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O uso de ferramentas de dinâmica de fluidos computacional (CFD) em conjugação com metodologias de optimização tem elevada utilidade prática em diversas áreas de engenharia envolvendo o transporte de fluidos. O aumento contínuo da capacidade de cálculo disponível aliado à melhoria na precisão das ferramentas de CFD tem gerado um crescente interesse no uso de técnicas automatizadas de optimização.
Neste projecto propomos a integração de um programa de simulação numérica de escoamento de fluidos viscoelásticos baseado no método dos volumes finitos, com uma estratégia de geração automática da geometria e da malha computacional que estará acoplada a um algoritmo de optimização. A estratégia proposta permitirá efectuar o design de geometrias por forma a optimizar o escoamento, de forma automatizada, partindo de uma estimativa inicial e tendo em mente uma determinada função objectivo e respectivas restrições. A metodologia de cálculo desenvolvida irá ser aplicada ao design automático de micro dispositivos com aplicação prática na área da microfluidica.
As técnicas de fotolitografia suave permitem actualmente a construção fiável, rápida e económica de equipamentos à escala microscópica, com enorme potencial em diversas aplicações práticas, tais como micro-reactores químicos ou redes complexas de micro-canais para separação de moléculas biológicas (p.ex. ADN).
Neste trabalho iremos desenvolver um micro-rectificador, que consiste num dispositivo de fluidica com um comportamento equivalente a um díodo. O dispositivo que se pretende desenvolver deverá operar eficientemente em condições de inércia desprezável, sendo a diferença na resistência observada em cada direcção originada pela diferente história extensional em cada direcção do escoamento. A optimização numérica irá ser complementada por medições experimentais detalhadas do campo de velocidades usando a técnica de micro-PIV ("Particle Image Velocimetry"), medições de queda de pressão e visualizações do e  |
Resumo
O uso de ferramentas de dinâmica de fluidos computacional (CFD) em conjugação com metodologias de optimização tem elevada utilidade prática em diversas áreas de engenharia envolvendo o transporte de fluidos. O aumento contínuo da capacidade de cálculo disponível aliado à melhoria na precisão das ferramentas de CFD tem gerado um crescente interesse no uso de técnicas automatizadas de optimização.
Neste projecto propomos a integração de um programa de simulação numérica de escoamento de fluidos viscoelásticos baseado no método dos volumes finitos, com uma estratégia de geração automática da geometria e da malha computacional que estará acoplada a um algoritmo de optimização. A estratégia proposta permitirá efectuar o design de geometrias por forma a optimizar o escoamento, de forma automatizada, partindo de uma estimativa inicial e tendo em mente uma determinada função objectivo e respectivas restrições. A metodologia de cálculo desenvolvida irá ser aplicada ao design automático de micro dispositivos com aplicação prática na área da microfluidica.
As técnicas de fotolitografia suave permitem actualmente a construção fiável, rápida e económica de equipamentos à escala microscópica, com enorme potencial em diversas aplicações práticas, tais como micro-reactores químicos ou redes complexas de micro-canais para separação de moléculas biológicas (p.ex. ADN).
Neste trabalho iremos desenvolver um micro-rectificador, que consiste num dispositivo de fluidica com um comportamento equivalente a um díodo. O dispositivo que se pretende desenvolver deverá operar eficientemente em condições de inércia desprezável, sendo a diferença na resistência observada em cada direcção originada pela diferente história extensional em cada direcção do escoamento. A optimização numérica irá ser complementada por medições experimentais detalhadas do campo de velocidades usando a técnica de micro-PIV ("Particle Image Velocimetry"), medições de queda de pressão e visualizações do escoamento.
A metodologia de optimização irá também ser aplicada ao design automático de um microdispositivo capaz de medir a viscosidade extensional de soluções poliméricas diluídas. Refira-se que actualmente não existem reómetros comerciais capazes de efectuar a medição desta importante propriedade material para o caso de soluções poliméricas diluídas. |