Mecânica dos Fluidos
Reviews of Modern Physics publica trabalho de pesquisador do CeMEAI
Estudo trata das formas de comunicação entre sistemas presentes na natureza
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O corpo humano é um sistema complexo, formado por sistemas menores que trabalham em sintonia para que o todo funcione da melhor forma possível e que a sobrevivência do indivíduo seja garantida. Mas o que torna possível essa sintonia? Como pequenos sistemas se organizam e, de certa forma, conversam entre si em prol de um sistema maior?
Esse é o tema de um artigo publicado pelo professor Tiago Pereira, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos e pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI).
Junto a outros três pesquisadores, Pereira investigou as condições dessas conversas entre os sistemas – a chamada “função de acoplamento” – e conseguiu entendê-las analisando os dados dos sistemas. “A função de acoplamento aparece em várias áreas, como engenharia, química, ciências sociais etc. Por exemplo: temos áreas no cérebro que conversam entre si e, descobrindo como se dá essa conversa, é possível aumentar o nível de atenção do indivíduo, prever efeitos de anestesia e por aí vai”, explica o professor.
Baseados em dados, os autores desenvolveram um método para entender as regras dessas interações. Além disso, criaram uma teoria que prevê como essas regras podem ajudar os sistemas a trabalharem de forma coletiva, mais altruísta, ou de forma independente. “O estudo é importante porque, uma vez que entendemos essas regras, podemos desenvolver diagnósticos e tratamentos inovadores”, comemora o professor.
Reviews of Modern Physics é referência internacional e considerada a revista de maior prestigio em física e áreas afins. “Os pesquisadores que publicam na RMP desenvolveram trabalhos importantes por um longo período e são reconhecidos internacionalmente por suas contribuições. A publicação do nosso artigo é importante porque coloca o ICMC e o CeMEAI no mapa de locais importantes de desenvolvimento de estudos na área”, finaliza Pereira.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.
Leonardo Zacarin - Comunicação CeMEAI
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Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609
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Pesquisa desenvolvida no IAE investiga as ondas de choque
Fenômeno aparece em objetos que voam a uma velocidade maior que a do som
No Instituto de Aeronáutica e Espaço, em São José dos Campos, pesquisadores do CEPID - CeMEAI investigam o fenômeno das ondas de choque, que pode danificar a estrutura de aeronaves. Entenda: https://goo.gl/kt2C5Y
Publicado por CEPID - CeMEAI em Terça, 11 de abril de 2017
No Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), uma das unidades do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial, o DCTA, em São José dos Campos, pesquisadores estudam um fenômeno que causava muitos acidentes aéreos antes da segunda guerra mundial: as ondas de choque.
“Uma onda de choque é um fenômeno que ocorre sempre que um objeto voa acima da velocidade do som”, explica Edson Basso, pesquisador do IAE.
O pesquisador conta que, até os anos 40, o as ondas de choque ainda não eram conhecidas. “O marco do início desses estudos é a segunda guerra mundial. Vários aviões se envolveram em desastres aéreos porque o fenômeno era desconhecido”, pontua.
Os estudos relacionados às ondas de choque são computacionais. “Meu trabalho aqui na Divisão de Aerodinâmica (ALA) é tentar reproduzir, no computador, o fenômeno como vemos na natureza. Isso é possível através do processo de modelagem do escoamento, ou seja, da reprodução das forças que agem sobre a estrutura das aeronaves. Nós fazemos a modelagem e o computador dá uma resposta para as equações, que têm relação com o fenômeno real que observamos”, conta Basso.
Maria Luísa Reis, que também é pesquisadora do Instituto, explica a importância dos estudos na área. “Durante os ensaios, pode ocorrer o surgimento das ondas de choque, e essas ondas podem provocar distúrbios no voo real do veículo e também pode danificar sua estrutura”, esclarece. Ou seja: os estudos possibilitam que as ondas de choque que apareçam na simulação computacional e nos experimentos em túneis de vento sejam evitadas nas aeronaves reais.
