Ricardo Afonso Angélico.

A simulação computacional é uma ferramenta importante nas etapas de seleção e previsão da viabilidade de aplicação e da vida útil de refratários, geralmente utilizados em condições de altas temperaturas. Porém, a modelagem computacional destes materiais implica em identificar parâmetros que representem o comportamento termomecânico nas altas temperaturas almejadas. Este projeto visa o desenvolvimento de ferramentas que possibilitem a aquisição e o tratamento de imagens obtidas em até 1400 Celsius, com duas frentes: experimental e computacional. Ressalta-se que as duas frentes são complementares e é objetivo (e prática) do grupo de pesquisa proponente não dissociá-las. Na frente experimental, será construído um forno, a ser acoplado em uma máquina de ensaios mecânicos, com janelas que permitam a aquisição de imagens para a aplicação da técnica de correlação de imagens digitais (CID). Deverão ser surpassados desafios como a definição de filtros ópticos e iluminação para lidar com a radiação de corpo negro emitida pelo corpo de prova (CDP) acima de 800 Celsius, bem como a pintura das faces do CDP que suporte as altas temperaturas. Na frente computacional, simulações computacionais e o tratamento de imagens pela técnica de CID, para obter o campo de deslocamentos ao lidar com efeitos miragem e a possível mudança de tonalidade das faces do CDP, demandam alto desempenho computacional. Além disso, a identificação de parâmetros de fratura relevantes destes materiais será feita pelo método de atualização de elementos finitos de modo que a simulação da fratura seja fidedigna aos mecanismos físicos. A combinação do campo de deslocamentos experimental, aliado à simulação computacional, proporcionará um melhor entendimento do comportamento mecânico em fratura de refratários em alta temperatura.

The design of lighter and more flexible wings leads to large displacements of the aerodynamic
surfaces, which influences in their aerodynamic coefficients, in their loads, and by consequence,
in the aircraft performance. Besides, the influence of these geometric nonlinearities on aircraft
performance must be investigated to provide a reasonable prediction of the fulfillment of the
requirements previously established since the initial steps of the project. New design tools must be
developed to assist the aircraft conceptual design considering the interaction between aerodynamic
and structural fields. The present research project aims to investigate numerical and experimentally flexible wings and to analyze how the geometric nonlinearities influence on the aerodynamic coefficients. In the computational part, new numerical strategies are proposed to integrate the aerodynamic model with the structural one. Experimentally, flexible wing model are designed, built, intrumented and submitted to wind-tunnel tests. The combination of experimental procedures with the numerical prediciton can lead to tools useful in the conceptual design of the aircraft.

Cerâmicas porosas são aplicadas em diversos componentes aeroespaciais que trabalham em altíssimas temperaturas (acima de 1500 °C). Propriedades como módulo de Young e condutividade térmica
são fortemente influenciados pela porosidade, bem como, pela distribuição de tamanhos de poros. Neste
contexto, este projeto de pesquisa tem como objetivo principal a determinação de propriedades efetivas de
cerâmicas porosas a partir de simulações computacionais. As simulações serão realizadas considerando um volume elementar representativo do material, o qual pode ser gerado artificialmente ou a partir de imagens reais, e serão conduzidas via método dos elementos finitos. O projeto pode ser dividido em três partes: (i) construção de modelos computacionais representativos da microestrutura; (ii) reconstrução de modelos computacionais a partir de imagens tomográficas (iii) determinacao de propriedades como condutividade e modulo de Young a partir de simulacoes. A primeira etapa consiste em gerar domınios de materiais heterogêneos a partir de informações quanto sua distribuição de poros. A segunda, é similar a primeira, contudo os modelos são gerados a partir de imagens obtidas por tomografia. Por fim, a terceira consiste em aplicar condicoes de contorno periódicas de modo a obter-se uma estimativa para propriedades térmicas e mecânicas efetivas. Os resultados das simulações serão comparados com resultados computacionais e experimentais da literatura. O presente projeto contribuirá para um projeto mais amplo, o qual consiste na avaliação do comportamento em fratura em altas temperaturas de cerâmicas porosas. A capacidade de prever propriedades a partir da microestrutura estrutura permitira uma reducao efetiva dos custos experimentais associados a investigação de diferentes materiais.