Leandro Franco de Souza.

The modelling of heat transfer in turbulent flows is an important challenge, specifically 

regimes dominated by longitudinal vortices resulting from centrifugal forces due to wall 
curvature. The objective of this study is to simulate numerically the flow structure, the 
secondary momentum and the heat fluxes developing over curved flows. The case of the 
Görtler flow, its instability and the associated heat transfer will be studied. It is well known 
that the wavelength and the amplitude of upstream perturbations have an influence upon the 
growth and the flow intensity of the Görtler vortices. We will consider the conductive heat 
transfer through the solid wall, resolve the flow field and the associated temperature field. The 
goal is to setup a basic case in order to understand the coupled fluid-structure to determine the 
penetration of heat into the material. The study proposed here is fundamental and aims at 
improving our understanding of thermo-mechanical behaviour of materials under strong 
dynamical and thermal constrains (stability, heat resistance, lifespan). The outcomes of this 
knowledge can have an impact on the automobile and aeronautic sectors, but can also benefit 
to nuclear engineering, renewable energy engineering (solar, wind and hydro-foils).

O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de técnicas e métodos numéricos e uma implementação de um software para a simulação computacional de escoamentos multifásicos de fluidos utilizando plataformas multiprocessadas aplicadas ao refino de petróleo.

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. Em futuro não muito remoto o CeMEAI deverá oferecer um programa de mestrado profissional na área de modelagem matemática.

O crescimento de vórtices de Görtler em camadas limite sobre superfícies côncavas são responsáveis por gerar uma distorções fortes nos perfis de velocidade. Estas distorções aparecem nos sentidos normal à parede e transversal ao escoamento. Estas distorções causam o aparecimento de inflexões no perfil de velocidade. Estes perfis inflexionais de velocidade resultantes são sujeitos à instabilidade secundária que pode resultar, normalmente, em dois tipos de desenvolvimento: sinuoso e varicoso. No estudo atual pretende-se investigar, através de simulação numérica direta, qual tipo é predominante dependendo de parâmetros do escoamento. As equações governantes neste estudo serão baseadas na formulação vorticidade-velocidade. O cálculo das derivadas espaciais nas direções normal à parede e na direção principal do escoamento será resolvido utilizando esquemas de diferenças finitas compactas de alta ordem. Na direção transversal o escoamento é tomado como sendo periódico, utilizando-se nesta direção métodos espectrais. A integração temporal será realizada através de um esquema do tipo Runge-Kutta de $4^a$ ordem de precisão. Com o código gerado pode-se estudar os efeitos da região próxima à parede, que são viscosos por natureza, que não são levados em consideração em estudos de instabilidade secundária baseados na análise de estabilidade linear. Espera-se obter como resultado uma interpretação física de quais parâmetros influenciam para que haja formação de instabilidade secundária do tipo sinuoso ou varicoso.

Este projeto visa o desenvolvimento de ferramentas computacionais que permitam a utilização de malhas em movimento, tanto com aplicações aeronáuticas (aeroelasticidade) quanto em aplicações em reologia.

Este projeto tem com o o objetivo o desenvolvimento e aplicação de técnicas de fronteiras imersas para o estudo numérico de transição devido a rugosidades em superfícies.