Dissertations / Theses on the topic 'Efeitos de números de Reynolds'

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 1751678 bytes, checksum: 7a959c20ec52c075f9eb068f9cb8b956 (MD5) Previous issue date: 2012-05-25
A redução de arraste por injeção de polímeros de alto peso molecular em escoamento turbulento é um importante fenômeno que tem recebido a atenção de muitos pesquisadores nos últimos anos. Porém, a eficiência de tais aditivos não é constante. A turbulência degrada o polímero, diminuindo a capacidade de redução o arraste. Recentemente, o fenômeno de degradação tem recebido uma merecida atenção na literatura e vários estudos dos efeitos de concentração, massa molecular, número de Reynolds e temperatura no mecanismo físico da degradação estão disponíveis. Contudo, tais parâmetros não são ainda suficientemente explorados e seus efeitos sobre o mecanismo de degradação carecem de estudos. Investiga-se no presente trabalho o fenômeno de degradação molecular em soluções aquosas de três diferentes polímeros: óxido de polietileno (PEO), poliacrilamida (PAM) e goma xantana (XG). Uma geometria rotativa formada por cilindros concêntricos com folga dupla é utilizada. A dependência das cisões poliméricas em relação a massa molecular, concentração, temperatura e número de Reynolds é analisada ao longo de uma extensa faixa desses parâmetros. Os principais resultados são ilustrados em termos do coeficiente de redução de arraste, DR. Os testes são realizados com vistas nas variações de DR ao longo do tempo, em especial nos primeiros instantes de experimento. Inicialmente, nota-se que DR assume valores negativos devido ao aumento de viscosidade extensional decorrente do esticamento abrupto dos polímeros. Após atingir um valor mínimo, DR passa a aumentar em resposta a acomodação das estruturas turbulentas, atingindo um valor máximo. Por fim, DR torna a diminuir como consequência das cisões moleculares, até assumir um valor assintótico. Visando-se quantificar a degradação, os resultados são reapresentados em termos do coeficiente de redução de arraste relativo, DR0, definido como a razão entre as reduções de arraste instantânea e máxima observada ao longo de um teste. Propõe-se, por fim, uma equação de DR0 em função do tempo, considerando o número de Reynolds, a concentração, a massa molecular e a temperatura
The drag reduction by high molecular weight polymer in a turbulent flow is an important phenomenon that has received the attention of a number of researchers in the last years. However, the efficiency of those additives is not constant. Turbulence degrades the polymer, decreasing their ability to reduce drag. Recently, this degradation phenomenon has received its deserved attention in the literature and investigations that take into account the effect of concentration, molecular weight, Reynolds number, and temperature on the physical mechanism of degradation can be found. However, these parameters have not yet been explored in very wide ranges. In the present work we investigate this degradation phenomenon using aqueous solutions of three different polymers, polyacrylamide (PAM), polyethylene oxide (PEO) and xanthan gum (XG) in a cylindrical double gap rheometer device. The dependence of degradation on molecular weight, concentration, temperature, and Reynolds number is analysed for a wide range of these parameters. Our main results are displayed in terms of drag reduction (DR). All tests are performed to compute DR for a long period of time including the values obtained from the very beginning of the process. Initially, DR presents negative values due to gain of extensional viscosity caused by polymer stretching. After reaching a minimum value, DR increases in response to the development of turbulent structures, achieving a maximum value. Finally, DR decreases as a result of polymer scissions, attaining an asymptotic value. In order to quantify the degradation, we also display the results using a relative drag reduction quantity, DR0, defined as the ratio of the current drag reduction to the maximum one obtained for a non-degraded solution. We propose an alternative decay function that relates DR0 as a function of the Reynolds number, concentration, molecular weight, and temperature

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5737_Anselmo-Pereira-2012-04-11.pdf: 64115078 bytes, checksum: f5c48713e9618df703a356aa57d33886 (MD5) Previous issue date: 2012-05-25
A redução de arraste por injeção de aditivos poliméricos de alto peso molecular em escoamento turbulento consiste em um importante fenômeno e tem recebido a atenção de muitos pesquisadores nos últimos anos. Porém, a eficiência de tais aditivos não é constante. A turbulência é, também, responsável por degradar as moléculas poliméricas, diminuindo suas capacidades de reduzir o arraste. Recentemente, o fenômeno de degradação tem recebido merecida atenção na literatura e investigações acerca dos efeitos de concentração, peso molecular, número de Reynolds e temperatura encontram-se disponíveis. Contundo tais parâmetro não foram suficientemente explorados e seus efeitos sobre o mecanismo de degradação carecem de estudos. No presente trabalho, investiga-se o fenômeno de degradação polimérica em soluções aquosas de três diferentes polímeros, óxido de polietileno (PEO), poliacrilamida (PAM) e goma xantana (XG), utilizando-se uma geometria rotativa cilíndrica do tipo "Standard Double Gap". A dependência das cisões moleculares em relação ao peso molecular, concentração, temperatura e número de Reynolds, é analisada ao longo de uma extensa faixa desses parâmetros. Os principais resultados são ilustrados em termos do coeficiente de redução de arraste, DR. Todos os testes são realizados visando-se observar as variações de DR ao longo do tempo, em especial nos primeiros instantes de experimento. Nota-se que DR assume, inicialmente, valores negativos, devido ao aumento de viscosidade extensional decorrente do abrupto esticamento dos polímeros. Após atingir mínimo valor, DR passa a aumentar em resposta à acomodação das estruturas turbulentas, atingindo valor máximo antes de tornar a diminuir como consequência das cisões moleculares, até assumir valor assintótico. Visando-se quantificar a degradação, os resultados são reapresentados em termos do coeficiente de arraste relativo, DR', definido como a razão entre as reduções de arraste instantânea e máxima observada ao longo de um teste. Propõe-se, por fim, uma equação de decaimento alternativa que relaciona DR', tempo de experimento, número de Reynolds, concentração, peso molecular e temperatura.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6480_Dissertação_Rafhael Milanezi_Revisada.pdf: 2344562 bytes, checksum: dace12ed9cb5df32de187182ec4f9eb2 (MD5) Previous issue date: 2013-05-16
A redução de arrasto por adição de polímeros de alto peso molecular em escoamentos turbulentos tem sido extensivamente estudada desde a sua primeira observação há 60 anos. Ao longo dos anos a redução de arrasto tem sido aplicada com sucesso e representa um grande benefício para processos industriais. Entretanto, o fenômeno ainda não é completamente compreendido e muitos aspectos do problema carecem de investigação. Questões importantes são relacionadas ao desenvolvimento das estruturas turbulentas e à quebra das moléculas do polímero. Esses dois fenômenos impõem um comportamento transiente na eficiência do polímero, por isso a redução de arrasto ( ) pode ser claramente dividida em três períodos de tempo. No início do experimento, assume um valor mínimo (por vezes negativo) antes de chegar à máxima eficiência. Quando a degradação se torna importante, começa decrescer até achar seu valor assintótico, momento em que a cisão polimérica para e a distribuição da massa molecular chega ao regime permanente. No presente trabalho o desenvolvimento da redução de arrasto é estudado desde o início do escoamento turbulento em uma geometria rotativa formada por cilindros concêntricos com dupla folga. A redução de arrasto é avaliada para três polímeros diferentes: Óxido de Polietileno (PEO), Poliacrilamida (PAM) e Goma Xantana (XG). Os dois primeiros são conhecidos como polímeros flexíveis, enquanto o ultimo é considerado rígido. Vários parâmetros são investigados, como o número de Reynolds, concentração de polímero, massa molecular, temperatura e concentração de sal sintético do mar. Os resultados iniciais avaliam os primeiros instantes do escoamento turbulento em que apresenta valores negativos, devido ao aumento da viscosidade extensional causado pelo estiramento abrupto das macromoléculas. Os demais resultados avaliam o uso de água do mar sintética como solvente na redução de arrasto. Nesse caso, o início da redução de arrasto ocorre em maiores números de Reynolds e o comportamento de em função do tempo nas soluções de PEO e XG é significativamente alterado. Palavras chave: Redução de arrasto, turbulência, polímeros rígidos e flexíveis, geometria rotativa.

