Roberto Federico Ausas.

Neste projeto de pesquisa iremos desenvolver um método de precondicionamento baseado na família de métodos multiescala mistos "Multiscale Robin Coupled Method" que foi desenvolvida nos últimos anos pelo grupo de pesquisa proponente com apoio da Petrobras. Para tal fim, primeiramente iremos estudar as propriedades do método e a sua eficácia como precondicionador no caso de discretizações conhecidas, para posteriormente motivar a sua extensão ao caso mais geral quando a informação e detalhes da discretização subjacente que dá origem ao sistema linear é limitada ou não encontra-se disponível.

The growing advancement in the refractory castables technology has led to the development of multifunctional products with optimized packing and, therefore, showing better performance when exposed to mechanical and chemical stresses at high temperatures. However, new challenges were detected by the users of such monolithics, as the drying step of these advanced products became a critical stage, because a very aggressive heating procedure of these structures (presenting reduced porosity and permeability) may result in the explosion of the ceramic lining, whereas a slow schedule may not be feasible based on an economic and energetic point of view. The aim of this project is to carry out a systemic and critical evaluation of the experimental parameters and mathematical models proposed in the literature to describe the castables' drying process, in order to suggest new solutions for the definition of the heating schedules for advanced refractories that may result in lower cracking/explosion risk for these products and faster speed to complete this critical step during their first heating treatment.

Este projeto de pesquisa abrange o estudo e desenvolvimento de métodos de elementos finitos discretizados em malhas dinâmicas, com o objetivo de simular escoamentos multifásicos com fronteiras livres, especialmente onde há a aglomeração de grande quantidade de gotas. Tais escoamentos acontecem em aplicações na indústria petrolífera, em especial na modelagem de dispositivos onde as diferentes fases (por exemplo, óleo e água) precisam ser separadas. Neste tipo de escoamento, efeitos importantes acontecem em escalas da ordem de milímetros, sendo que os códigos disponíveis hoje em dia falham na modelagem adequada destes fenômenos. As equações que modelam escoamentos multifásicos serão tratadas em um referencial lagrangeano-euleriano arbitrário, com condições de contorno adequadas nas interfaces entre os vários fluidos. Os desafios numéricos impostos por esta aplicação vão desde a correta representação da interface entre fluidos, passando por desafios geométricos, até os desafios impostos pelas escalas microscópicas de tal escoamento, especialmente relacionados com a tensão superficial e fenômeno de coalescência.

Projeto Universal 
The aim is the development and improvement of finite element formulations when a level set technique is used to parametrize the interface separating the fluids in multiphase microflows dominated by surface tension, thermocapillarity, interfacial viscous effects and bending forces in lipidic membranes, with applications to the study of emulsions. Also, Lagrangian formulations which are currently under study by will be considered to complement the survey and for comparison purposes.

The main research topic considered here is that of the finite element modeling of complex phenomena on moving microfluidic interfaces with both, Eulerian and Lagrangian methods, based on variational formulations. Among the physical phenomena of interest in this project, we consider the capillarity and surface tension effects, interfacial viscous effects, surfactant transport, elastic forces on cellular membranes and surface inextensibility restrictions. The idea is to better understand the individual and collective behavior of immersed interfaces. The focus will be on the improvement of the discrete variational formulations, the finite element spaces, the coupling schemes to account for the interactions with the inner and outer fluids and the interface geometrical representation. The results and computational tools developed during the project are relevant to the study of emulsions or colloidal mixtures present in several separation processes used in industry, and also to the study of the micro-mechanical behavior of living cells and synthetic vesicles made of phospholipidic bilayers of importance to the biological sciences and pharmacological applications. The aim is at developing robust numerical schemes so as to complement experimental studies meeting the expectations of the existing technologies.

O presente projeto tem como finalidade a consolidação do Centro de Matemática e Estatística Aplicadas à Indústria (CeMEAI), por intermédio da criação do Núcleo de Apoio à Pesquisa do CeMEAI (NAP-CeMEAI). O NAP-CeMEAI deverá propiciar a infra-estrutura necessária para o funcionamento do CeMEAI. O CeMEAI foi criado recentemente no âmbito do Departamento de Matemática Aplicada e Estatística do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), e será integrado por docentes e funcionários deste Instituto e das outras instituições parceiras, pesquisadores e alunos de pós-graduação. O principal objetivo do NAP-CeMEAI é o de estruturar um grupo de pesquisa em ciências matemáticas com a finalidade de fomentar o relacionamento e a interlocução do setor acadêmico com agentes do setor produtivo, transformando-se em um centro de excelência em matemática aplicada a industria. A fim de concretizar esses objetivos o centro promoverá seminários periódicos e organizará grupos de estudos para analisar problemas específicos da indústria e também problemas de importância científica e tecnológica abrangente, fomentando a cooperação interdisciplinar.