Atualmente, com o fenômeno já estudado, Basso salienta que as pesquisas desenvolvidas no IAE se concentram no efeito das ondas de choque em foguetes. “Hoje em dia, as ondas de choque não causam mais acidentes em aviões, mas a pesquisa é muito importante ainda na parte de foguetes. Não é exatamente o aparecimento da onda que interessa, mas o comportamento dela na estrutura. A onda passeia, vai para frente e para trás, e isso pode induzir vibrações capazes de ocasionar a queda dos foguetes. Por isso, a pesquisa é importante”, finaliza.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
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Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.
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CeMEAI e Petrobras firmam convênio
Parceria resultará novas tecnologias nos reservatórios do pré-sal
Um convênio recém firmado entre o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CEPID-CeMEAI) e a Petrobras irá resultar no desenvolvimento de novos métodos computacionais para a simulação da produção de petróleo nos campos do pré-sal brasileiro.
Segundo o coordenador do projeto, Fabrício Simeoni de Sousa, os campos do pré-sal brasileiro são bastante profundos. As reservas de petróleo descobertas na região do litoral de Santa Catarina ao litoral do Espírito Santo, por exemplo, podem estar em camadas de 5 a 7 mil metros de profundidade abaixo do nível do mar, com aproximadamente 700-800 quilômetros de extensão por 150-200 quilômetros de largura, podendo alcançar mais de 1 km de espessura.
Fabrício também explica que neste tipo de reservatório, óleo, água e gás estão presos nos poros (espaço vazio) da rocha o que dificulta a extração. Para que sejam extraídos, é necessário “despressurizar” o sistema reservatório e esperar que os fluidos sejam deslocados até os poços produtores, ou, como segunda opção, utiliza-se muitas vezes injeção de água para pressurizar e deslocar o óleo num sistema “pistão”, e por último, injeta-se compostos químicos ou mesmo polímeros para aumentar a mobilidade dos fluidos dentro do sistema poroso e facilitar sua extração nos poços. Ao primeiro procedimento dá-se o nome de recuperação primária ou natural; ao segundo, recuperação secundária ou improvisada e ao último, recuperação terciária ou melhorada. Independentemente do mecanismo de recuperação, a resposta dinâmica do sistema reservatório sobre os vários componentes envolvidos (água, óleo e gás) ante a variação de pressão é chamada de escoamento multifásico.
“Assim, a simulação computacional de escoamentos multifásicos em reservatórios irá permitir aos engenheiros e geocientistas definirem as melhores estratégias para otimizar em espaço e tempo a alocação de poços, as vazões de produção e injeção e o dimensionamento do sistema submarino e de plataformas ao longo do tempo de vida do campo”, explicou.
O problema – A simulação computacional eficiente – rápida e precisa – do escoamento multifásico nos reservatórios do pré-sal apresenta novos desafios, ligados aos problemas computacionais de grande porte, que não são resolvidos adequadamente por simuladores comerciais disponíveis no mercado. Estes simuladores, que foram desenvolvidos com o objetivo de realizar simulações numéricas de modelos 3D de reservatórios consideravelmente menores que os encontrados no pré-sal, são muito lentos quando utilizados em modelos de reservatório do pré-sal. As dimensões destes reservatórios levam a modelos computacionais muito maiores, escalonando a quantidade de incógnitas a serem resolvidas, de centenas de milhares para bilhões. Problemas dessa ordem de magnitude só podem ser resolvidos em paralelo em equipamentos de computação de alto desempenho, como o cluster Euler, adquirido via FAPESP recentemente pelo CEPID-CeMEAI. “Os novos simuladores devem fazer uso de métodos numéricos inovadores, capazes de tirar proveito de arquiteturas computacionais de última geração, permitindo a simulação eficiente de problemas de recuperação de petróleo de grande porte”.