Doctora en Ciencias de la Ingeniería, Mención Fluidodinámica
En esta tesis se presenta el estudio de suspensiones pasivas de esferas microm ́etri- cas y suspensiones activas de bacterias tipo Escherichia coli sometidas a un cizalle simple en el l ́ımite de bajo nu ́mero de Reynolds. Se estudian, por un lado, la auto- difusio ́n inducida por el cizalle en suspensiones pasivas de esferas, y por otro, en suspensiones mixtas de esferas pasivas y bacterias para distintas concentraciones de bacterias y esferas. Para modelar las bacterias se utilizo ́ un modelo de bacteria tipo cascabel en las suspensiones y para modelar a una bacteria sometida a fluctuaciones se utiliz ́o una bacteria infinitamente elongada. El trabajo desarrollado consiste en un estudio teo ́rico para el modelo de las bacterias y las ecuaciones de la hidrodin ́amica y por otro lado un trabajo num ́erico para realizar las simulaciones necesarias para el desarrollo de la tesis. Los resultados, en el caso de una suspensio ́n de esferas pasivas sometidas a un cizalle simple, muestran un proceso subdifusivo bastante complejo y extenso en donde las esferas experimentan distintas transiciones hasta llegar al r ́egimen difusivo, estas transiciones toman cada vez m ́as tiempo a medida que la concentracio ́n volum ́etrica de part ́ıculas disminuye. La difusividad var ́ıa como el cuadrado de la concentracio ́n lo que es acorde a los resultados encontrados para interacciones repulsivas de corto alcance. Adem ́as encontramos que el comportamiento subdifusivo es perdido cuando se agregan bacterias en la suspensio ́n, lo que permite que el proceso difusivo se logre ma ́s ra ́pido y sea mayor en el caso de una suspensio ́n mixta. La difusividad de las bacterias disminuye a medida que se aumenta la concentracio ́n de esferas y la difusividad de las esferas aumenta a medida que se agregan bacterias en el sistema. Por u ́ltimo, en la u ́ltima seccio ́n se presentan los resultados para el caso en que la suspensio ́n de bacterias es reemplazada como ruido ambiente en una suspensi ́on y se estudia el comportamiento de una bacteria sometida a ruido multiplicativo en presencia de un cizalle simple oscilante. En este caso se observa que la bacteria tiende a desplazarse preferentemente en la direccio ́n de vorticidad del sistema mostrando una variacio ́n en la intensidad de este desplazamiento con la intensidad de ruido aplicado, fen ́omeno conocido como resonancia estocástica.

Este estudo relata uma análise, baseada em dados experimentais, da distribuição de emissão dos Óxidos de Nitrogênio (NOx) em uma chama difusiva turbulenta vertical que utiliza 12 pequenas chamas piloto para ancorá-la. A idéia básica consiste na variação da dinâmica do escoamento e posterior observação do comportamento espacial das espécies químicas em diferentes localizações da chama ancorada. A variação da dinâmica do escoamento é feita variando-se o número de Reynolds e a razão de equivalência global. Para o número de Reynolds foram utilizados três valores: 5400, 7300 e 9500 e para a razão de equivalência global foram utilizadas mistura pobre, estequiométrica e rica. As técnicas de análise utilizadas incluíram a análise da composição dos gases, medição de temperaturas e análise tomográfica de imagens. O queimador foi construído de acordo com um projeto utilizado na Universidade de Delft. O combustível utilizado neste trabalho foi o gás natural. Com estes dados será possível compreender o comportamento da concentração de NO quando o número de Reynolds é aumentado. Espera-se que a formação do NOx diminua com o aumento da velocidade do escoamento devido à diminuição todos os tempos característicos (entre eles tempo de residência) com o aumento da velocidade. Na literatura existem indicações tanto de aumento quanto de diminuição da concentração de NOx com o aumento do número de Reynolds.
This study reports an analysis, based on experimental data, on the nitric oxide distribution in a vertical turbulent non-premixed flame. Twelve small pilot flame are used to keep the main flame attached. The basic idea consists in the change of the flow dynamics and observation of the spatial behavior of chemical species at different locations of the attached flame. The changes in the flow dynamics are made by changing the Reynolds number and global equivalence ratio. Three different values were used for the Reynolds number: 5400, 7300 and 9500, and three equivalence ratios were considered: lean, stoichiometric and rich. The techniques used for the analysis include gas composition analysis, temperature measurements and image tomography. The burner, was build in accordance with the design used at The University of Delft. The fuel utilized in this study was the natural gas. With this data it will be possible to investigate the change in nitric oxide emission and concentration when the Reynolds number is increased. A priori a reduction in NOx emission is expected with velocity increase due to the decrease in the characteristic times (including the residence time) with velocity increase. In the literature there are indications of both increase and reduction of NOx concentration with Reynolds number increase.

