Simulação de Fenômenos e Processos

Grupo de Pesquisa: Simulação de Fenômenos e Processos

Professores pesquisadores:

Prof. Dr. Antônio Luiz Pacífico (pacifico@maua.br)
Prof. Armando Zanone (armando.zanone@maua.br)
Prof. Dr. Bruno Galelli Chieregatti (bruno.chieregatti@maua.br)
Prof. Dr. Carlos Vinicius Xavier Bessa (carlos.bessa@maua.br)
Prof. Dr. Efraim Cekinski (efraim.cekinski@maua.br) - Interlocutor 
Prof. Dr. Joseph Youssif Saab Junior (saab@maua.br)
Prof. MSc. Marcelo Otávio dos Santos (marcelo.santos@maua.br)
Prof. Dr. José Carlos Gonçalves Peres (jose.peres@maua.br)
Prof. Dr. João de Sá Brasil Lima (joaobrasil.lima@gmail.com)

Descrição: A atuação do grupo está voltada à simulação de processos que envolvam fenômenos de transporte, como transporte de massa, energia e quantidade de movimento, reações químicas, combustão, interação fluido-estrutura, bem como a simulação de estruturas e máquinas. A simulação será realizada tanto por meio de pacotes comerciais (ANSYS), pacotes de código aberto (SU2; XFLR5, QBlade, FreeFem++) como na elaboração de códigos específicos.

Principais linhas de pesquisa:

As linhas de pesquisa contemplam diversas áreas em que a Mauá já possui algum grau de atuação, como desempenho de aerofólios, asas e aeronaves completas, reatores e microreatores, sistema coletor de motor de combustão, projeto de rotores de turbinas eólicas, projetos de tanques agitados, transferência de calor em processos e máquinas-ferramentas, interação fluido-estrutura e dinâmica em sistemas multicorpos.

Principais projetos de pesquisa: 

1) Reatores e micro reatores:

Trata-se de estudar processos reativos que podem ser simulados tanto em reatores convencionais como em microreatores, com o objetivo de identificar os melhores parâmetros de projeto e operação e fornecer projetos mais eficientes e com menor custo operacional.

2) Desempenho de aerofólios, asas e aeronaves

Levantamento de diagrama polar 2D, 3D e de aeronave completa. Determinação de curvas de sustentação, arrasto e momento em função do ângulo de ataque. Determinação do Centro Aerodinâmico de aeronaves completas e estudos de estabilidade longitudinal estática. Predição de ruído de bordo de fuga para o desenvolvimento de aerofólios específicos.

3) Sistema coletor de motor de combustão interna.

Implementação de simulação CFD completa, com obtenção de condições de contorno experimentais, para análise de melhorias e mudanças visando o aumento do rendimento volumétrico do motor e redução das vibrações pela equalização das cargas nos cilindros.

4) Projeto e análise de rotores de turbinas eólicas.

Projeto de rotores de turbinas eólicas de eixo horizontal, com predição do coeficiente de potência. Definição da distribuição de aerofólios, corda e torção aerodinâmica ao longo da pá.

Simulação CFD de turbina eólica de eixo horizontal e vertical para estudo do escoamento, determinação de fator de indução, coeficiente de potência e torque, etc.

5) Projetos de tanques agitados:

O objetivo principal é verificar as melhores condições de agitação para um bom desempenho na agitação, que dependem de diversos aspectos geométricos (tipo de impelidor, chicanas, etc) e operacionais como velocidade de rotação.

6) Transferência de calor em processos, máquinas e equipamentos.

7) Interação fluido-estrutura.

8) Análise de sensibilidade e otimização de sistemas fluido mecânicos utilizando o Método Adjunto

Utilização de simulações CFD para abordar problemas de otimização e/ou projeto inverso de sistemas fluido mecânicos utilizando o Método Adjunto. O objetivo é realizar otimização geométrica e/ou paramétrica de sistemas e analisar derivadas de sensibilidade em relação a quaisquer parâmetros do problema para avaliação da influência dos mesmos em funções objetivo do problema.

9) Simulação do escoamento em turbo máquinas

Simulação do escoamento em bombas, turbinas hidráulicas e ventiladores de modo a avaliar desempenho, potência gerada/utilizada, influência da geometria das pás e outros fatores relevantes a essa classe de equipamentos.

10) Desenvolvimento, Verificação e/ou Otimização de Projetos Mecânicos de ferramentas, dispositivos e máquinas utilizando a Simulação da Análise Numérica Estrutural do Método dos Elementos Finitos.

11) Simulação do comportamento termo-elástico de máquinas ferramentas e de seus subsistemas. Interação fluido-estrutura.

12) Esforços dinâmicos em sistemas multicorpos deformáveis e/ou rígidos como veículos, aeronaves, navios, helicópteros, mecanismos, etc.