An integral equation formulation for 2D steady-state advection-diffusion-reaction problems with variable coefficients

Este trabalho apresenta uma formulação de equação integral de contorno e domínio para problemas de advecção-difusão-reação com coeficientes variáveis e termo fonte. A formulação usa uma versão da solução fundamental que evita overflow numérico dos termos exponenciais e underflow dos termos em função de Bessel, para qualquer número de Péclet e qualquer tamanho de domínio. Os coeficientes usados na solução fundamental são os coeficientes locais da equação diferencial, afim de minimizar a contribuição do domínio no problema. A formulação é aplicada sem modificações para problemas puramente difusivos ou de difusão-reação. A equação integral é discretizada usando o método dos elementos de contorno, com elementos de contorno contínuos e células de domínio descontínuas. O método é validado com cinco problemas de benchmark que possuem soluções analíticas, apresentando um erro NRMSD abaixo de 1% para malhas com 1348 graus de liberdade, em todos os casos. A metodologia é usada para o estudo de dois problemas práticos. O primeiro é o problema de Graetz-Nusselt adimensional para Pe = f0; 1; 5; 10g. O segundo é um problema de pluma de dispersão de poluentes para uma fonte pontual em escoamentos de camada limite atmosférica neutramente estratificada.This work presents a boundary-domain integral equation formulation for advection-diffusionreaction problems with variable coefficients and source term. The formulation uses a version of the fundamental solution that avoids numerical overflow of the exponential term and underflow of the Bessel term, for any Péclet number and domain size. Furthermore, the coefficients used in the fundamental solution are the local coefficients of the differential equation, in order to minimize the domain contribution for the problem. The formulation is applied as-is for purely diffusive or diffusion-reaction problems. The integral equation is discretized using the boundary element method with continuous boundary elements and discontinuous domain cells. The scheme is validated against five benchmark problems with analytical solutions, presenting a NRMSD error under 1% for meshes with 1348 degrees of freedom, in all cases. The methodology is used to study two practical problems. The first is the dimensionless Graetz-Nusselt problem for Pe = f0; 1; 5; 10g. The second is the pollutant dispersion plume for a point source in neutrally stratified atmospheric boundary layer flows

Search for the presence and intensity of turbulence-radiation interactions in an non reactive internal flow

Este trabalho busca identificar a presença de interações entre radiação e turbulência (TRI) em um problema de escoamento interno não reativo. Foi analisada uma mistura de gases formada por nitrogêneo, dióxido de carbono e água, à proporções fixas, que entra à 1200K em um duto retangular cujas paredes são mantidas à 400K. Foram feitas análises utilizando-se os modelos RANS (k − ! SST) e LES (Smagorinsky dinâmico) para a turbulência e modelando o escoamento como radiativa ou puramente convectivo. O modelo espectral utilizado para a resolução da RTE foi o de gás cinza, e a discretização angular foi feita através do método das ordenadas discretas. Os resultados obtidos do ponto de vista do TRI foram inconclusivos pois os modelos convectivos apresentaram uma diferença muito grande entre os mesmos, o que sugere a necessidade de calibração ou validação dos modelos de turbulência. Contudo, podemos observar que, com quaisquer dos dois modelos, que a troca térmica no caso estudado é dominada pela radiação térmica.The present work aims at identifying the presence of turbulence-radiation interactions (TRI) in an internal non reactive flow scenario. A mixture of nitrogen, carbon dioxide and water, with fixed proportions and with a temperature of 1200K flows through a rectangular duct, whose walls are kept at 400K and exchange heat with the mixture. The models studied comprised two different turbulence models, one RANS (k − ! SST) and the other LES (dynamic Smagorinsky), both with and without radiative model. The spectral model used was that of the gray gas. The obtained results concerning TRI were inconclusive, since the relative difference between the purely convective flow was considered too significant. That suggests the need for calibration and validation of the turbulence models. However, for each of the turbulence models it could be observed that the dominant heat exchange method was thermal radiation, making a radiative model indispensable for the calculations presented her

Inclusion of Soybean Hulls (<i>Glycine max</i>) and Pupunha Peach Palm (<i>Bactris gasipaes</i>) Nanofibers in the Diet of Growing Rabbits: Effects on Zootechnical Performance and Intestinal Health

This study evaluated the inclusion of nanofibers from soybean hulls and pupunha peach palm heart sheaths in the diet of growing rabbits. Twenty-four New Zealand White rabbits (male and female) were allocated in three experimental groups: control, fed a basal diet; Nanosoy, fed a diet containing 7% soybean-hull nanofibers; and Nanopupunha, fed a diet containing 7% pupunha palm heart-sheath nanofibers. The Nanosoy-group rabbits showed poorer final weight, daily feed intake, and daily weight gain than those in other groups. In the duodenum, villus height, total mucosal thickness, and villus width were higher in rabbits that received nanofiber-supplemented diets than in the controls. Higher villus density and wall thickness were observed in Nanopupunha-fed rabbits than in the controls. In the jejunum, although the crypt depth was higher in Nanosoy-fed rabbits, the villus height:crypt depth ratio was higher in the Nanopupunha-fed group. Nanosoy-fed animals exhibited increased count Enterobacteriaceae populations. Rabbits in both nanofiber-fed groups exhibited higher lactic-acid bacterial counts than those in the control-diet group. Therefore, although the inclusion of 7% Nanopupunha in the diet of rabbits did not alter the performance, it improved intestinal health and increased the lactic-acid bacterial count in the cecum of growing rabbits

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