Desafios – Um dos desafios da pesquisa é avançar com a fronteira do conhecimento científico em métodos numéricos especializados para lidar com fenômenos que envolvem diferentes escalas de grandeza como acontece no problema da simulação de reservatórios de petróleo. “Para se ter uma ideia da diferença destas escalas, enquanto os reservatórios de petróleo do pré-sal possuem centenas de quilômetros de extensão, os poros de rochas onde o petróleo é normalmente encontrado, possuem diâmetros que podem chegar a poucos micrômetros (milésimos de milímetro). Essa diferença brutal de escalas de comprimento leva a uma série de desafios na modelagem matemática e computacional do problema, que devem ser atacados durante o desenvolvimento deste projeto”, explica o pesquisador.
Resultados – As negociações começaram em 2014 e o projeto foi iniciado em dezembro de 2016. O convênio estipula prazo de quatro anos para que os resultados sejam apresentados. Há participação dos pesquisadores do ICMC/USP Roberto F. Ausas e Gustavo C. Buscaglia, e colaboração de Eduardo Abreu, do IMECC/UNICAMP, além de uma colaboração internacional com o prof. Felipe Pereira, da University of Texas at Dallas – especialista em métodos numéricos multiescala para escoamentos em meios porosos. “Temos uma equipe de pesquisadores altamente qualificados e já possuímos alunos alocados ao projeto. A expectativa é de uma boa interação com a equipe técnica da Petrobras hoje atuando no Centro de Pesquisa da Petrobras (CENPES). Esta será uma excelente oportunidade de interação com problemas industriais atuais e relevantes para o desenvolvimento do país. Acredito que essa realização só vem trazer benefícios para o CeMEAI e ICMC/USP, e os resultados são muito promissores para o aprimoramento das técnicas de produção praticadas atualmente pela Petrobras”, concluiu.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
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Sobre a Petrobras
Empresa de capital aberto, cujo acionista majoritário é o Governo do Brasil, sendo, portanto, uma empresa estatal de economia mista. Com sede no Rio de Janeiro, opera em cerca de 25 países, no segmento de energia, prioritariamente nas áreas de exploração, produção, refino, comercialização e transporte de petróleo, gás natural e seus derivados.
Instituída em 3 de outubro de 1953, deixou de monopolizar a indústria petroleira no Brasil em 1997, mas continua a ser uma importante produtora do produto, com uma produção diária de mais de 2 milhões de barris (320 mil metros cúbicos). A Petrobras é líder mundial no desenvolvimento de tecnologia avançada para a exploração petrolífera em águas profundas e ultraprofundas.
Raquel Vieira- Comunicação CeMEAI
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IAE conta com o maior túnel de vento da América Latina
Equipamento é utilizado por pesquisadores do CeMEAI para diversas simulações
O maior túnel de vento da América Latina fica no Instituto de Aeronáutica e Espaço, em São José dos Campos, e é usado por pesquisadores do CEPID - CeMEAI para diversos tipos de simulações da ação do vento sobre veículos, construções e qualquer corpo que sofra a ação do vento. Entenda: http://goo.gl/orGz7q
Publicado por CEPID - CeMEAI em Terça, 13 de setembro de 2016
Quando um veículo está em movimento, seja ele um carro, um navio, um avião ou até um VANT, ele é submetido à ação do vento. Prédios, casas ou qualquer outra construção também recebem essa força e precisam ser capazes de suportá-la para que não haja danos na estrutura.
Imagine que um modelo de avião terá uma pequena mudança em sua aerodinâmica, mas a melhor configuração dessa mudança ainda não é conhecida. É necessário realizar alguns testes, mas é inviável construir um avião diferente para cada uma das tentativas – além de muito caro, é extremamente perigoso. Então, como é possível testar as mudanças – ou até novos modelos – sem colocar a aeronave no ar?
No Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), em São José dos Campos, pesquisadores do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) contam com três túneis de vento, equipamentos que servem exatamente para simular o deslocamento do ar, chamado de escoamento, em estruturas. “Você tem um escoamento e quer medir os efeitos dele em corpos que estão imersos nesse escoamento. O que todo mundo faz? Cria um modelo matemático. Atualmente, com técnicas modernas de mecânica dos fluidos computacional (CFD), é possível que se obtenha modelos matemáticos muito representativos dos escoamentos de interesse. Entretanto, as entidades certificadoras aeronáuticas ainda requerem que exista alguma validação experimental dos resultados computacionais. Por isso, eu preciso do túnel de vento para ver onde eu estou errando ou acertando, no modelo matemático, e para satisfazer os requisitos das entidades certificadoras”, explica João Luiz Azevedo, chefe da Divisão de Aerodinâmica do IAE e pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI).
Um dos três túneis, chamado de TA2, é o maior túnel de vento da América Latina. Nele, são realizados ensaios de modelos de diversos veículos, construções e, dependendo do tamanho da estrutura a ser simulada – um VANT de pequeno porte, por exemplo – é possível colocar a estrutura original em si, sem a necessidade de criar um modelo em escala. “Tipicamente, as universidades têm túneis de vento acadêmicos, mas com uma facilidade de ensaio industrial só existe o nosso. O próprio DCTA, a Embraer, empresas automobilísticas e uma série de outras empresas da região fazem ensaios aqui. O TA2 é uma facilidade única no país e na América Latina”, comenta Azevedo.
Para medir as forças aplicadas sobre o modelo de aeronave a ser testado no túnel, os pesquisadores utilizam uma balança aerodinâmica. Para que os resultados obtidos nos ensaios sejam confiáveis, é necessário que a balança esteja bem calibrada para mostrar com precisão os efeitos dos componentes que influenciam o voo. “Você precisa saber com exatidão qual é o efeito dessas forças aerodinâmicas. Isso é fundamental para que, depois, você saiba o que acontece com a aeronave em escala real”, salienta Maria Luisa Reis, chefe da Subdivisão de Ensaios da Divisão de Aerodinâmica do IAE.
Segundo Maria Luisa, os resultados dos ensaios realizados no IAE seguem uma padronização internacional, recomendada pelos países da Convenção do Metro. “Os países lá de fora fazem tudo o que a gente faz aqui. Isso é importante porque os ensaios realizados aqui têm validade no exterior também, e isso quebra barreiras para a exportação dos nossos produtos”, conclui a pesquisadora.
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O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
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Pesquisadores da USP estudam o atrito entre as peças nos motores dos carros
Trabalho conta com parceiros do Brasil e do exterior
Melhorar o desempenho de um carro não depende só do motorista. Um estudo desenvolvido no Icmc Usp por pesquisadores do CEPID - CeMEAI busca diminuir o atrito entre as partes do motor para que as peças se desgastem o mínimo possível e, consequentemente, necessitem de menos manutenção. Entenda:
Publicado por CEPID - CeMEAI em Terça, 21 de junho de 2016
Melhorar o desempenho de um carro não depende só do motorista. Pisar menos no acelerador e trocar de marcha nos momentos ideais são atitudes que podem te ajudar a gastar menos combustível e forçar menos o motor, mas você não está sozinho na tentativa de economizar. Um estudo desenvolvido na USP em São Carlos busca diminuir o atrito entre as partes do motor para que as peças se desgastem o mínimo possível e, consequentemente, necessitem de menos manutenção – o que também ajuda a economizar combustível.
A ideia da pesquisa é simples: esculpir pequenos desenhos, chamados de microtexturas, nas partes lubrificadas do motor, que são as áreas por onde o óleo lubrificante passa. Cada desenho diferente resulta em um comportamento diferente do óleo, e, quanto melhor lubrificadas as peças ficam, menor é o atrito entre elas.
“Menos atrito significa menos desgaste nas partes do motor, e isso quer dizer que você vai gastar menos em trocar partes do motor e também significa menos consumo de combustível”, explica Hugo Checo, pós-doutorando do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC-USP).
