Linha de Dinâmica dos Fluidos e dos Sólidos
A linha engloba o uso de técnicas relacionadas à computação científica, bem como, análises experimentais, voltadas para as pesquisas básica, aplicada e inovação em Engenharia Mecânica, envolvendo o escoamento de fluidos e o comportamento mecânico dos sólidos. Devido à interação mecânica dos fluidos e dos sólidos tem-se como premissa a pesquisa básica na Mecânica do Contínuo e a pesquisa aplicada e inovação em problemas de Interação Fluido-Estrutura. Trabalha-se com os seguintes temas: modelagem matemática de problemas de dinâmica dos fluidos e dos sólidos, desenvolvimento de métodos numéricos e experimentais, problemas de interação fluido-estrutura e outros temas afins.
Laboratório de Engenharia Térmica e de Fluidos: https://latef.emc.ufg.br/
Laboratório de Mecânica Aplicada: https://emc.ufg.br/p/46777-laboratorio-de-mecanica-aplicada-labmec
Projeto de pesquisas em ANDAMENTO
1) Acústica de Salas: Influência e modelagem da posição de materiais de absorção sonora na característica acústica de salas de aula
Resumo: O projeto e adequação de salas de aulas que apresentem boa qualidade acústica é essencial para o aprendizado, inteligibilidade da fala e saúde da voz docente. O estudo previsional das características acústica do ambiente auxilia nas mudanças e idealização das melhores condições para os melhores parâmetros acústicos. As ferramentas para previsão baseiam-se na modelagem numérica e acústica estatística, onde as principais variáveis são geometria e material de absorção sonora. Neste contexto, a acústica estatística não considera a posição do material de absorção no ambiente, limita-se a porcentagem de área com absorção acústica, por sua vez a modelagem numérica considera a distribuição espacial do material de absorção sonora, mas destaca-se o elevado custo computacional, limitações à geometria do ambiente e faixa de frequência de interesse. No cenário da posição do material de absorção sonora, acredita-se que a disposição apresenta fatores determinísticos na qualidade acústica, vide leiaute de auditórios e salas de concertos. Portanto, o projeto de pesquisa propõe analisar a influência do material de absorção acústica na qualidade acústica de salas de aula. Para tanto, utiliza-se a metodologia experimental disposta na norma ISO 3382 e objetiva-se criar um metamodelo previsional que considere a posição do material de absorção, bem como aprimorar os modelos numéricos.
2) Avaliação da eficiência do uso da luz ultravioleta C (254 nm) e da desinfecção do ar no controle microbiológico do consultório odontológico
Resumo: Os fenômenos físicos relacionados com escoamentos de fluidos, são objetos de estudos da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), e.g., movimentação de massas de ar, mudanças de temperatura, precipitações pluviométricas, irrigação, ar comprimido e outros. Os pesquisadores dessa área buscam representar, por meio da modelagem matemática e numérica a movimentação de diversos fluidos e assim, possibilitando o desenvolvimento e a otimização de equipamentos. Dentre a vasta aplicabilidade do CFD no presente projeto, pretende-se utilizar as técnicas numérica para simular escoamentos provindos de diferentes aparelhos de ar-condicionado instalados em diferentes ambientes, buscando a compreensão do fenômeno físico, a identificação das regiões de recirculação de ar e propor adequações ao ambiente para garantir a melhor qualidade do ar em seu interior. O presente estudo se faz necessário pois, a correta renovação do ar em ambientes fechado reduz a contaminação da COVID-19, bem como, de outros microrganismos garantindo maior segurança às pessoas e equipamentos médicos hospitalares. O estudo inicia-se com a compreensão das normas de instalação e manutenção de VAC, parte-se para a modelagem geométrica do ambiente e matemática e numérica com CFD, ao mesmo tempo, mudanças estruturais e arquitetônicas são propostas para mitigar os problemas na renovação de ar e eficiência energética, especialmente dos equipamentos de ar-condicionado, de forma otimizada para que o ambiente seja refrigerado adequadamente, evitando a presença de recirculações. Ao final, é esperado um procedimento metodológico e uma ferramenta computacional que auxilie os projetistas à dimensionarem e instalarem aparelhos de ar-condicionado em posições que promovam a melhor renovação de ar e, ao mesmo tempo, o menor gasto energético. Cabe ressaltar que a divulgação ocorrerá com atividades elucidativas e educacionais, articulada com a pesquisa de forma a integrar os resultados na sociedade.
