Atividades de pesquisa Luís Fernando Figueira da Silva DEM/PUC-Rio
Sumário <ul><li>Equipe </li></ul><ul><li>Temas e linhas de pesquisa </li></ul><ul><li>Exemplos de trabalhos desenvolvidos ...
Equipe <ul><li>Parceria com  </li></ul><ul><ul><li>Profa. Angela Ourivio Nieckele </li></ul></ul><ul><ul><li>Prof. Aristeu...
Temas de pesquisa combustão mistura turbulência compressibilidade
Linhas de pesquisa <ul><li>Combustão em escoamentos turbulentos :  interação entre combustão, turbulência e mistura; </li>...
Combustão em escoamentos turbulentos (1/2) <ul><li>Caracterização experimental  de uma chama turbulenta de gás natural e d...
Combustão em escoamentos turbulentos (2/2) <ul><li>Desenvolvimento de uma modelagem da combustão em escoamento turbulento ...
Aerotemoquímica (1/2) <ul><li>Simulação numérica direta de ondas de detonação em gases; </li></ul><ul><li>Desenvolvimento ...
Aerotermoquímica (2/2) <ul><li>Estrutura interna das ondas de detonação;  </li></ul><ul><li>Grande rigidez dos processos f...
Aerodinâmica compressível <ul><li>Desenvolvimento de um gerador de vórtice para melhoria de desempenho de entradas de ar s...
Outros trabalhos <ul><li>Desenvolvimento de um queimador de gás natural para estudos da combustão em escoamentos turbulent...
Infra-estrutura disponível
Laboratório de Computação em Fenômenos de Transporte <ul><li>Modernização das instalações físicas no âmbito da Rede Temáti...
Laboratório de  Combustão e Turbulência <ul><li>Criação do laboratório no âmbito da Rede Temática em Fluidodinâmica Comput...
Instrumentação disponível <ul><li>Fluorescência Induzida por Plano laser ( PLIF ),  </li></ul><ul><ul><li>Concentração de ...
Dispositivo experimental <ul><li>Queimador turbulento que utiliza um corpo rombudo para a estabilização da combustão </li>...
Rede Nacional de Combustão <ul><li>Objetivo: Ser a referência no país para os setores produtivo e social e, desta forma, c...
Rede Nacional de Combustão <ul><li>Ação induzida para formação de doutores no exterior (CNPq); </li></ul><ul><li>Mesa redo...
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Puc Darpa Combustao

  1. 1. Atividades de pesquisa Luís Fernando Figueira da Silva DEM/PUC-Rio
  2. 2. Sumário <ul><li>Equipe </li></ul><ul><li>Temas e linhas de pesquisa </li></ul><ul><li>Exemplos de trabalhos desenvolvidos </li></ul><ul><li>Rede Nacional de Combustão </li></ul>
  3. 3. Equipe <ul><li>Parceria com </li></ul><ul><ul><li>Profa. Angela Ourivio Nieckele </li></ul></ul><ul><ul><li>Prof. Aristeu da Silveira Neto (UFU) </li></ul></ul><ul><ul><li>Prof. Luis Fernando Azevedo </li></ul></ul><ul><ul><li>Dr. Sandro Barros Ferreira </li></ul></ul><ul><li>Três Mestres contratados em doutoramento </li></ul><ul><li>Dois doutorandos </li></ul><ul><li>Cinco mestrandos </li></ul><ul><li>Dois alunos de iniciação científica </li></ul><ul><li>Colaboração internacional: </li></ul><ul><ul><li>Laboratoire de Combustion et de Détonique (França) </li></ul></ul><ul><ul><li>Ecole de Technologie Supérieure de Montréal (Canadá) </li></ul></ul><ul><ul><li>Universidade de Yale (EUA) </li></ul></ul>
  4. 4. Temas de pesquisa combustão mistura turbulência compressibilidade
  5. 5. Linhas de pesquisa <ul><li>Combustão em escoamentos turbulentos : interação entre combustão, turbulência e mistura; </li></ul><ul><li>Aerotermoquímica : interação entre combustão e compressibilidade; </li></ul><ul><li>Aerodinâmica compressível : interação entre turbulência e compressibilidade. </li></ul>
  6. 6. Combustão em escoamentos turbulentos (1/2) <ul><li>Caracterização experimental de uma chama turbulenta de gás natural e de ar; </li></ul><ul><li>Fluorescência induzida por laser (PLIF) do radical OH: instantâneos × média ; </li></ul><ul><li>A média não é representativa do comportamento instantâneo na chama turbulenta; </li></ul><ul><li>Possibilidade de validação de modelos de combustão turbulenta. </li></ul>
  7. 7. Combustão em escoamentos turbulentos (2/2) <ul><li>Desenvolvimento de uma modelagem da combustão em escoamento turbulento baseada em técnica Euleriana / Lagrangeana (com UFU); </li></ul><ul><li>Simulação numérica dos grandes vórtices; </li></ul><ul><li>Modelagem estocástica da combustão; </li></ul><ul><li>Maior realismo na descrição do processo de combustão. </li></ul>