O trabalho dos pesquisadores se apoia nos experimentos realizados no Laboratório de Dinâmica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP). Diversas peças com microtexturas diferentes são testadas em um experimento que simula com bastante fidelidade o que acontece dentro de um motor. “Todas as partes do motor que são do tipo mancal hidrodinâmico são muito semelhantes, na forma como elas funcionam, ao experimento que são feitos aqui no Laboratório de Dinâmica. As superfícies são testadas e os dados são salvos. Com esses dados, nós fazemos a simulação numérica, ou seja, no computador, para ver a eficiência de cada uma das microtexturas”, conta Hugo.
O coordenador dos trabalhos de simulação é o professor Gustavo Buscaglia, do ICMC e pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI). Buscaglia trabalha nessa área há quase 20 anos e desenvolve a pesquisa em parceria com empresas do Brasil e do exterior. “Atualmente, nossas parcerias passam sobretudo pela França. Temos parceiros em universidades francesas – em particular, o INSA [Instituto Nacional de Ciências Aplicadas] de Lyon, com quem trabalhamos desde 1997. Eles têm muito contato com a parte de desenvolvimento de motores da Renault e nos propõem problemas e fazem aplicações dos nossos códigos. No Brasil, temos contato com a Mahle. Com eles, também surgiu uma interação bastante frutífera”, comemora.
Buscaglia ainda conta que, na década passada, as pesquisas na área se concentravam em criar as texturas e esculpi-las nas peças. Porém, o foco dos estudos vem mudando nos últimos anos. “Atualmente, as superfícies que nós estudamos já estão sendo utilizadas ou já estão sendo incorporadas ao mercado. Nosso trabalho, agora, aponta um pouco mais a desenvolver os métodos para escolher onde utilizar cada uma das superfícies, em qual contato aplicá-las”, finaliza.
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Tese sobre segmentação e edição de imagens é premiada pela SBMAC
Estudo foi desenvolvido por pesquisadores do CeMEAI
A tese de doutorado desenvolvida pelo pesquisador Wallace Casaca, sob orientação do professor Luis Gustavo Nonato, associado ao CeMEAI, que criou uma ferramenta computacional possibilitando segmentar e editar uma imagem a partir da pré-seleção de alguns elementos existentes nela, é novamente premiada.
Intitulada “Graph Laplacian for Spectral Clustering and Seeded Image Segmentation”, a tese foi selecionada em 1º lugar pelo Comitê do Prêmio de Doutorado do Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional- CNMAC 2016- para receber o Prêmio Sociedade Brasileira de Matemática Aplicada e Computacional- SBMAC- de Doutorado “Odelar Leite Linhares”.
A premiação acontecerá em Gramado, RS, no mês de setembro e Wallace também foi convidado a participar de Conferência Plenária durante o Congresso. “Essa premiação, assim o CNMAC, é promovida a cada dois anos pela SBMAC, a qual conta com um ganhador por edição. É realmente muito gratificante ter sido outorgado com essa distinção, pois trata-se de um prêmio de reconhecimento na maior conferência na área de Matemática Aplicada e Computacional do país”, comentou Casaca.
A pesquisa de Casaca, cujos recortes de imagens são feitos com alta precisão e com ajuste nas bordas, já havia sido premiada com o primeiro lugar no 1º Concurso Latino-Americano de Teses de Doutorado, evento associado à XLI Conferência Latino-Americana de Informática (CLEI 2015). Além disso, o trabalho também foi premiado pelo comitê de Ciências de Computação com uma menção honrosa no Prêmio Capes de Teses 2015.
Os artigos e a tese de Casaca podem ser acessados aqui.
Uma ilustração da ferramenta computacional criada por Casaca pode ser acessada aqui: http://icmc.usp.br/e/cd848.
