno de cenouras, óleo de sementes de gergelim, óleo de canola e óleo de priprioca. Neste caso analisou-se o efeito do tamanho das partículas, pressão e temperatura na quantidade acumulada extraída e o efeito do fluxo na taxa de extração. Utilizou-se dois modelos, baseados em balanços materiais no leito e na partícula, para tentar descrever o processo e os resultados foram comparados com resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura. Em um segundo momento a GITT foi utilizada na modelagem e simulação do processo de reforma de metano com CO2 em reator catalítico de leito fixo. Os catalisadores utilizados foram de Níquel suportados em Alumina ( Ni  - Al2O3 ). Neste caso avaliou-se o efeito da temperatura nos perfis de concentração de todos os componentes envolvidos. Utilizou-se um modelo, baseado em balanços materiais no leito e na partícula, para tentar descrever o processo de reforma considerando as reações de decomposição do metano e as reações reversas de Boudouard e gás-água (shift), os resultados também foram comparados com resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura. Em ambos os casos aplicou-se a Técnica das Equações Integrais Acopladas (CIEA) na simplifiação dos modelos propostos a fim de se eliminar a dependência radial das equações que governam a transferência de massa nas partículas, para a posterior aplicação da GITT. Os modelos resultantes foram solucionados numericamente usando-se a rotina DIVPAG da biblioteca IMSL.
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A técnica da transformada integral generalizada no escoamento em dutos bidimensionais de geometria irregular na forma senoidal
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-28) MIYAGAWA, Helder Kiyoshi; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
A Técnica da Transformada Integral Generalizada é aplicada na solução das equações de Navier-Stokes para um duto de geometria irregular na forma senoidal em um escoamento incompreensível e laminar. Para isso, foi utilizada a formulação em termos de função corrente. Um filtro geral foi adotado que se adapta ao contorno irregular para aumentar a convergência da solução. Foram analisadas diversas geometrias modificando-se a razão de comprimento (λ/a) e a razão de altura (Hmin/Hmax) para número de Reynolds na faixa de 25 a 400. Para o mesmo número de Reynolds elevando um dos dois parâmetros geométricos a recirculação do escoamento é menor e a diminuição de um dos parâmetros eleva a recirculação do escoamento. A recirculação no caso onde λ/a = 16 e Hmin/Hmax = 0.7 é pouco acentuada em Reynolds = 400. Considerando a configuração onde λ/a = 4 e Hmin/Hmax = 0.3 é possível gerar vorticidade em números de Reynolds de baixo valor (Re = 25). O fator de atrito, baseado nas forças viscosas, calculado apresentou o mesmo comportamento dos trabalhos da literatura.
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A técnica da transformada integral na modelagem e simulação de processos de separação de metais por membranas difusivas poliméricas
(Universidade Federal do Pará, 2012-11) CARDOSO, Simone de Aviz; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
A Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) foi utilizada na análise do processo de extração de metais com membranas poliméricas planas e tubulares. No caso do estudo com membrana plana, analisou-se a extração dos metais cádmio, Cd (II), ouro, Au (III) e paládio, Pd (II) em membrana difusiva polimérica de Aliquat 336/PVC e as equações das espécies químicas foram resolvidas pela metodologia da GITT. Numa segunda etapa utilizou-se a Técnica das Integrais Acopladas (CIEA) para se analisar o mesmo problema. No estudo em membrana tubular de fibra-oca a metodologia da GITT foi também utilizada para se analisar a influência das condições de transporte do soluto de interesse na interface da fase fluida e fase membrana de um processo de separação mássica em membranas tubulares como função dos parâmetros governantes do problema. Nesse tipo de extração, extratantes líquidos são utilizados nos poros das fibras da membrana para facilitar a separação mássica. Em ambos os estudos foram feitas comparações com resultados da literatura demonstrando a potencialidade da técnica utilizada em tratar problemas desta natureza.