  8. 8. Aerotemoquímica (1/2) <ul><li>Simulação numérica direta de ondas de detonação em gases; </li></ul><ul><li>Desenvolvimento de programa de cálculo utilizando malhas não estruturadas adaptativas [colaboração J.L.F. Azevedo (CTA/IAE)]; </li></ul><ul><li>Mecanismos de estabilização de ondas de detonação Chapman-Jouguet; </li></ul>H 2 + ar
  9. 9. Aerotermoquímica (2/2) <ul><li>Estrutura interna das ondas de detonação; </li></ul><ul><li>Grande rigidez dos processos físico-químicos; </li></ul><ul><li>Aparecimento de instabilidades termo-acústicas. </li></ul>Densidade e fração mássica de H
  10. 10. Aerodinâmica compressível <ul><li>Desenvolvimento de um gerador de vórtice para melhoria de desempenho de entradas de ar submersas para aeronaves (patente); </li></ul><ul><li>Ganhos significativos no desempenho da entrada, eficiência de até 44% e vazão mássica de até 16%. </li></ul>
  11. 11. Outros trabalhos <ul><li>Desenvolvimento de um queimador de gás natural para estudos da combustão em escoamentos turbulentos; </li></ul><ul><li>Estudo de modelos de mistura estocásticos para a combustão em escoamentos turbulentos; </li></ul><ul><li>Caracterização numérica e experimental de uma chama turbulenta não pré-misturada; </li></ul><ul><li>Estudo de modelos de cinética química para a descrição do processo de combustão; </li></ul><ul><li>Influência da variação de composição do gás natural sobre o desempenho de uma usina termelétrica; </li></ul><ul><li>Desenvolvimento de metodologia para modelagem da câmara de combustão de turbinas a gás utilizando CFD e cinética química detalhada; </li></ul>
  12. 12. Infra-estrutura disponível
  13. 13. Laboratório de Computação em Fenômenos de Transporte <ul><li>Modernização das instalações físicas no âmbito da Rede Temática em Fluidodinâmica Computacional em Processos de Refino; </li></ul><ul><li>Cluster “Beowulf” com 94 CPUs x64; </li></ul><ul><li>Utilização de Fluent, CFX, OpenFOAM, Chemkin; </li></ul><ul><li>Desenvolvimento de códigos próprios. </li></ul>
  14. 14. Laboratório de Combustão e Turbulência <ul><li>Criação do laboratório no âmbito da Rede Temática em Fluidodinâmica Computacional em Processos de Refino. </li></ul><ul><li>Foco em validação de modelos de combustão turbulenta. </li></ul>
  15. 15. Instrumentação disponível <ul><li>Fluorescência Induzida por Plano laser ( PLIF ), </li></ul><ul><ul><li>Concentração de espécies químicas características do processo de combustão (CH, OH, NO), ou de um corante adicionado ao combustível ou ao ar; </li></ul></ul><ul><li>Incandescência Induzida por Laser ( LII ), </li></ul><ul><ul><li>Concentração de partículas de fuligem formadas pelo processo de combustão; </li></ul></ul><ul><li>Termometria Rayleigh, </li></ul><ul><ul><li>Campo de temperatura nos gases em combustão; </li></ul></ul><ul><li>Imageamento Mie Interferométrico ( IMI ), </li></ul><ul><ul><li>Diâmetro e a distribuição de gotas de um líquido disperso no gás; </li></ul></ul><ul><li>Velocimetria por imagem de partículas ( PIV ) (a ser adquirido). </li></ul>
  16. 16. Dispositivo experimental <ul><li>Queimador turbulento que utiliza um corpo rombudo para a estabilização da combustão </li></ul><ul><li>Diferentes regimes de interação entre combustão e turbulência são possíveis </li></ul><ul><li>Adaptação possível para diferentes combustíveis </li></ul>
  17. 17. Rede Nacional de Combustão <ul><li>Objetivo: Ser a referência no país para os setores produtivo e social e, desta forma, contribuir decisivamente para a superação de problemas científicos, tecnológicos, industriais, sociais e estratégicos no campo da combustão e em setores correlatos; </li></ul><ul><li>Reúne profissionais de mais de 25 instituições. </li></ul>
  18. 18. Rede Nacional de Combustão <ul><li>Ação induzida para formação de doutores no exterior (CNPq); </li></ul><ul><li>Mesa redonda em modelagem computacional da combustão; </li></ul><ul><li>I Escola de Combustão; </li></ul><ul><li>Desenvolvimento de projetos em rede: </li></ul><ul><ul><li>Gaseificação de biomassa em cogeração (Unifor, INPE, Unicamp); </li></ul></ul><ul><ul><li>Desenvolvimento de um gaseificador de bagaço de cana para geração de gás combustível e de síntese (IPT, Raudienergia); </li></ul></ul><ul><ul><li>Câmara de combustão ciclônica para resíduos das industrias madeireiras (UFPA, Unicamp, USP, UnB); </li></ul></ul><ul><ul><li>Cerca de 10 projetos em fase inicial. </li></ul></ul><ul><li>http://redenacionaldecombustao.org </li></ul>

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