Entenda como funciona o programa desenvolvido durante a pesquisa:
Um software desenvolvido por pesquisadores do CEPID - CeMEAI consegue editar e reconstruir imagens com mais velocidade e precisão. Conheça o programa:
Publicado por CEPID - CeMEAI em Sexta, 2 de outubro de 2015
Sobre o CeMEAI
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Sobre a SBMAC
A Sociedade de Matemática Aplicada e Computacional - SBMAC foi criada em 1º de novembro de 1978 e tem como objetivos : Desenvolver as aplicações da Matemática nas áreas científicas, tecnológicas e industriais; Incentivar o desenvolvimento e implementação de métodos e técnicas matemáticas eficazes a serem aplicadas para o benefício da Ciência e Tecnologia; Incentivar a formação de recursos humanos em Matemática com ênfase ao conteúdo e à utilização eficiente dos recursos computacionais disponíveis; Promover o intercâmbio de ideias e informações entre as áreas de aplicações matemáticas.
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Pesquisa aponta como a matemática pode controlar uma epidemia
Segundo estudo, isolar pacientes com gripe H1N1 poderia acabar com a doença
Um estudo coordenado pelo professor do Icmc Usp Tiago Pereira, pesquisador do CEPID - CeMEAI, usa a matemática para controlar epidemias como a H1N1, que, neste ano, matou 10% das pessoas infectadas no Brasil. Entenda como a pesquisa funciona: http://goo.gl/zaxO7r
Publicado por CEPID - CeMEAI em Quarta, 4 de maio de 2016
Dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) apontam que as epidemias matam 15 milhões de pessoas por ano no mundo. E nos últimos 60 anos, 300 novas epidemias foram registradas. Essa é uma das áreas de estudo em andamento do professor do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP), Tiago Pereira, que é também pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CEPID-CeMEAI). Ele é coorientador de doutorado do matemático alemão Stefan Ruschel, da Universidade de Humboldt, em Berlim. Stefan atua na área de sistemas dinâmicos com atraso temporal e sua tese trata das possíveis formas de controle de uma epidemia, desde que causada por doenças contagiosas.
Utilizando-se de bases de dados da própria OMS sobre a gripe A-H1N1, os pesquisadores estudam como extinguir a doença, que, só neste ano, vitimou 10% da população infectada no Brasil. A população é dividida em três grupos: saudáveis, doentes e isolados. A partir de modelos matemáticos, são calculados os tempos ideais para identificação da doença até o isolamento. E o tempo de isolamento para a recuperação. É esse resultado da equação que irá definir as chances de controle, no modelo estudado (ver imagem).
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Segundo a pesquisa, se a soma entre o tempo de identificação e o tempo de isolamento der menos de nove dias, a doença pode ser controlada
O pesquisador Tiago Pereira complementou. “Os cálculos demonstram que, se você perde a data dos nove dias, passa a ser decisiva a análise dos dados do tempo ideal de isolamento. Se você isolar então a pessoa por um tempo ideal, a doença é extinta, se você isolar a pessoa além do tempo ideal, a doença vai reaparecer.”Pelos cálculos de Stefan, seria necessário isolar todos os doentes em até nove dias, após a infecção, para que a doença fosse extinta. “Sem isolamento não se controla a epidemia e o tempo de identificação é essencial para o controle”.
O tempo de identificação de nove dias leva em conta que todo indivíduo infectado é isolado. No entanto, os cálculos mostram ainda que, se metade dos infectados for isolada, o tempo de identificação cairia para dois dias e meio.
“A pesquisa mostra o delicado balanço entre a identificação dos indivíduos infectados e o sucesso do controle. A partir desses números, seria possível promover políticas públicas para gerar a infraestrutura necessária e o treinamento de profissionais. Por isso, entender os tempos corretos de diagnóstico e isolamento é fundamental para a saúde da população”, conclui.
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Pesquisadores do DCTA estudam superfícies hipersustentadoras de aeronaves
Estudos de flaps e slats são desenvolvidos no Instituto de Aeronáutica e Espaço
As superfícies hipersustentadoras são dispositivos especiais ativados na hora do pouso e da decolagem dos aviões. Em São José dos Campos, pesquisadores do DCTA - Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial e do CEPID - CeMEAI estudam essas superfícies, que ajudam a estabilizar as aeronaves. Entenda: http://goo.gl/pvsvKc
Publicado por CEPID - CeMEAI em Quinta, 10 de março de 2016
A aerodinâmica dos aviões é especialmente adaptada para que a aeronave não seja prejudicada pela resistência do ar e pelas outras forças que influenciam no voo. Na decolagem e no pouso – momentos de baixa velocidade do avião – mecanismos especiais são ativados para ajudar a estabilizar a aeronave: as superfícies hipersustentadoras.
