Este plano RTI 2023 tem por objetivo detalhar a aplicação de recursos na melhoria da infraestrutura da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da UNICAMP, apoiando a infraestrutura coletiva de pesquisa e beneficiando projetos de pesquisa. (AU)

Este projeto busca melhorar as propriedades magnéticas de ferrofluidos para otimizar a con- versão de energia eletromagnética em calor através do efeito magneto-hipertermia (MH), para aplicação na recuperação e transporte de petróleo ou qualquer fluido viscoso, reduzindo sua viscosidade. A MH é o fenômeno que permite o aumento de temperatura num sistema com nanopartículas magnéticas (NPs) na presença de um campo magnético alternado, quando a energia eletromagnética do campo magnético é transformada em calor por inversão de magnetização da NPs. A viscosidade de um líquido, por outro lado, diminui à medida que a temperatura aumenta. Líquidos com alta viscosidade estão presentes em diversas indústrias como Oil & Gas, farmacêutica, química e alimentícia, onde a redução da viscosidade se podetraduzir em menores custos de extração ou transporte de líquidos. A possível implementação de nanopartículas magnéticas neste problema tecnológico tem a sua origem num problema fundamental associado à dispersão de nanopartículas magnéticas em fluidos viscosos. Assim com este projeto pretendemos desenvolver novos métodos de síntese de sistemas coloidais de nanopartículas magnéticas visando a sua implementação de tecnologias de extração ou transporte de fluidos. (AU)

A aerodinâmica não-estacionária tem um papel fundamental no projeto de aeronaves, helicópteros, automóveis, turbinas eólicas e a gás, ventiladores industriais e drones mais eficientes e silenciosos. Geralmente, nesses dispositivos, os escoamentos são tipicamente turbulentos e, portanto, é de suma importância melhorar nossa compreensão sobre turbulência. Por meio de uma melhor compreensão de escoamentos não-estacionários e turbulência, engenheiros e cientistas poderiam projetar veículos automotivos e aeronaves com forças de arrasto reduzidas. Isso, por sua vez, implicaria na economia de combustível e, consequentemente, na redução dos custos de transporte e das emissões de gases de efeito estufa. Os escoamentos não-estacionários também levam à geração de ruído aerodinâmico, ou aeroacústico, como subproduto. É importante mencionar que o ruído aeroacústico se tornou uma parte inerente do projeto de aeronaves comerciais modernas devido à necessidade de se reduzir os níveis de ruído a fim de atender os requisitos cada vez mais rigorosos das agências de regulamentação. Portanto, melhorar a capacidade de análise de escoamentos envolvendo turbulência e aeroacústica é um requisito fundamental para as indústrias de transporte e energia. Dessa forma, este projeto abordará problemas envolvendo aerodinâmica não-estacionária, turbulência e geração de ruído aeroacústico por meio de simulações numéricas de alta fidelidade. Os grandes bancos de dados gerados pelas simulações serão analisados empregando técnicas de decomposição modal de escoamentos, análise espectral, estabilidade hidrodinâmica, aprendizado de máquina e modelagem de ordem reduzida. Com a aplicação desses métodos, esperamos obter um melhor entendimento dos diversos fenômenos espaciais e temporais que são inerentes aos escoamentos aerodinâmicos não-estacionários e à turbulência. Estudos serão realizados para três grandes problemas com aplicações científicas e tecnológicas: 1) estol dinâmico, 2) sistemas de propulsão supersônica, e 3) geração de ruído em configurações inovadoras de mobilidade urbana. (AU)

É fato que técnicas de análise de imagens são imprescindíveis para a realização de estudos quantitativos e qualitativos sobre escoamentos bifásicos. Neste contexto, a presente proposta tem como objetivo geral a aquisição de uma Câmera de alta velocidade para o estudo de aspectos fundamentais e aplicações envolvendo escoamentos bifásicos principalmente aqueles associados a processos de transferência de calor com mudança de fase. Como objetivos específicos apresentam-se os seguintes: (1) Proporcionar por meio da combinação de imagens obtidas por uma câmera infravermelho e por uma câmera de alta velocidade, o levantamento de resultados simultâneos de aspectos hidrodinâmicos e de distribuição de temperatura em uma superfície aquecida. Tais resultados proporcionariam um melhor entendimento do fenômeno físico, propiciando dados para a modelagem dos mecanismos de transferência de calor durante a ebulição convectiva em microcanais; (2) Analisar em dissipadores baseados na ebulição convectiva em multi-microcanais efeitos de mal distribuição de fluido refrigerante, associados a instabilidades térmicas, fornecendo informações relevantes para a busca da minimização de tais efeitos; (3) Estudo do escoamento bifásico em circuitos passivos pulsados por meio de visualizações de forma a fornecer resultados para o desenvolvimento de modelos; (4) Estudo teórico e experimental sobre a ebulição convectiva e fluxo crítico de calor; (5) Avaliação do padrão de escoamento e da espessura do filme líquido para o padrão anular de forma a fornecer resultados para o modelamento do coeficiente de transferência de calor, perda de pressão durante a condensação/evaporação no interior de tubos; (6) Avaliação teórico experimental do campo de velocidades em escoamentos externos a banco de tubos através de velocimetria por filtros espaciais (AU)

Esta proposta tem como objetivo geral a aquisição de uma Câmera de infravermelho para o estudo de aspectos fundamentais e aplicações envolvendo processos de transferência de calor com mudança de fase. Como objetivos específicos apresentam-se os seguintes: (1) Aplicação de técnicas de termografia infravermelha no estudo dos mecanismos físicos durante a ebulição convectiva em microcanais e no desenvolvimento de dissipadores de calor de elevado desempenho baseados na ebulição convectiva em multimicrocanais; (2) Desenvolvimento de técnicas de instrumentação e controle para transferência de calor com mudança de fase aplicadas em circuitos passivos pulsados; (3) Estudo teórico e experimental sobre a ebulição convectiva e fluxo crítico de calor em canais anulares usando fluido HFC; (4) Estudo da ebulição nucleada de etanol hidratado; (5) Análise da aplicação de nanotecnologia em processos térmicos e de conversão de energia (Proc. FAPESP no 2013/15431-7); (6) Investigação do processo de nucleação homogênea de bolhas em misturas óleo-refrigerante em repouso; (7) Estudo experimental do processo de absorção por filme descendente para a mistura amônia-água; (8) Análise teórica e experimental de parâmetros físicos que influenciam a transferência de calor em evaporadores de filme descendente aplicados a processos de dessalinização da água. (AU)