3) Desenvolvimento de processos numéricos de alta ordem de convergência e experimentais de baixo custo para o estudo de escoamento de ventos sobre terrenos: estimativa do potencial eólico (P&D FURNAS)
Resumo: A busca constante por redução do impacto ambiental e a crescente legislação que versa a respeito da diminuição de geração de energia a partir de combustíveis fósseis é a principal motivação da presente proposta, pois ela visa contribuir para o mercado de geração de energia eólica. Tendo como objetivo fundamental desenvolver processos (numérico e experimentais) para a estimativa de potencial eólico a partir do estudo do escoamento de ventos sobre um dado terreno. Com esses processos, pretende-se não apenas prover FURNAS de ferramentas capazes de auxiliar na aquisição de terrenos e instalação de aerogeradores, aumentando a competitividade da empresa frente ao mercado eólico nacional e internacional, mas também capacitar e formar RH específico para desenvolver tecnologia relacionada à geração de energia eólica. Conforme dados divulgados pela ANEEL, nas últimas décadas, o Brasil enfrentou três crises no setor elétrico que culminaram em racionamento de energia, ressalta-se em especial a maior delas que ocorreu em junho de 2001 a fevereiro de 2002 (ANEEL, 2007) e a seca de 2014 que comprometeu o abastecimento energético e hídrico do país, cada situação trouxe lições e mostrou possíveis caminhos, para amenizar as ameaças de desabastecimento energético. Além disso, o efeito estufa e, consequente, aquecimento global e a consciência socioambiental da população estão norteando a criação de resoluções e leis que reduzem, ou mesmo proíbem, o uso de tecnologias de geração de energia provindas de combustíveis fósseis e incentivam a geração de energia limpa e renovável. Dessa forma, companhias elétricas do mundo todo estão motivadas a investir em fontes geradoras de energia limpa e renovável. A presente proposta busca desenvolver softwares baseados em métodos numéricos de alta acurácia e calibrados com procedimentos experimentais específicos, que serão incorporados à FURNAS de forma a prover legitimidade e economia no momento de aquisição de terrenos e instalação de aerogeradores.
4) Sistematização do projeto de uma aeronave radio controlada: Aerodesign
Resumo: O presente projeto tem como objetivo principal sistematizar a produção de uma aeronave cargueira rádio controlada. Para tanto, é necessário entender como as forças aerodinâmicas interagem com estrutura de uma aeronave, sendo que, uma dessas forças é a força de sustentação e deve ser produzida de maneira suficiente para manter a aeronave no ar. No entanto, sabe-se que ao aumentar a força de sustentação também aumenta-se a força de arrasto, a qual é responsável pelo consumo de combustível. Logo, deve haver um compromisso entre ambas as forças, tal processo de otimização é feito alterando a forma da geometria das asas, propondo novos formatos de aerofólios. Quanto maior a carga a ser levada, maior deve ser a força de sustentação, a qual a asa e a fuselagem da estrutura estão submetidas. Essa força, juntamente com a massa da carga carregada causam deformação da asa, produzindo esforços de flexão e torção. Portanto, a estrutura interna da asa deve ser projetada para suportar esses esforços sem que haja falhas. Ao mesmo tempo, elas também precisam ser leves e esbeltas para permitir que haja mais espaço para transportar carga útil. Desta forma, projetos de estruturas treliçadas, com diferentes perfis e, principalmente, com a utilização de novos materiais compósitos aeronáuticos são sistematicamente propostos.
5) CENTRO DE EXCELÊNCIA EM HIDROGÊNIO E TECNOLOGIAS ENERGÉTICAS SUSTENTÁVEIS (CEHTES)
Resumo: O processo de transição energética porque tem passado o mundo na última década, em resposta às alterações climáticas e as questões de cunho geopolítico, tem sido marcado pela participação crescente de fontes renováveis de energia (de baixo ou nulo carbono) na matriz energética global, tais como a solar e a eólica, e por processos de descentralização da produção de energia, trazendo a geração mais próxima à carga, o que reduz perdas na distribuição. A difusão dessas fontes tem criado oportunidades para exploração econômica de um vetor energético abundante na natureza, mas que demanda energia para ser obtido: o hidrogênio. Em virtude de sua posição geográfica favorável à incidência de luz solar e ao seu grande potencial eólico, além da abundância de outros recursos naturais como água e biomassa, o Brasil se credencia a ser uma potência em hidrogênio e energias limpas. Diante desse cenário auspicioso, esta proposta visa a estruturação do Centro de Excelência em Hidrogênio e Tecnologias Energéticas Sustentáveis (CEHTES) no Estado de Goiás com o objetivo de planejar e executar projetos multidisciplinares de P&D+I em hidrogênio e energias renováveis em colaboração com empresas, governos e instituições de pesquisa, trazendo autonomia e preparo para enfrentar os desafios socioeconômicos e ambientais do presente e do futuro.