Magíster en Ciencias, Mención Física
Un baño bacteriano consiste en un fluido en el que nadan bacterias. Este nado produce agitaciones en el sistema, induciendo un campo de velocidades en él. En esta tesis, se presenta un estudio hidrodinámico de las fluctuaciones en un baño bacteriano en aproximación diluida, y los efectos de éstas sobre la agitación del sistema y la difusión de trazadores pasivos sumergidos en él. Debido a su tamaño y velocidades típicas de propulsión, las bacterias se encuentran en un régimen de bajo número de Reynolds, por lo que están sometidas a condiciones de fuerza y torque total nulos, y la dinámica del fluido en que se propulsan está descrita por las ecuaciones de Stokes. Así, la perturbación que una bacteria ejerce en el fluido puede aproximarse como un dipolo de fuerza puntual. El campo de velocidades inducido en el fluido por este dipolo da origen a interacciones entre bacterias. Además, éstas experimentan colisiones, las cuales dominan a altas concentraciones, dando origen a una transición hacia una fase de nado colectivo de tipo nemática. El modelo estudiado consiste en la extensión de una teoría cinética previa, a partir de la cual se obtienen ecuaciones hidrodinámicas para los campos de densidad, orientación y tensor dipolar de las bacterias en dos dimensiones, las que se linealizan en fase isotrópica, cerca de la transición nemática. Se calcularon los modos propios del sistema, además de las correlaciones entre los campos en espacio de Fourier. A partir del campo de velocidades inducido por las bacterias en el fluido se obtuvo su energía cinética, de donde pudo extraerse una temperatura activa del sistema, la cual depende de acoplamientos entre las componentes del tensor dipolar. Se encontró que esta temperatura diverge logarítmicamente con el tamaño del sistema por la presencia misma de las bacterias, mientras que las correlaciones entre ellas tienen el mismo comportamiento para tamaños grandes del sistema, y depende de la intensidad de las fluctuaciones. Este resultado fue extendido a tres dimensiones, donde ambas contribuciones resultan convergentes, dependiendo solamente de las escalas microscópicas. Por otro lado, la velocidad cuadrática media corresponde a un caso particular del tensor de correlaciones espaciales de velocidad. Se encontró en este caso que el modelo predice la formación de vórtices en el sistema tanto en dos como en tres dimensiones. Finalmente, se estudió de forma numérica la difusión de una partícula pasiva siendo arrastrada por el campo de velocidades generado por las bacterias en el fluido. Los resultados obtenidos para el coeficiente de difusión inducida indican que éste crece con el cuadrado del tamaño del sistema, lo cual puede explicarse de manera simple considerando la dependencia de los tiempos de correlación de las fluctuaciones con los valores propios del modelo. En función de la cercanía del sistema a la densidad crítica, en cambio, el coeficiente de difusión inducida no tiene una dependencia clara para los tamaños estudiados, pues esta dependencia se hace evidente sólo a tamaños muy grandes.

Partindo do Método dos Painéis e do Método dos Vórtices, bem conhecidos em Aerodinâmica, desenvolvemos um método para cálculo da distribuição de pressão real sobre a superfície externa de corpos arbitrários, imersos num fluxo estável, levemente viscoso. A abordagem utilizada é predominantemente fenomenológica, e a linha de raciocínio seguida é particularmente direta: ênfase é dada ao entendimento da turbulência - seus mecanismos, origem, espectros, estruturas organizadas e sua aplicação a situações práticas. Como primeira aproximação, foi usado o bem conhecido Método de Painéis de Primeira-Ordem para calcular os campos de pressão e velocidade (sem a separação de camada-limite). Em seguida, as pressões reais (após a separação da camada-limite) foram estimadas através do acoplamento entre o Método de Painéis (que fornece valores iniciais) e o Método dos Vórtices (Chorin, Leonard), usando, para o cálculo da escala dissipativa, as hipóteses de Heisenberg da transferência espectral de energia. Os obstáculos têm formas de automóveis. A fim de simplificar o trabalho numérico, somente foi analisada a secção média longitudinal de corpos simétricos, na qual o fluxo local pode ser considerado quase-bi-dimensional. Todavia, não há, nesse procedimento, nenhuma falta de generalidade. Alguns aspectos importantes da aerodinâmica do automóvel, (tais como forças aerodinâmicas, coeficientes de pressão e de arrasto, etc.), bem como da teoria da turbulência homogênea e isotrópica, também foram estudados. Nossas previsões teóricas estão em bom acordo com os resultados experimentais. Isto mostra a plausibilidade e efetividade de nosso método computacional
From well-estabelished in Aerodynamic Panel Method and Vortex Method, we have developed a method to calculate the real pressure distribution along the external surface of arbitrary bodies immersed in a steady, slightly viscous flow. Our approach is predominantly phenomenological, and our objectives are clearly defined: the understanding of turbulence its mechanism, origin, spectra and organized structures, and its direct application to practical situations. As a first approximation, the well-known first-order Panel Method was used to calculate pressure and velocity fields (without boundary-layer separation). In the following, real pressures (after boundary-layer separation) were estimated coupling the Panel Method (which yields initial values) and Vortex Method (Chorin, Leonard), by using the Heisenbergs spectral energy-transfer hypotheses to calculate the dissipative scale. Obstacles are automobile-shaped. In order tro simplify the numerical calculation only longitudinal midsections of symmetric bodies, in which the local flow can be considered as quasi-two-dimensional, were analyzed. However, there is no lack of generality in such procedure.