“As superfícies hipersustentadoras são colocadas nas asas do avião de modo a aumentar a sustentação que as asas dão. Elas são utilizadas principalmente em pousos e decolagens e existem basicamente dois tipos: os flaps e os slats”, comenta Ricardo Galdino, pesquisador do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), sediado no Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) em São José dos Campos.
Galdino trabalha na Divisão de Aerodinâmica (ALA) do IAE ao lado de João Luiz Azevedo, pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI). Azevedo explica como os flaps e os slats funcionam: “Alguns dispositivos de sustentação são estendidos para a frente da asa – os slats – e alguns são estendidos para a parte de trás da asa – os flaps. Estendendo as superfícies hipersustentadoras, é possível aumentar a área e o arqueamento da asa. Assim, você aumenta o coeficiente de sustentação da asa”, esclarece.
O estudo desenvolvido no IAE é computacional. Os pesquisadores analisam quais mudanças podem ser feitas nos flaps e nos slats e simulam, no computador, o comportamento dos aviões com essas alterações nas asas. “A pesquisa é importante porque prevê quanto o escoamento – as consequências das forças que agem sobre a aeronave – vai prejudicar o voo. Se a simulação indicar que o escoamento vai separar uma parcela substantiva da asa da aeronave, é possível que hajam consequências muito sérias sobre a capacidade de voar naquelas condições. Se você tentar operar a aeronave naquelas condições, ela vai cair”, conta Azevedo.
A pesquisa analisa as superfícies hipersustentadoras porque, quando mais eficientes elas forem, mais o avião é beneficiado. "Quando você vem para pouso, você vem numa velocidade menor e tende a economizar freio e comprimento de pista, ou seja, você precisa de um comprimento menor para parar o avião. Na decolagem, você precisaria de um ângulo de ataque menor para decolar o avião”, finaliza Galdino.
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Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.
As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).
Leonardo Zacarin - Assessoria CEPID-CeMEAI
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Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609
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Pesquisa do DCTA busca reduzir ruídos de aeronaves e de veículos lançadores
Estudo é orientado por pesquisadores do CeMEAI
Uma pesquisa desenvolvida no Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial, em São José dos Campos, busca diminuir o ruído gerado nas turbinas dos aviões. O estudo conta com a participação de pesquisadores do CEPID - CeMEAI. Saiba mais: http://goo.gl/uowDR5
Publicado por CEPID - CeMEAI em Quarta, 13 de janeiro de 2016
Pesquisadores do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), em São José dos Campos, estudam o ruído gerado pelas turbinas de aviões e de motores foguete para tentar diminuí-lo. A pesquisa é coordenada por João Luiz Azevedo, chefe da Divisão de Aerodinâmica (ALA) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), e por William Wolf, professor da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp. Os dois são pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI).
Os pesquisadores envolvidos no trabalho são estudantes do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Sami Yamouni é pós-doutorando e Carlos Junqueira Júnior é estudante de doutorado. “Existem vários aeroportos no meio de cidades. O pessoal que mora na região se incomoda com o barulho, e esses aeroportos começaram a colocar algumas restrições de emissão de ruídos. As indústrias que produzem aviões tiveram que prestar mais atenção nisso e nosso trabalho se enquadra nessa área”, conta Júnior. O ruído originado nas turbinas e nos motores foguete é consequência do escoamento do jato que emana destes dispositivos. “A dinâmica do escoamento do fluido cria fontes acústicas como resultado de flutuações de pressão nesse escoamento”, explica.
