Grupo de Mec√Ęnica dos Fluidos de Escoamentos Complexos - VORTEX

Histórico do Grupo:

O grupo iniciou suas atividades em 2000 sob a coordena√ß√£o do Prof. Francisco Ricardo da Cunha, a partir da constata√ß√£o da necessidade da cria√ß√£o de um grupo de pesquisa com foco no estudo dos problemas ligados ao escoamento de fluidos complexos particulados e escoamentos turbulentos, e o consequente repasse dos conhecimentos gerados para o setor industrial. Regimes de escoamentos lineares ou de pequena amplitude s√£o investigados analiticamente enquanto que, simula√ß√Ķes num√©ricas e experimentos s√£o necess√°rios para se explorar regimes n√£o-lineares.

Participavam inicialmente do grupo tr√™s professores Francisco Ricardo da Cunha, Jos√© Luiz Alves da Fontoura Rodrigues e Aldo Jo√£o de Souza. O Prof. Francisco Ricardo Cunha, atual coordenador do grupo, √© especialista em microhidrodin√Ęmica de suspens√Ķes e escoamentos de fluidos complexos e nesta dire√ß√£o vem consolidando o VORTEX como um grupo de pesquisa interdisciplinar com assuntos de interesse vinculados as √°rea de Nanoci√™ncia e Nanobiotecnologia. O Professor √© reconhecido no contexto internacional, com n√ļmero de cita√ß√Ķes significativo por teorias em mec√Ęnica e difus√£o hidodin√Ęmica de suspens√Ķes e emuls√Ķes. O Prof. Jos√© Luis da Fontoura Rodrigues √© especialista em m√©todos num√©ricos (e.g. Elementos Finitos) aplicados √† Turbul√™ncia, com destaque em estudos de modelos leis de paredes em camada limite turbulenta, escoamentos turbulentos em dutos curvos, em torno de corpos rombudos e turbul√™ncia atmosf√©rica.

A estrutura inicial do grupo era modesta, considerando-se que o mesmo contava √†quela √©poca com poucos alunos de gradua√ß√£o e p√≥sgradua√ß√£o. A sala inicial ocupada pelo grupo possu√≠a cerca de 50 metros quadrados somente. Em poucos anos de exist√™ncia, o grupo completa em 2007 seu s√©timo ano de atividade - a infra-estrutura do grupo aumentou substancialmente. Com a aprova√ß√£o do projeto "Comp√≥sitos Magn√©ticos para Aplica√ß√£o em Despolui√ß√£o Ambiental - FINEP/CTPETRO (#139/00 NFA-IF) em parceria com o grupo de Flluidos Magn√©ticos do Institudo de F√≠sica da UnB, coordenado pelo Prof. Paulo Morais, ainda em 2000, o grupo p√īde realizar seus primeiros investimentos significativos em infra-estrutura, com a aquisi√ß√£o de 10 computadores Dell e de equipamentos experimentais para o trabalho com fluidos magn√©ticos, que, inclusive, permitiram a abertura de uma nova linha de pesquisa no grupo em Hidrodin√Ęmica de Fluidos Magn√©ticos . Vale destacar que o Prof. Paulo Morais √© um dos nossos maiores colaboradores, tendo, inclusive, levado o Grupo a desenvolver pesquisa na √°rea de Microhidrodin√Ęmica e Reologia de fluidos magn√©ticos.
Ap√≥s a capta√ß√£o de recursos financeiros, conseguida por meio de v√°rios projetos de pesquisa aprovados ao longo dos anos, o grupo conta com amplo espa√ßo f√≠sico, laborat√≥rio experimental equipado com um r√™ometro de discos de √ļltima gera√ß√£o com "gap" inteligente e software Rheoplus de monitora√ß√£o das medidas de viscosidade. O referido re√īmetro possui acess√≥rios como uma c√©lula magn√©tica e microscopia com c√Ęmera CCD para visualiza√ß√£o de escoamentos particulados "in situ". O grupo tamb√©m adquiriu um dens√≠metro que mede massa espec√≠fica de l√≠quidos de amostras de apenas 2ml, um tensi√īmetro de gotas para medidas de tens√£o superficial l√≠quido-l√≠quido , bombas de seringa para investigar escoamentos particulados na presen√ßa de gradiente de press√£o, al√©m de equipamentos como estufa, balan√ßa de precis√£o, e todo um suporte de vidraria para laborat√≥rio. Somam-se, ainda, a esses equipamentos um anem√īmetro laser para medidas de velocidades em escoamentos laminares e turbulentos e um viscos√≠metro de cilindros rotativos. Maiores detalhes da Infra-estrutura do grupo pode ser vista em Infra-estrutura do Grupo. O Grupo implantou o Laborat√≥rio de Microhidrodin√Ęmica e Reologia de fluidos complexos onde o aluno de doutorado portugu√™s Nuno Jorge Dias desenvolve sua tese de doutorado experimental na √°rea de Caracteriza√ß√£o micro e macro de fluidos complexos em escoamento. Criou-se tamb√©m o laborat√≥rio de magnetismo e hidrodin√Ęmica de fluidos magn√©tics que dar suporte ao referido laborat√≥rio, local este que onde foram realizados experimentos envolvendo convec√ß√£o magn√©tica pelo aluno de doutorado e professor da UnB, Rafael G. Gontijo. Os referidos laborat√≥rios e as teses de doutorados vinculadas a estes, levaram o Grupo ao desenvolvimento de recentes pesquisas na √°rea experimental de caracteriza√ß√£o reol√≥gico-magn√©tica de fluidos complexos.


