Fluid Topology optimization applied to laminar jet pumps. (2021)
- Authors:
- Autor USP: MAFFEI, FELIPE SILVA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: DINÂMICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; MUDANÇA CLIMÁTICA
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O constante crescimento da consciência ambiental por parte da população, da industrial e das lideranças políticas criam as condições necessárias para o avanço científico em tecnologias que contribuem para confrontar o processo de aquecimento global. Nesse contexto, os ejetores podem ser um dispositivo promissor para reduzir o custo, complexidade e consumo de energia em processos onde bombas de vácuo, bombas e compressores regulares são atualmente empregados. Entretanto, apesar de inúmeras publicações científicas desde sua concepção, a baixa eficiência dos ejetores ainda é um fator limitante para uma aplicação mais ampla. No campo da otimização, o relativamente novo método da otimização topológica é uma poderosa metodologia que possibilita obter novas geometrias sem que seja feito uma estimativa inicial. Neste trabalho, o regime de operação de um ejetor convencional foi simplificado, as condições de contorno que foram obtidas a partir dessa simplificação foram submetidas à otimização topológica. A metodologia de otimização usada foi baseada em dados da literatura, entretanto, o número de iterações foi aumentado quando comparado com a referência. O primeiro grupo de resultados (com a função objetivo e restrição semelhantes ao artigo base) apontou que, em alguns casos, a eficiência foi beneficiada quando a geometria final era semelhante a um ejetor convencional. Em face dos resultados desse primeiro grupo de simulações e da similaridade com o problema de otimização de trocadores de calor, a função objetivo foi aprimorada com um segundo objetivo (otimização multi-objetivo) para capturar completamente a física do ejetor. Os resultados dessas simulações mostraram que é possível um ganho de até 102% na eficiência, em relação aos resultados que usaram a função objetivo simples, com a configuração correta. Ainda, foi testada uma abordaalternativa com diferentes restrições e função objetivo onde os resultados apontaram a equivalência entre as duas abordagens. Apesar das condições de trabalho do ejetor simulado não refletirem as condições usuais, foi possível investigar o comportamento das funções objetivo e estabelecer uma metodologia de otimização para o campo dos ejetores. Dessa forma, os resultados obtidos podem ser usados como base para trabalhos futuros na área dos ejetores.
- Imprenta:
- Data da defesa: 14.07.2021
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ABNT
MAFFEI, Felipe Silva. Fluid Topology optimization applied to laminar jet pumps. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-08092021-102130/. Acesso em: 02 jun. 2024. -
APA
Maffei, F. S. (2021). Fluid Topology optimization applied to laminar jet pumps. (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-08092021-102130/ -
NLM
Maffei FS. Fluid Topology optimization applied to laminar jet pumps. [Internet]. 2021 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-08092021-102130/ -
Vancouver
Maffei FS. Fluid Topology optimization applied to laminar jet pumps. [Internet]. 2021 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-08092021-102130/
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