Applications of generalized integral transform technique in the rapid solidification of metallic metals in the planar flow casting process / Aplicações da técnica de transformação integral generalizada na solidificação rápida de metais metálicos no processo de fundição em fluxo planar

The Planar Flow Casting (PFC) is a single-stage fast solidification technique to produce thin metallic ribbons. The objective of this research is to develop a mathematical model to analyze the phenomenon of heat transfer and phase change during the formation of the puddle, to determine the interface position and velocity and the temperature profile. The applied methodology consists of the use of the energy balance, where the equations of the energy (liquid and solid phases), and the equation of the interface are transformed through the Generalized Integral Transform Technique (GITT) being solved by the NDSolve routine of the Matemathica. This tool was capable to solve problem, can study the fast cooling of metals and obtain ribbons of thickness controlled by the speed of the wheel and for the heat transfer coefficient. Considering that the height of the pool is very small and the process time is very short, many eigenvalues were used to obtain the solution convergence. The results of the temperature distribution along the length of the puddle, the evolution of the solidification front and the interface velocity were compared with existing results in the literature, obtaining good harmony.

AVALIAÇÃO DOS VALORES DE ERRO DO MODELO LINEAR DE MISTURA ESPECTRAL EM IMAGENS ETM+/LANDSAT 7 A PARTIR DE REAMOSTRAGENS PELO VIZINHO MAIS PRÓXIMO E CONVOLUÇÃO CÚBICA: Evaluation of the error values of the spectral mixture linear model in ETM+/Landsat 7 images from research by the nearest neighborhood and cubic convolution

This work compared the influence of two resamplings on orbital images using the linear spectral mixture model. The ETM+/Landsat 7 scene, originally available by the method of the nearest neighborhood, had it resampling changed to cubic convolution, prompting whether this change, in the face of changing values ​​of digital numbers, would influence the classification of images. 30 random samples and 30 manual samples were extracted from the transition areas of the fractions in the error images (B3, B4 and B5) of each resulting model, and the paired Student's t test for means was applied. The statistical results proved that there is not enough evidence, at a significance level of 5%, that the average of the error values ​​of the images generated by the two resampling methods in the linear spectral mixture model are different, indicating that the application of the model and the analysis of its fractions in future classifications will not be influenced using this methodology. Furthermore, the supervised classification of images and fractions, for both resamplings, found that through the confusion matrix, with an average of  99% of global accuracy, the classifications are practically identical, legitimizing that the application of different resamplings, through this methodology, did not influence the final cartography.Este trabajo comparó la influencia de dos resamples en imágenes orbitales usando el modelo de mezcla espectral lineal. La escena ETM + / Landsat 7, originalmente disponible por el método del vecino más cercano, cambió su remuestreo a convolución cúbica, lo que provocó si este cambio, frente a los valores cambiantes de los números digitales, influiría en la clasificación de las imágenes. Se extrajeron 30 muestras aleatorias y 30 muestras manuales de las áreas de transición de las fracciones en las imágenes de error (B3, B4 y B5) de cada modelo resultante, y se aplicó la prueba t de Student emparejada para medias. Los resultados estadísticos demostraron que no hay evidencia suficiente, con un nivel de significancia del 5%, de que el promedio de los valores de error de las imágenes generadas por los dos métodos de remuestreo en el modelo de mezcla espectral lineal son diferentes, lo que indica que la aplicación de El modelo y el análisis de sus fracciones para futuras clasificaciones no se verán influenciados con esta metodología. Además, la clasificación supervisada de imágenes y fracciones, para ambos remuestreos, encontró que a través de la matriz de confusión, con un promedio del 99% de precisión global, las clasificaciones son prácticamente idénticas, legitimando que la aplicación de diferentes muestreos, a través de este metodología, no influyó en la cartografía final.Este trabalho comparou a influência de duas reamostragens em imagens orbitais usando o modelo linear de mistura espectral. A cena ETM+/Landsat 7, originalmente, disponibilizada pelo método do vizinho mais próximo, teve sua reamostragem alterada para convolução cúbica, incitando se essa alteração, em face da mudança dos valores de números digitais, influenciaria na classificação das imagens. Foram extraídas 30 amostras aleatórias e 30 amostras manuais das áreas de transição das frações nas imagens erro (B3, B4 e B5) de cada modelo resultante, e aplicou-se o teste t de Student pareado para médias. Os resultados estatísticos comprovaram, que não existem evidências suficientes, a um nível de significância de 5%, de que a média dos valores de erro das imagens geradas pelos dois métodos de reamostragem no modelo linear de mistura espectral são diferentes, indicando que a aplicação do modelo e da análise de suas frações para futuras classificações não serão influenciadas utilizando-se desta metodologia. Ademais, a classificação supervisionada das imagens e das frações, para ambas reamostragens, constataram que por meio da matriz de confusão, com média de 99% de exatidão global, as classificações são praticamente idênticas, legitimando que a aplicação de diferentes reamostragens, por meio desta metodologia, não influenciaram na cartografia final

Estudo teórico experimental de sistemas de aquecimento de água usando coletores solares para uso residencial / Theoretical and experimental study of water heating systems using solar collectors for residential use