O quadro de docentes pertencentes ao grupo tamb√©m sofreu mudan√ßas desde a funda√ß√£o do grupo. Em 2000, com a aposentadoria do Prof. Aldo Jo√£o de Souza, o grupo perdeu uma colabora√ß√£o importante. Logo em seguida, em 2001, o Prof. Roberto Francisco Bobenrieth Miserda, especialista em simula√ß√Ķes num√©ricas de escoamentos trans√īnicos, viabilizou sua entrada no grupo. Em seguida (2007), o professor Yuri Dumaresq Sobral (ex-aluno do VORTEX), com o t√©rmino de seu doutorado na universidade de Cambridge -DAMTP e sendo aprovado em concurso p√ļblico do MAT-UnB, veio tamb√©m integrar a equipe de pesquisadores do Grupo e dar continuidade √† coopera√ß√£o cient√≠fica na √°rea de modelagem e simula√ß√£o de sistemas particulados complexos (e.g. materiais granulares, leitos fluidizados) e hidrodin√Ęmica de fluidos magn√©ticos . Mais recentemente (2009), tivemos as excelentes contrata√ß√Ķes dos professores Gustavo Coelho Abade e Rafael Gabler Gontijo para o Departamento de engenharia mec√Ęnica da UnB que tamb√©m s√£o ex-alunos do grupo VORTEX. O professor Abade √© um especialista em fisico-estat√≠stica de suspens√Ķes, expans√Ķes muitipolos e simula√ß√£o num√©rica de muitos corpos em sistemas complexos. O professor Rafael Gabler desenvolve sua tese de doutorado no pr√≥prio grupo, sob orienta√ß√£o do Prof. Francisco Ricardo, na √°rea de micromec√Ęnica e hidrodin√Ęmica de suspens√Ķes magn√©ticas por meio de simula√ß√£o num√©rica de alta performance para sistemas de muitos corpos interagindo magneticamente e hidrodinamicamente.



Uma das prioridades do grupo √© buscar um maior contato com empresas nacionais, visando conhecer melhor os problemas de interesse industrial nas √°reas de concentra√ß√£o do grupo com a perspectiva de desenvolvimentos bilaterais de coopera√ß√£o. Muitas empresas possuem problemas na √°rea de escoamentos particulados, turbul√™ncia e aeroac√ļstica o que as privam de obter melhor produtividade e qualidade de seus produtos, prejudicando sua competitividade. Nestes casos, o Grupo prop√Ķe-se fornecer uma assessoria global ao gerenciamento da empresa, visando a implanta√ß√£o de melhorias, procurando desenvolver, de forma integrada com os profissionais da empresa, novas metodologias para solu√ß√£o de problemas espec√≠ficos, auxiliando na an√°lise e controle de processos.

Processos naturais e tecnol√≥gicos em que a Mec√Ęnica dos Fluidos de Escoamentos Complexos est√° presente incluem: a fabrica√ß√£o de sprays, tintas e emuls√Ķes, o craqueamento catal√≠tico de petr√≥leo, a extra√ß√£o e o transporte de petr√≥leo por dutos, a calcina√ß√£o de min√©rios, o transporte de sedimentos em escoamentos turbulentos, polui√ß√£o atmosf√©rica, processos de sedimenta√ß√£o e fluidiza√ß√£o, filtragem, secagem e processamento de alimentos, deforma√ß√£o de c√©lulas biol√≥gicas, controle de ru√≠dos e vibra√ß√Ķes em turbinas (estator/rotor) devido intera√ß√£o fluido e estrutura como ocorre em aplica√ß√Ķes t√≠picas da aeroac√ļstica.

