Bolsa 15/26842-3 - Combustão, Simulação numérica - BV FAPESP
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Estudos numéricos em micro-combustão

Processo: 15/26842-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Data de Início da vigência: 01 de julho de 2016
Data de Término da vigência: 30 de junho de 2017
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
Pesquisador responsável:Pedro Miguel Rebelo Resende
Beneficiário:Pedro Miguel Rebelo Resende
Pesquisador Anfitrião: Carlos Manuel Coutinho Tavares de Pinho
Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia. Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Sorocaba. Sorocaba , SP, Brasil
Instituição Anfitriã: Universidade do Porto (UP), Portugal  
Assunto(s):Combustão   Simulação numérica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Micro-combustão | Simulação Numérica | Combustão

Resumo

A rápida evolução de micro sistemas nos últimos anos gerou uma necessidade de obter uma fonte de energia compacta, capaz de se recarregar instantaneamente, com elevada capacidade energética e de longa duração. No entanto, no presente momento, este tipo de sistemas dependem fortemente de baterias, contudo a sua limitação em termos de densidade energética e do número de ciclos de recarga originou como alternativa o desenvolvimento de micro geradores elétricos, envolvendo micro-combustão. Por essa razão, nesta última década tem havido uma pesquisa dedicada a este tema com o objetivo de compreender melhor a micro-combustão e projetar novos micro sistemas com melhor eficiência.Outro aspecto essencial da micro-combustão é a propulsão de micro satélites e micro veículos aéreos para reconhecimento e vigilância, onde é essencial ter eficientes e compactos geradores de energia para propulsão e geração de energia elétrica. Recentemente com os avanços no desenvolvimento da fabricação de sistemas micro eletromecânicos (MEMS), foram realizados progressos para combinar a microeletrônica com a micromecânica em um único chip, permitindo assim uma elevada aplicabilidade destes sistemas em diversas áreas, no entanto, estes dependem de uma energia externa. Nesse contexto surgiu a necessidade de juntar também um micro gerador de energia, eliminando a dependência de energia externa como por exemplo a utilização baterias.Este projeto de pesquisa propõe o estudo numérico em OpenFoam (Open Field Operation and Manipulation) de micro-combustão, no qual se pretendem analisar os modelos matemáticos e desenvolvimento de novos modelos, assim como estudar aspectos geométricos e condições de operação de forma a otimizar o rendimento energético com baixos valores de NOx, com reações homogêneas e heterogêneas. O estudo consiste em analisar detalhadamente e com precisão os problemas tipicamente envolvidos na micro-combustão com ênfase no NOx, como por exemplo a curvatura da chama, congelamento da chama devido à perda de calor pelas paredes da câmara de combustão, originando a extinção da chama, Daou et al. (2001, 2002) e Ju et al. (2006). Pretende-se no final do projeto compreender melhor a física da micro-combustão, como por exemplo, a iteração da chama com a parede onde ocorre um novo regime de chama designado regime da chama fraca, que origina uma grande perda de calor a partir desta, Ju et al. (2002, 2005), Maruta et al. (2005, 2009) e Leach et al. (2005).

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Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
RESENDE, PEDRO R.; MORAIS, LEANDRO C.; PINHO, CARLOS; AFONSO, ALEXANDRE M.. Combustion Characteristics of Premixed Hydrogen/Air in an Undulate Microchannel. ENERGIES, v. 15, n. 2, . (15/26842-3)
FERRAS, L. L.; CAVADAS, A. S.; RESENDE, P. R.; AFONSO, A. M.; PINHO, F. T.. Effect of the solvent viscosity on pure electro-osmotic flow of viscoelastic fluids. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, v. 259, p. 125-129, . (15/26842-3)
COVA, A.; RESENDE, P. R.; CUOCI, A.; AYOOBI, M.; AFONSO, A. M.; PINHO, C. T.; SCHERER, V; FRICKER, N; REIS, A. Numerical Studies of Premixed and Diffusion Meso/Micro-Scale Flames. 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENERGY AND ENVIRONMENT RESEARCH, ICEER 2017, v. 120, p. 8-pg., . (15/26842-3)
RESENDE, PEDRO; AFONSO, ALEXANDRE; PINHO, CARLOS; AYOOBI, MOHSEN; ASME. IMPACTS OF DILUTION ON HYDROGEN COMBUSTION CHARACTERISTICS AND NOX EMISSIONS. PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNATIONAL MECHANICAL ENGINEERING CONGRESS AND EXPOSITION, 2017 VOL 8, v. N/A, p. 8-pg., . (15/26842-3)
RESENDE, P. R.; AYOOBI, MOHSEN; AFONSO, ALEXANDRE M.. Numerical Investigations of Micro-Scale Diffusion Combustion: A Brief Review. APPLIED SCIENCES-BASEL, v. 9, n. 16, . (15/26842-3)
RESENDE, P. R.; FERRAS, L. L.; AFONSO, A. M.. Flame dynamics of hydrogen/air mixture in a wavy micro-channel. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 48, n. 36, p. 17-pg., . (15/26842-3)

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