Maestría en Ciencias De La Ingeniería - Mención Aeroespacial
El propósito de este estudio es describir los fenómenos que se manifiestan en flujos donde el número de Reynolds es ultra-bajo (Re <10000). Para lograr dicho estudio, se utilizan técnicas matemáticas capaces de resolver las ecuaciones de Navier-Stokes para flujo incompresible-laminar. El método de elementos finitos provee un apropiado proce- dimiento de resolución, sin embargo debe tenerse en cuenta el problema que surge de la hipótesis de incompresibilidad donde la ecuación de continuidad cambia su estado de parabólico a elíptico. Para hacer frente a este problema, se utiliza el método de Pasos Fraccionados, que resulta en un integrador temporal semi-implícito y para la estabilización de los términos convectivo y de presión, se aplica el algoritmo Proyección Ortogonal de Subescalas (OSS). Por otra parte, el movimiento de la malla de elementos finitos se basa en la formulación ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) de las ecuaciones de Navier-Stokes y se implementa mediante un algoritmo de resolución de la ecuación de Poisson y optimización de la métrica de cada elemento de la malla. Se presentan resultados útiles y básicos para describir el comportamiento de geome- trías 2D en flujos estacionarios e inestacionarios a números de Reynolds ultra-bajos. Se evalúan variaciones de parámetros geométricos, como la combadura y su posición sobre la cuerda, la relación de espesor, diferentes formas del borde de ataque, etc. Además, se estudia la ubicación del desprendimiento del flujo cercano al cuerpo, sus características en función del número de Reynolds y como influye en los parámetros aerodinámicos de mayor importancia. Posteriormente, se analizan diferentes cinemáticas de vuelo como heaving, pitching, flapping y hovering, en las cuales se determinan las características aerodinámicas de perfiles en función de parámetros adimensionales como el número de Strouhal, el número de Reynolds y la frecuencia reducida.
The purpose of this study is to describe the phenomena that manifest themselves in flows where Reynolds numbers are ultra-low (Re <10000). To accomplish this study, mathematical techniques capable of solving the Navier-Stokes equations for laminarincompresible flows are used. It is noted that a solver based on the Finite Element Method provides an appropriate resolution procedure, however, it must also be noted the problem that arise from the incompressible assumption: the continuity equation change its status from parabolic to elliptic. To deal with this problem a Fractional Step method which evolves toward a semi-implicit temporal integrator is used, and to handle the convective and pressure terms the so called Orthogonal Subgrid Scale (OSS) algorithm is applied. In addition, the motion of the finite elements computational mesh is based on the Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) formulation of Navier-Stokes equations and through solving the Poisson equation and optimizing each element metric is implemented. Basic useful results to describe the behavior of various 2D geometries at steady and non-steady ultra-low Reynolds flows, are presented. Different geometric parameters like thickness ratio, mean lines camber, shape of leading edge, etc. were changed and its effects evaluated. In addition, the flow detachment location, its features and the impact on main aerodynamic properties are assessed. The behavior of several unsteady flight dynamics like heaving, pitching, flapping and hovering were also analyzed and its aerodynamic properties determined in terms of Strouhal numbers, reduced frequencies and Reynolds numbers.
Fil: Antonelli, Dino P. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Antonelli, Dino P. Fuerza Aérea Argentina. Universidad de la Defensa Nacional. Centro Regional Universitario Córdoba IUA; Argentina.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10438_Eduardo Calegario Coelho.pdf: 3219114 bytes, checksum: 19175606f4851ce501b1784e23196cc0 (MD5) Previous issue date: 2016-11-04
Neste trabalho, é investigado a eficiência de redução de arrasto de soluções aquosas da mistura de polímeros e fibras de quiabo. Para tal, é utilizado um aparato experimental composto de um sistema de tubulações em série, em que a seção principal de teste é feita de aço inoxidável com um tratamento interno de brunimento. Esse aparato possui um medidor de fluxo magnético e três transdutores de pressão para a aquisição dos dados experimentais e o escoamento é impulsionado por uma bomba centrífuga com rotação fixa. Para a obtenção do material de teste deste trabalho, uma metodologia de processamento da fruta, inicialmente em seu estado íntegro, é desenvolvido. Os resultados são focados na análise da capacidade de redução de arrasto do material em diferentes concentrações. Análises como, queda de pressão e ganho de vazão, também são realizadas, com o objetivo de se avaliar a eficiência das soluções perante a degradação. Uma análise, na qual são reorganizados os valores de DR absoluto, é feita e apresentada como função da redução de arrasto relativa, DR'. Por se tratar de um polímero natural, o qual é fortemente suscetível à degradação biológica, um teste avaliando o efeito dessa degradação sob a capacidade de redução de arrasto da solução também é realizado. Como se trata de um novo agente redutor, o material foi comparado, em função da capacidade de redução de arrasto, com outros dois materiais já difundidos e largamente utilizados: a Goma Xantana, um polissacarídeo natural e rígido, e o Óxido de Polietileno, um polímero sintético e flexível. Por fim, são preparadas e testadas misturas de fibras e polímeros de quiabo com óxido de polietileno, mostrando interessantes efeitos sinergéticos. Os resultados confirmam a eficiência e aplicabilidade dos polímeros e fibras do quiabo como bons agentes redutores de arrasto.

Este trabalho é dedicado à análise e implementação de esquemas "upwind" de alta ordem modernos e o modelo de turbulência k-epsilon padrão no Freeflow-2D; um ambiente integrado para simulação numérica em diferenças finitas de problemas de escoamentos incompressíveis com superfícies livres. O propósito do estudo é a simulação de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis, bidimensionais, confinados e/ou com superfícies livres e a altos valores do número de Reynolds. O desempenho do código Freeflow-2D atual é avaliada na simulação do escoamento numa expansão brusca e de um jato livre incidindo perpendicularmente sobre uma superfície rígida impermeável. O código é então aplicado na simulação de um jato planar turbulento em uma porção de fluido com superfície livre e estacionário. Os resultados numéricos obtidos são comparados com dados experimentais, soluções analíticas e soluções numéricas de outros trabalhos.
This work is devoted to the analysis and implementation of modern high-order upwind schemes and the standard k-epsilon turbulence model into the Freeflow-2D; a finite difference integrated environment for the numerical simulation of incompressible free surface flow problems. The purpose of this study is the two-dimensional simulation of high-Reynolds incompressible newtonian confined and/or free surface flows. The performance of the current Freeflow-2D code is assessed by applying it to the simulation of flow over a backward facing step and of an impinging free jet onto an impermeable rigid surface. The code is then applied to a turbulent planar jet into a pool. The numerical results are compared with experimental data, analytical solution, and numerical simulations of other works.