O aquecimento solar de água representa uma tecnologia ambiental que utiliza uma energia limpa, abundante, permanente, renovável, e não poluente. Este estudo, testou dois sistemas de aquecimento de água unifamiliares e um sistema híbrido solar/gás multifamiliar. O primeiro sistema utilizou 2 ou 3 coletores solares planos e 1 reservatório térmico de 200 litros, e o segundo sistema utilizou 1 ou 2 coletores solares tubulares evacuados e 1 reservatório térmico de 300 litros. Os resultados mostraram que os coletores evacuados ocupam uma área menor de captação de energia solar com custo superior e devido ajuste na inclinação dos coletores para obter um maior desempenho. No sistema híbrido foi realizada uma análise técnica comparando duas configurações: com recirculação (2012-2013) e sem recirculação (2018-2019). Os resultados mostraram que o desempenho do sistema atual diminuiu, provocando um maior consumo de água quente nos apartamentos com maior consumo de gás, mas com menor custo devido o gás natural ser mais barato que o gás liquefeito do petróleo. Concluiu-se que é muito importante avaliar o desempenho dos sistemas periodicamente, para evitar perdas de energia com consequências econômicas e ambientais. A tecnologia solar é viável desde que seja utilizada com responsabilidade e conhecimento técnico garantindo a sustentabilidade

Soluções híbridas na determinação da espessura da camada limite hidrodinâmica e térmica de maneira acoplada

Neste artigo é resolvido um problema conjugado condução-convecção externa, no escoamento laminar incompressível de um fluido newtoniano sobre uma placa plana, em regime permanente, com objetivo de mostrar o perfil de velocidade, temperatura e as camadas limites hidrodinâmica e térmica. As equações de momento e energia são transformadas usando mudança de variável para determinar as espessuras das camadas limites. Para resolver o problema acoplado foi necessário utilizar, no campo hidrodinâmico, a solução analítica exata da espessura da camada limite hidrodinâmica, enquanto no campo térmico foi utilizada a relação entre o número de Prandtl e a espessura da camada limite hidrodinâmica. As equações diferenciais parciais da quantidade de movimento e da energia são transformadas em equações diferenciais ordinárias através da técnica da transformada integral generalizada, que apresenta uma solução híbrida analítica-numérica, tornando possível determinar a espessura da camada limite hidrodinâmica sem utilizar o método de similaridade (solução de Blasius), o que mostra um tratamento inédito na resolução deste problema. A evolução da posição da camada limite hidrodinâmica foi calculada e comparada com soluções aproximadas, obtendo-se excelentes resultados. No campo térmico, variando os parâmetros adimensionais Prandtl e Reynolds, observou-se um comportamento inversamente proporcional a espessura da camada limite, conforme previsto na literatura.

Soluções híbridas na determinação da espessura da camada limite hidrodinâmica e térmica de maneira acoplada

Neste artigo é resolvido um problema conjugado condução-convecção externa, no escoamento laminar incompressível de um fluido newtoniano sobre uma placa plana, em regime permanente, com objetivo de mostrar o perfil de velocidade, temperatura e as camadas limites hidrodinâmica e térmica. As equações de momento e energia são transformadas usando mudança de variável para determinar as espessuras das camadas limites. Para resolver o problema acoplado foi necessário utilizar, no campo hidrodinâmico, a solução analítica exata da espessura da camada limite hidrodinâmica, enquanto no campo térmico foi utilizada a relação entre o número de Prandtl e a espessura da camada limite hidrodinâmica. As equações diferenciais parciais da quantidade de movimento e da energia são transformadas em equações diferenciais ordinárias através da técnica da transformada integral generalizada, que apresenta uma solução híbrida analítica-numérica, tornando possível determinar a espessura da camada limite hidrodinâmica sem utilizar o método de similaridade (solução de Blasius), o que mostra um tratamento inédito na resolução deste problema. A evolução da posição da camada limite hidrodinâmica foi calculada e comparada com soluções aproximadas, obtendo-se excelentes resultados. No campo térmico, variando os parâmetros adimensionais Prandtl e Reynolds, observou-se um comportamento inversamente proporcional a espessura da camada limite, conforme previsto na literatura. </p

Wildfires as a major challenge for natural regeneration in Atlantic Forest

The natural regeneration management is a good strategy of ecological restoration of the Atlantic Forest, one of the most devastated biomes on the planet. However, the frequent occurrence of wildfires is one of the challenges to the success of this method. The objective of this study was to evaluate the effects of wildfires on forest dynamics in Atlantic Forest. The studied area was explored during the coffee cycle when plantations replaced primary forests. We used remote sensing data to analyze the forest dynamics over a period of 50 years (1966–2016). We used the INPE burn database to find the occurrence of hot spots from 1998 to 2016. During this period, we selected the years most affected by the fires for the identification of fire scars using the Normalized Burn Ratio spectral index. From this set of information, we used the methodology of weights of evidence to relate forest dynamics and wildfire events with biophysical and anthropic variables. The results showed that in 1966 the forest area accounted for 8.01% of the land cover, and in 2016 this number rose to 18.55% due to the spontaneous natural regeneration process. The regenerating areas were mainly related to the proximity of the remaining fragments and the portions of the landscape receiving the least amount of global solar radiation. The proximity to urban areas, roads and highways, damaged regeneration and favored both deforestation and wildfire events. Fire scars preferentially occur where there is greater sun exposure. It is possible to observe a negative correlation between the natural regeneration process and the fire scars. We concluded that fire severity is one of the factors that shape the landscape of the region while slowing the regeneration process in preferential areas. © 2018 Elsevier B.V