A partir desse ruído que se origina nas turbinas ou nas tubeiras de motores foguete, dois campos de estudo se completam para analisar a propagação do ruído: a aerodinâmica, que estuda a fonte – no caso, as flutuações de pressão no escoamento nas turbinas e no jato dos motores foguete – e a aeroacústica, que busca prever o comportamento do som a distâncias grandes – como, por exemplo, a de um aeroporto até as casas próximas. “A aerodinâmica é uma disciplina muito antiga. A aeroacústica surgiu na década de 50 e, sem a aerodinâmica, a aeroacústica não existe”, analisa Yamouni.
A ferramenta computacional desenvolvida pelos pesquisadores ainda está sendo aprimorada. Ela é capaz de simular o comportamento do ruído nas turbinas de aeronaves simples, que já foram testadas em outros estudos. A ideia agora é torná-la capaz de simular veículos mais complexos. “Vamos implementar novos conceitos na pesquisa para tentar entender melhor a dinâmica e a física do jato e o ruído gerado por ele”, observa Yamouni. “Vamos entregar uma ferramenta que foi comparada com a literatura. Ela consegue fazer computação paralela, ou seja, conseguimos usar com eficiência todo recurso computacional disponível no cluster do CeMEAI. Ela poderá ser usada para estudar outras configurações de jatos e validar estudos”, assegura Júnior.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.
As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).
Leonardo Zacarin - Assessoria CEPID-CeMEAI
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Pesquisadores do CeMEAI utilizam tinta especial em simulações de aeronaves
Ensaios são realizados no Instituto de Aeronáutica e Espaço, em São José dos Campos
Pesquisadores do CEPID - CeMEAI e do Instituto de Aeronáutica e Espaço utilizam uma tinta especial para simular a ação do vento em diferentes veículos. Entenda: http://goo.gl/L1nYC4
Publicado por CEPID - CeMEAI em Segunda, 23 de novembro de 2015
O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), sediado no Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) em São José dos Campos (SP), conta com três túneis de vento para diferentes simulações. Situados na Divisão de Aerodinâmica (ALA), cada um dos túneis é capaz de realizar diferentes ensaios em modelos de objetos que são expostos a diferentes intensidades de vento.
Uma das instalações é o Túnel Transônico Piloto (TTP), que simula a ação do vento em veículos que chegam a ultrapassar a velocidade do som. “Ele simula veículos a velocidades entre 80% da velocidade do som e 20% acima dela. As aeronaves comerciais, em voo de cruzeiro, viajam exatamente nesse regime – cerca de 890 km/h”, explica Marcos Souza, pesquisador do IAE.
Os modelos utilizados nos ensaios feitos no TTP são pintados com uma tinta especial, conhecida como PSP, sigla em inglês de Tinta Sensível à Pressão. A PSP tem moléculas conhecidas como luminóforos, que, em contato com o oxigênio e excitadas em uma frequência adequada, mudam de cor. Com uma câmera, os pesquisadores gravam a simulação, e o resultado dela no computador permite que seja feita uma análise mais completa da ação do vento no modelo.
“A PSP me dá uma medida global. Eu consigo uma resolução espacial e, se eu tiver conhecimento da física do problema, é possível entender rapidamente o que está acontecendo”, conta Ana Cristina Avelar, pesquisadora do IAE e do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI).
Utilizar a tinta especial nas simulações possibilita que o ensaio seja feito de forma não intrusiva, ou seja, sem interferências externas. Além disso, a pressão pode ser medida em todas as partes do modelo. “Com a PSP, basta pintar o modelo. Se eu tenho acesso óptico, eu posso medir a pressão. Então, a identificação dos fenômenos físicos é muito mais fácil com a PSP”, completa Ana Cristina.
Os pesquisadores do IAE estão abertos a convênios com outras instituições e empresas que se interessem em usar os túneis de vento para simulações. “Nosso objetivo aqui é fazer parcerias com empresas, instituições educacionais, universidades. A gente procura diversificar bastante as nossas parcerias e é muito importante que a gente aprenda com elas”, ressalta Souza.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.
As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).
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