Submitted by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-12-04T21:10:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PERDA DE EFICIÊNCIA EM REDUÇÃO DE ATRITO EM ESCOAMENTOS COM ALTOS NÚMEROS DE REYNOLDS EM TUBOS COM PRESSÃO DE ENTRADA FIXA..pdf: 3772358 bytes, checksum: 3d3db88c142eb6383a30ef780f3e24fd (MD5)
Approved for entry into archive by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2015-12-30T12:45:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PERDA DE EFICIÊNCIA EM REDUÇÃO DE ATRITO EM ESCOAMENTOS COM ALTOS NÚMEROS DE REYNOLDS EM TUBOS COM PRESSÃO DE ENTRADA FIXA..pdf: 3772358 bytes, checksum: 3d3db88c142eb6383a30ef780f3e24fd (MD5)
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A adição de pequenas partes por milhão de polímero de alta massa molecular em escoamentos turbulentos produz uma significante diminuição do fator de atrito. Este fenômeno conhecido como redução de arrasto () tem-se tornado de bastante interesse para a comunidade cientística e industrial devido às grandes vantagens nas diversas áreas da engenharia. Porém, a eficiência da redução de arrasto não é constante, devido à interação do aditivo com os vórtices turbulentos que causam a quebra da estrutura molecular da cadeia polimérica. Estudos têm reportado que essa degradação depende de fatores como: o número de Reynolds, a temperatura, o tipo de aditivo e a concentração e a massa molecular do mesmo. O fenômeno ainda não é completamente compreendido e muitos aspectos do problema carecem de investigação. Questões importantes são relacionadas ao desenvolvimento das estruturas turbulentas após a injeção do aditivo e a quebra ou a formação de agregados das moléculas do polímero. Investiga-se no presente trabalho a eficiência da redução de arrasto em soluções aquosas diluídas para três diferentes polímeros: Óxido de Polietileno (PEO), Poliacrilamida (PAM) e Goma Xantana (XG). Os dois primeiros são conhecidos como polímeros flexíveis, enquanto o último é considerado rígido. Uma bancada composta de tubulações com configuração em serie é utilizada para a realização dos experimentos, na qual o material da seção principal do teste é aço inoxidável com tratamento de brunimento. Os efeitos de produzidos pela variação da concentração e da massa molecular são analisados. Os principais resultados são apresentados em função da redução de arrasto absoluta. Também é exposto e quantificado o aumento da vazão e a diminuição na queda de pressão na tubulação, apesar de que os testes foram feitos à pressão constante na bancada. Visando-se observar a degradação, os resultados de absoluto são reorganizados e apresentados em termos do coeficiente de redução de arraste relativo, ′. Posteriormente, estes mesmos dados de ′ são ajustados mediante uma função de decaimento que é baseada na equação proposta por Pereira e Soares (2012) para um dispositivo cilíndrico rotatório. Finalmente, se mostram resultados promissores que são obtidos com a mistura dos polímeros em estudo.
The addition of small parts per million of high molecular weight polymer in turbulent flow produces a significant decrease in the friction factor. This phenomenon known as drag reduction () has become of great interest for the industrial and scientist community because of the great advantages in several engineering areas. However, the drag reduction efficiency is not constant, due to interaction between the additive with turbulent eddies that causes the breakdown of the molecular structure of the polymer chain. Researches have reported that this degradation depends on factors as: Reynolds number, temperature, additive type, its concentration and molecular weight. The phenomenon is not completely understood and many aspects of the problem remain unclear. Important issues are related to the development of turbulent structures after the additive injection and the breaking or aggregation in the polymer molecules. In the present work is investigated the drag reduction efficiency in dilute aqueous solutions for three different polymers: Poly(ethylene oxide) (PEO), Polyacrylamide (PAM) and Xanthan Gum (XG). The first two are known as flexible molecules while the last one is considered rigid. An experimental apparatus made up of pipes disposed in series configuration is used for the realization of the experiments, in which the material of the main section of the test is of stainless steel with polished treatment. The drag reduction effects produced by the variation of the concentration and the molecular weight are analyzed. The main results are displayed in terms of absolute drag reduction. Besides that, is shown and quantified the flow rate increase and the decrease of the pressure drop in the pipe, despite of tests being conducted at a fixed inlet pressure in the apparatus. Aiming to observe the degradation, the absolute drag reduction results are reorganized and displayed in terms of a relative drag reduction, ′. Posteriorly, these same ′ data are adjusted by means of a decaying function that is based on the equation proposed by Pereira and Soares (2012) for a rotating cylindrical device. Finally, there are shown some promising results that are obtained by mixing the polymers studied in this work.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8532_GUSTAVO ALONSO BARRIENTOS SANDOVAL.pdf: 3637979 bytes, checksum: 3bc909f0103a9f5d28c18303f2e3422b (MD5) Previous issue date: 2015-01-30
A adição de pequenas partes por milhão de polímero de alta massa molecular em escoamentos turbulentos produz uma significante diminuição do fator de atrito. Este fenômeno conhecido como redução de arrasto (DR) tem-se tornado de bastante interesse para a comunidade cientista e industrial devido as grandes vantagens nas diversas áreas da engenharia. Porém, a eficiência da redução de arrasto não é constante, devido à interação do aditivo com os vórtices turbulentos que causam a quebra da estrutura molecular da cadeia polimérica. Estudos têm reportado que essa degradação depende de fatores como: o número de Reynolds, a temperatura, o tipo de aditivo e a concentração e a massa molecular do mesmo. O fenômeno ainda não é completamente compreendido e muitos aspectos do problema carecem de investigação. Questões importantes são relacionadas ao desenvolvimento das estruturas turbulentas após a injeção do aditivo e à quebra ou a formação de agregados das moléculas do polímero. Investiga-se no presente trabalho a eficiência da redução de arrasto em soluções aquosas diluídas para três diferentes polímeros: Óxido de Polietileno (PEO), Poliacrilamida (PAM) e Goma Xantana (XG). Os dois primeiros são conhecidos como polímeros flexíveis, enquanto o último é considerado rígido. Uma bancada composta de tubulações com configuração em serie é utilizada para a realização dos experimentos, na qual o material da seção principal do teste é aço inoxidável com tratamento de brunimento. Os efeitos de DR produzidos pela variação da concentração e da massa molecular são analisados. Os principais resultados são apresentados em função da redução de arrasto absoluta. Também é exposto e quantificado o aumento da vazão e a diminuição na queda de pressão na tubulação, apesar de que os testes foram feitos à pressão constante na bancada. Visando-se observar a degradação, os resultados de DR absoluto são reorganizados e apresentados em termos do coeficiente de redução de arraste relativo, DR'. Posteriormente, estes mesmos dados de DR' são ajustados mediante uma função de decaimento que é baseada na equação proposta por Pereira et al. (2012) para um dispositivo cilíndrico rotatório. Finalmente se mostram uns resultados promissores que são obtidos com mistura dos polímeros em estudo. Palavras chave: Redução de arrasto, degradaçao polimérica, escoamento turbulentos, massa molecular e concentração.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009.
Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-04-08T14:05:14Z No. of bitstreams: 1 2009_RegisSilvestredaCAtaides.pdf: 9470781 bytes, checksum: 17ea858ef7e4c07a26599c6153344080 (MD5)
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Este trabalho tem como objetivo a implementação e avaliação do aperfeiçoamento proposto por Spalart (2000) para modelos de turbulência baseados na hipótese de Boussinesq. É sabido que esta hipótese modela o tensor de Reynolds de forma análoga à representação de Navier para o tensor das tensões viscosas, presumindo a existência de uma viscosidade dinâmica turbulenta hipotética, T. Em seu trabalho, Spalart (2000) propõe um aperfeiçoamento, destinado a permitir um comportamento não linear ao tensor de Reynolds a partir de correlações entre os gradientes de velocidade média nas três direções. A implementação do aperfeiçoamento de Spalart (2000) foi feita no pacote comercial Fluent, de propriedade da empresa ANSYS Inc., através de uma rotina em linguagem "C". Esta rotina é executada juntamente com o programa principal, através de uma função definida pelo o usuário. A modificação foi testada em três modelos de turbulência: Spalart-Allmaras, k-? e k-? SST, que tiveram seus resultados comparados com dados experimentais e com o modelo RSM, acrônimo baseado no título inglês Reynolds Stress Model, que é um modelo de turbulência que não faz uso da hipótese de Boussinesq e baseia-se na equação evolutiva do tensor de Reynolds. Três casos testes foram selecionados de maneira a explorar os resultados experimentais e compará- los com os obtidos nos modelos de turbulência nas suas formas original e modificada pelo aperfeiçoamento de Spalart (2000). O primeiro caso teste, proposto por Melling (1976), é constituído por um escoamento no interior de um duto de seção quadrada e tem como principais características o desenvolvimento de camada limite e a presença de escoamentos secundários nos cantos do duto. O segundo caso teste é o escoamento no interior de um duto curvo de seção retangular, proposto por Kim e Patel (1993). Este caso, além de apresentar o escoamento secundário nos cantos, possui características específicas de produção e dissipação de energia cinética turbulenta, geradas pela curvatura das linhas de corrente, nas paredes interna (convexa) e externa (côncava) da curva. O terceiro caso é o escoamento ao redor do corpo de Ahmed (1984), realizado por Becker et al (2000) e que se caracteriza pela presença do descolamento da camada limite e a consequente formação da esteira à jusante do corpo. Para o primeiro caso teste, foram obtidos os resultados de perfis de velocidade média longitudinal, perfis de energia cinética turbulenta, além da representação do escoamento secundários através dos vetores de velocidade na direção transversal. Estes resultados apresentaram boa correlação com os dados experimentais, sendo os modelos de turbulência com o aperfeiçoamento proposto por Spalart (2000) capazes de representar o escoamento secundário. Para o segundo caso teste, constituído pelo escoamento no interior do duto curvo de seção retangular, foram obtidos os resultados para os coeficientes de pressão nas paredes do duto, além dos perfis transversais de velocidade média e energia cinética turbulenta. A presença do escoamento secundário, descrito por Kim e Patel (1993), também foi capturado pelos modelos de turbulência testados. Para o terceiro caso teste, foram obtidos: o coeficiente de pressão ao redor do corpo de Ahmed, os perfis transversais de velocidade média e energia cinética turbulenta, com boa correlação dos resultados experimentais em relação aos obtidos experimentalmente. Além disso, foi feita a caracterização do escoamento secundário através das componentes de velocidade na direção transversal e o coeficiente de arrasto para o corpo rombudo, com diferenças percentuais variando entre 2,1% e 8,1% para os modelos de turbulência simulados, quando comparados com os resultados experimentais. Finalmente, para todos os casos teste, foram apresentados os respectivos desempenhos computacionais, comparando-se os tempos de processamento dos modelos de turbulência na sua forma padrão e com a implementação feita neste trabalho. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT
The main goal of this work is to implement and evaluate the correction proposed by Spalart [53] on turbulence models based on Boussinesq approximation. The objective of this correction is to capture non linear effects of Reynolds tensor, which are not correctly predicted and modeled by Boussinesq approximation. In his work, Spalart [53] proposed the correction by introducing a non linear to Reynolds tensor obtained through the velocity gradients correlation. The implementation has been done in commercial package Fluent, from ANSYS Inc., through a User-Defined Function (UDF), which is executed with the main program. The modification has been tested for three turbulence models: Spalart-Allmaras, k−" and k − ! SST, which had their results compared to experimental data and Reynolds Stress Model (RSM) results. This last model does not use Boussinesq approximation and has turbulent tensor components modeled by an evolutive equation. Three test cases have been selected in order to explore experimental results and compare them to those obtained with turbulence models in default and modified formulations, proposed by Spalart [53]. The first test case, proposed by Melling [41], represented by the flow inside a square duct, has the development of boundary layer and secondary flows at duct corner as main characteristics. At the second test case, the flow inside a rectangular curved duct, proposed by Kim and Patel [29], has been simulated. At this case, the secondary flow is also presented and, moreover, specific characteristics of turbulence kinetic energy production and dissipation at inner (convex) and outer (concave) wall have been evaluated. At the third test case, the flow around Ahmed body [1] has been simulated and the results obtained by Becker et at [17] have been used. On this case, the boundary layer detachment and the wake behind the body are the characteristics evaluated. For the first test case, longitudinal velocity component profiles have been obtained, besides transversal turbulent kinetic energy and the secondary flow represented by transversal velocity vector components. These results presented good correlation between numerical and experimental data. The modified turbulence models based on Spalart [53] modification have been able to represent the secondary flow, which has not been possible with turbulence models in their default formulation. For the second test case, pressure coefficient, transversal velocity and turbulent kinetic energy results have been obtained. As described by Kim and Patel [29], the secondary flow inside the bend has been captured by all of turbulence models evaluated on this work. For the third test case, the results of pressure coefficient, transversal velocity and turbulent kinetic energy have been obtained and presented good agreement with experimental data. Moreover, the secondary flow has been represented by transversal component of velocity vectors. Drag coefficient has also been evaluated and presented differences of 2.1% and 8.1% varying between turbulence models simulated. Finally, for all test cases, the computational time has been evaluated, comparing turbulence models in their default formulation with the implementation done on this work.