A fim de atender a essas demandas, o Grupo VORTEX visa o desenvolvimento de procedimentos sistem√°ticos (formula√ß√£o e modelagem, valida√ß√£o experimental e determina√ß√£o de constantes materiais e propriedades transporte, simula√ß√£o num√©rica) para o estudo de fen√īmenos em escoamentos complexos, procurando sempre levar em conta aspectos micro-estruturais na resposta macrosc√≥pica do movimento do fluido, com √™nfase: (i) na modelagem (leis de parede) e simula√ß√£o computacional de escoamentos turbulentos parietais, escoamentos turbulentos em dutos curvos, turbul√™ncia atmosf√©rica e na redu√ß√£o de arrasto em escoamentos turbulentos por aditivos, (ii) na din√Ęmica dos gases em moderados n√ļmeros de Mach (transi√ß√£o) e na Aeroac√ļstica computacional para o entendimento dos efeitos de intera√ß√£o ondas sonoras - escoamento e estrutura (iii) no desenvolvimento de modelos constitutivos para descrever a reologia de emuls√Ķes e suspens√Ķes, (iv) na experimenta√ß√£o de caracteriza√ß√£o pela microscopia "in situ" e Reometria de fluidos complexos, an√°lise de escalas e modelagem do fen√īmeno de flutua√ß√Ķes e dispers√£o hidrodin√Ęmica de part√≠culas em sedimenta√ß√£o e cisalhamento simples, (v) no estudo da deforma√ß√£o tridimensional de part√≠culas e c√©lulas biol√≥gicas fluidas em meio viscoso, (vi) no desenvolvimento de modelos para predizer o tempo de colapso de bolhas e (vii) na aplica√ß√£o da aneometria laser e processamento de imagens para quantifica√ß√£o experimental de escoamentos de fluidos complexos e mais recentemente (viii) no desenvolvimento de modelos em hidrodin√Ęmica de fluidos magn√©ticos, (ix) na Reologia de fluidos magn√©ticos usando re√īmetro com c√©lula magn√©tica , (x) no desenvolvimento de modelos estoc√°sticos para aplica√ß√£o em sistemas de mec√Ęnicos.

O Grupo tamb√©m busca manter colabora√ß√Ķes e coopera√ß√Ķes cient√≠ficas com pesquisadores consolidados de outros departamentos da UnB e de outras institui√ß√Ķes nacionais e internacionais. Nossos principais colaboradores est√£o apresentados em Docentes. Atualmente, o grupo desenvolve projetos em parceria com empresas p√ļblicas e privadas nas √°reas de especialidade do corpo de pesquisadores do grupo. Destaca-se o projeto junto √† Eletronorte "Pesquisa e Desenvolvimento de √ďleos Magn√©ticos Isolantes para Tranformadores e Reatores", envolvendo fen√īmenos de Convec√ß√£o Magn√©tica em equipamentos el√©tricos que trabalham sob a√ß√£o de campo magn√©tico". Recentemente, o projeto intitulado "Theoretical and Experimental Approaches for the Microhydrodynamics and Rheology of MAgnetic Droplet Emulsions" foi submetido ao CNPq na chamada Ci√™ncia sem Fronteira (MEC/MCTI/CAPES/CNPq/FAPs - # 61/2011) em parceria com o Prof. Hector Daniel Ceniceros da Universidade da Calif√≥rnia em Santa B√°rbara - USA.

Atualmente, o Grupo é constituído por membros permanentes, associados, colaboradores e membros interinos.

- Os membros permanentes são docentes do quadro permanente ativo da Universidade de Brasília que tem o Grupo VORTEX com o seu principal grupo de pesquisa.

- Os membros associado são professores aposentados, visitantes, substitutos, servidores técnico-administrativo com Mestrado e, ou Doutorado e discentes de Pós-graduação da Universidade de Brasília.

- Os membros colaboradores s√£o professores da Universidade de Bras√≠lia que j√° s√£o membros permanentes de outros grupos de pesquisa, pesquisadores mestres ou doutores de outras institui√ß√Ķes e profissionais de reconhecida compet√™ncia t√©cnico- cient√≠fica na √°rea de atua√ß√£o e linhas de pesquisa do Grupo.

- Os membros interinos são alunos de graduação (bolsista de iniciação científica ou voluntários) orientados por professores do respectivo Grupo de Pesquisa.

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