Calcula-se o escoamento turbulento na entrada de tubos e entre placas paralelas com as versões de Launder-Sharma e Lam-Bremhorst do modelo ';k-épsilon';, válidas paraescoamentos próximos a superfícies sólidas e a baixos números de Reynolds. Resolvem-se numericamente as equações da continuidade, de quantidade de movimento axial, de energia, de k (energia cinética turbulenta) e de ';épsilon'; (taxa de dissipação da energia cinética turbulenta), admitindo as simplificaçãoes da camada limite. A cada passo axial de integração das equações, prvê-se o gradiente de pressão pelo método de Patankar-Spalding e a cada iteração, realizadas para resolver as equações não lineares, este gradiente é corrigido por um método proposto, que é baseado na equação exata do gradiente axial da pressão. Para realizar uma validação do programa decomputador desenvolvido, compararam-se os resultados, primeiro para o escoamento laminar na região de entrada, e depois para o escoamento turbulento desenvolvido. Em seguida obtiveram-se resultados para escoamento turbulentos, com altos valores do número de Reynolds, na região de entrada de tubos e entre placas paralelas; com uma distribuição de k na entrada dos dutos de acordo com os resultados experimentais para a saída da contração, que dirige o escoamento à boca de entrada dos dutos. A concordância entre os resultados teóricos e osexperimentais é muito boa até o ponto onde a velocidade na linha de centro atinge o pico de máximo (overshoot), que corresponde aproximadamente ao encontro das camadas limites. A interação as camadas limites acarreta uma produção negativa de turbulência (supressão), que não é simulada corretamente pelo modelo ';k-épsilon';. Após este ponto de máximo, a discordância entre os resultados é um pouco maior, apesar deainda se prever que a velocidade na linha de centro não tende monotonicamente laminar. Os resultados teóricos para o perfil de tensão turbulenta, ';uv BARRA';, tem um desenvolvimento muito semelhante ao de uma camada limite externa até o ponto de encontro das camadas limites e depois se ajustam a variação linear do escoamento desenvolvido; de acordo com a explicação de Bradshaw para o pico da velocidade média na linha de centro. Obtiveram-se, tambem, os resultados para escoamento a menores números de Reynolds, inclusive, segundo os resultados experimentais para o número de Nusselt, com transição laminar-turbulento. Os resultados teóricos para o número ne Nusselt, obtidos com a versão do modelo ';k-épsilon'; de Launder-Sharma, reproduzem o comportamento dos resultados experimentais, com boa concordância e inclusive com previsão do mínimo no início da transição. Analisando o desenvolvimento da tensão ';uv BARRA'; ao longo do tubo, nota-se que o perfil imposto na boca de entrada, tende a diminuir na região onde o número de Nusselt decai, e cresce abruptamente após o mínimo do número de Nusselt. Como neste caso não havia resultados experimentais da tensão ';uv BARRA'; para comparação, não se pode afirmar, que esta versão do modelo ';k-épsilon'; prevê a transição corretamente neste escoamento. Pelas comparações realizadas, entre resultados teóricos e experimentais, verificou-se que, nos escoamentos analisados, a versão do modelo ';k-épsilon'; de Launder-Sharma apresentou uma performance melhor que a de Lam-Bremhorst.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-05-08T16:01:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitosManipulacaoNumero.pdf: 524147 bytes, checksum: c95c5f341b39f49ada4230b65e5b1bb0 (MD5)
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CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
INCT/ECCE - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia sobre Comportamento, Cognição e Ensino
Em um treino discriminativo, há diversas variáveis que podem afetar a precisão da aquisição do repertório. Uma variável pouco analisada é o número de escolhas apresentado nas tentativas discretas de treino, buscando verificar em que situações o controle discriminativo pode ser mais facilmente estabelecido. Este trabalho tem como objetivo geral descrever os efeitos da manipulação do número de escolhas sobre o desempenho em tarefas de discriminação simples em macacos-prego (Cebus cf. apella). No Experimento I, os sujeitos foram submetidos a um treino discriminativo com três tipos diferentes de tentativas (2, 4 e 9 escolhas). Um teste de controle de estímulos avaliou se o repertório aprendido podia ser mantido quando os estímulos utilizados nos três tipos de tentativa eram apresentados na forma de duas escolhas. No Experimento II, buscou-se adicionalmente avaliar se as respostas corretas nos treinos prévios de discriminação ocorriam em função de escolha por seleção do S+, por rejeição do S-, ou por controle misto (seleção e rejeição). Esta avaliação foi realizada através do procedimento de máscara. Os resultados do Experimento I sugerem que a exposição a um número maior de escolhas é uma estratégia eficiente para estabelecer o responder discriminado, pois o desempenho permanece mesmo quando o número de escolhas é posteriormente reduzido para dois. Os resultados obtidos no Experimento II mostram dados diferentes para os dois sujeitos. M30 apresentou controle por rejeição e preferência pela máscara e M31 apresentou controle misto no responder. O presente estudo mostra um caminho para aprofundar a análise do controle de estímulos nos estudos específicos sobre a manipulação do número de escolhas e indica que essa variável pode ser um meio eficaz de reduzir a dificuldade de aquisição de discriminações em contexto aplicado.
There are several variables that can affect the precision of repertoire acquisition in discrimination training. The number of choices presented in the discrete trials is still one variable little explored in the context of verifying in which situations the discriminative control is more easily established. The general objective of the present work is to describe the effects of the manipulation of the number of choices on performance in simple discrimination tasks in capuchin monkeys (Cebus cf. apella). In Experiment I, the subjects were given a discriminative training with three types of trials (2, 4, and 9 choices). A stimulus control test assessed if the acquired repertoire could be maintained when the stimuli used in the three types of trials were then presented in the two-choice fashion. Additionally, in Experiment II, we evaluated if the correct responses in previous discrimination training occurred due to selection of the S+, rejection of the S-, or mixed control (selection and rejection). This evaluation was carried out through a mask procedure. The results in Experiment I suggest that the exposure to a larger number of choices is an efficient strategy to establish the discriminated responses since the performance was accurate even when the number of choices was reduced to two. The results obtained in Experiment II show different data for the two subjects. M30 showed control by rejection and preference for mask and M31 showed mixed control. The present research shows a path to a more complete analysis of stimulus control in studies on the manipulation of the number of choices and indicates that this variable may be an efficient way to reduce the difficulty in acquisition of discriminations in applied context.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-26T21:38:56Z No. of bitstreams: 1 VALÉRIO DE ARAÚJO GOMES - TESE PPGEQ 2017..pdf: 1988053 bytes, checksum: b420f6b012569ad3bbe40c4e9567f181 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-03-26T21:38:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALÉRIO DE ARAÚJO GOMES - TESE PPGEQ 2017..pdf: 1988053 bytes, checksum: b420f6b012569ad3bbe40c4e9567f181 (MD5) Previous issue date: 2017
O desenvolvimento de modelos matemáticos aplicados a simulação de dispersão de poluentes na atmosfera, utilizando fluidodinâmica computacional, tem sido cada vez mais intenso em função da evolução tecnológica das rotinas computacionais. Porém, o maior desafio ainda é o entendimento e a modelagem adequada dos fenômenos que caracterizam a dispersão quando ocorrem em regime turbulento. Para o fechamento dos termos que representam a turbulência, o modelo de duas equações k- padrão é o que mais largamente tem sido utilizado. Contudo, este é um modelo desenvolvido a altos números de Reynolds e apresenta limitações quando o escoamento ocorre próximo das paredes do domínio. Desta forma, quando os efeitos de escoamentos a baixos números de Reynolds devem ser levados em consideração (quando a viscosidade molecular não pode ser desprezada), funções amortecedoras devem ser inseridas resultando em uma espécie de k- para baixos números de Reynolds. Com isso, esta tese tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de um modelo de dispersão atmosférica matemático, tendo como contribuição científica o desenvolvido de equações empíricas para definição da função amortecimento (𝑓µ) no cálculo da viscosidade turbulenta, em complemento as funções “paredes” utilizadas comumente pelos códigos computacionais comerciais, corrigindo desta forma o modelo k- padrão. Como ferramenta computacional, foi utilizado o software CFX® para as simulações fluidodinâmicas. Para validação do modelo, foram utilizados os dados do experimento de Copenhagen. Os índices estatísticos do modelo também foram comparados com os resultados de outras pesquisas encontradas na literatura. Os resultados mostraram que a metodologia proposta foi capaz de simular o experimento de campo com um nível bastante satisfatório, atingindo um erro quadrático médio normalizado (NMSE) de 0,02 e um fator de correlação (Cor) de 0,95.
The development of mathematical models, which simulate the dispersion of pollutants in the atmosphere using computational fluid dynamics, has been increasingly intense due to the technological evolution of computational routines. For the closure of the terms representing the turbulence, the model of standard two equations k- is the most widely used. However, when the effects of low Reynolds numbers should be considered (when molecular viscosity cannot be neglected), damping functions should be inserted resulting in a kind of k- for low Reynolds numbers. This thesis aims to present the development of a mathematical atmospheric dispersion model, whose scientific contribution is the development of empirical equations to define the damping function (𝑓�µ) in the calculation of turbulent viscosity, in addition the functions "walls" commonly used by commercial computer codes. As a computational tool, CFX® software has been used to perform fluid dynamics simulation. For the validation of the model, the data from the Copenhagen experiment were used. The statistical indices of the model were also compared with the results of other studies found in the literature. The results showed that the proposed methodology was able to simulate the field experiment with a very satisfactory level, reaching a normalized mean square error (NMSE) of 0.02 and a correlation factor (Color) of 0.95.

Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca - Cefet/RJ
O aneurisma intracraniano (AI) é uma patologia que na maioria dos casos não apresenta sintomas no paciente e ainda não está bem compreendida em relação a interação de fatores que a desenvolvem. Atualmente, as avaliações de risco de ruptura são baseadas, principalmente, no tamanho do AI, o que não é muito confiável, visto que aneurisma pequenos também se rompem. Além disso, existem controvérsias relacionadas a valores altos ou baixos de tensão de corte na parede serem responsáveis pela ruptura de AI. Portanto, a determinação de métodos para avaliar os fatores de risco e auxiliar no diagnóstico médico é de grande importância. Com isso, o objetivo deste trabalho foi efetuar o estudo hemodinâmico do escoamento de fluidos no interior de um AI real. Para isso, foram realizadas simulações numéricas em regime estacionário e em regime transitório, utilizando o software Ansys, Fluent. Em regime estacionário foram realizadas três análises qualitativas, que são: validação do fluido análogo ao sangue utilizado no teste experimental; a validação dos resultados numéricos com o método experimental; e, em seguida, foi feita uma análise do comportamento do fluxo, classificando-o de acordo com o grau de risco de ruptura. Já em regime transitório, foi realizada uma análise quantitativa, observando parâmetros como tensão de corte e pressão na parede. Os resultados obtidos através das análises qualitativas, mostraram que: o fluido análogo possui um comportamento parecido com o do sangue para testes de visualização experimental; o comportamento do fluxo nas simulações numéricas foi semelhante ao dos testes experimentais, validando assim os resultados numéricos; e, de acordo com a classificação, pode-se dizer que o aneurisma em estudo tem uma elevada probabilidade de se romper. Os resultados da análise quantitativa obtiveram uma concordância com a análise anterior. Portanto, foi possível mostrar que o uso da ferramenta CFD apresenta grande potencial na investigação, no diagnóstico e definição de tratamentos, para patologias como o aneurisma intracraniano.
Intracranial aneurysm (AI) is a pathology that in most cases does not present symptoms in the patient and is still not well understood in relation to the interaction of factors that develop it. Currently, rupture risk assessments are based mainly on the size of the AI, which is not very reliable, since small aneurysms also rupture. In addition, there are controversies related to high or low values of wall shear stress being responsible for the rupture of AI. Therefore, determining methods to assess risk factors and assist in medical diagnosis is of great importance. With that, the objective of this work was to carry out the hemodynamic study of the flow of fluids inside a real AI. For this, numerical simulations were performed in stationary and transient regimes, using the Ansys, Fluent software. In a stationary regime, three qualitative analyzes were performed, which are: validation of the fluid analogous to blood used in the experimental test; the validation of numerical results with the experimental method; and then, an analysis of the flow behavior was made, classifying it according to the degree of risk of rupture. In a transient regime, a quantitative analysis was performed, observing parameters such as shear stress and pressure on the wall. The results obtained through qualitative analysis, showed that: the analog fluid has a behavior similar to that of blood for experimental visualization tests; the flow behavior in numerical simulations was similar to that of experimental tests, thus validating the numerical results; and according to the classification, it can be said that the aneurysm under study has great chances of suffering a rupture. The results of the quantitative analysis were in agreement with the previous analysis. Therefore, it was possible to show that the use of the CFD tool has great potential in the investigation, diagnosis and definition of treatments, for pathologies such as intracranial aneurysm.