Navegando por Autor "França, Francis Henrique Ramos"
Agora exibindo 1 - 7 de 7
- Resultados por página
- Opções de Ordenação
Artigo Application of Monte Carlo method in the solution of radiation heat transfer in participating media(Revista da Engenharia Térmica, 2007-06-30) Maurente, André Jesus Soares; Bayer, P. O; França, Francis Henrique RamosThe temperatures of the gases produced in combustion processes are very high so thermal radiation constitutes an important heat transfer mechanism in industrial furnaces. Most furnaces can be modeled as gray enclosures containing non-gray gases. The radiation heat transfer can be obtained with the aid of the weighted-sum-of-gray-gases model, determining the zonal exchange areas for each of the gray gases considered in the sum. For some enclosures with simple geometries, there are correlations to obtain the direct exchange-areas which can be used to determine the total exchange areas. However, for enclosures with complex geometries, determining the direct exchange areas can become a difficult task. In this case, the use of the Monte Carlo method is advantageous, for it allows one to approach geometric complexities without additional complications. Therefore, the method was applied to compute total exchange areas in enclosures containing participating media. Two cases were considered: cylindrical enclosures and enclosures that have generic geometries formed from cube combinations. The results presented a good agreement with solutions available in the literatureDissertação Avaliação de modelos numéricos para cálculo da transferência de calor na terapia fototérmica(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-01) Lucena, Ícaro Kleisson Araújo; Maurente, André Jesus Soares; http://lattes.cnpq.br/8073368791527116; http://lattes.cnpq.br/0575478482366638; Marinho, George Santos; http://lattes.cnpq.br/0490476694313938; França, Francis Henrique RamosOcâncer é alvo de intensa pesquisa para aprimorar procedimentos terapêuticos. Figuram nesse cenário terapias de hipertermia, como a Terapia a Laser Intersticial (ILT) e a Terapia Fototérmica Plasmônica (PPTT). Modelos são empregados na simulação computacional de tratamentos hipertérmicos, sendo crucial validá-los para assegurar confiabilidade. Neste estudo validam-se modelos de hipertermia ao comparar distribuições de temperatura de simulações às obtidas em umprotocolo real de ILT para câncer de mama. A irradiação por um laser é administrada através de uma fibra óptica no centro de um tumor aproximadamente esférico. O protocolo inclui dispositivos para o controle da energia entregue ao tecido, como uma bomba de fluido, evitando danos à ponta da fibra óptica, e sondas com termopares para medir temperaturas. A simulação abrange a resolução numérica da Equação do Biocalor (PBHTM) e da Equação de Transferência Radiativa (RTE), sendo o divergente do fluxo de calor, obtido pela RTE, o termo fonte na PBHTM. A solução numérica fornece distribuições de temperatura na região irradiada, abrangendo o tumor e os tecidos circundantes. Propriedades termofísicas e ópticas dos tecidos foram obtidas na literatura, enquanto as do laser foram obtidas de um manual técnico de operação do laser DIOMED DELTA15. As propriedades do meio foram assumidas como as de um tecido mamário saudável, em um domínio de cálculo cilíndrico de 4 cm de comprimento e 2 cm de raio. A ponta da fibra óptica foi localizada no centro do domínio. Baseando-se no protocolo, o tempo total de irradiação foi de 2100 s, considerando um laser semicondutor de diodo com comprimento de onda de 805 nm, operando a 5 W e diâmetro de feixe de luz de 600 µm. Resultados foram obtidos para averiguar a sensibilidade do campo de temperaturas em relação à parâmetros associados a incertezas, incluindo regime de operação do laser (pulsado ou contínuo), posicionamento dos termopares e abrangência da região de arrefecimento na ponta da fibra ótica. Os resultados obtidos através das simulações apresentaram excelente concordância com os experimentais provenientes do protocolo, conferindo confiabilidade à modelagem, hipóteses adotadas e códigos utilizados.Artigo Comparison of the standard weighted-sum-of-gray-gases with the absorption-line blackbody distribution function for the computation of radiative heat transfer in H2O/CO2 mixtures(Elsevier, 2008-07) Maurente, André Jesus Soares; Vielmo, Horácio Antonio; França, Francis Henrique RamosThis paper presents the computation of radiation heat transfer in a cylindrical enclosure in which the dimensions, the chemical species concentrations and the temperature fields make a realistic representation of an actual combustion chamber. Two gas models are applied and compared: the absorption-line blackbody distribution function (ALBDF), and the standard weighted-sum-of-gray-gases (WSGG) based on coefficients and correlations that are widely used in engineering. While the standard WSGG is restricted to the assumption of homogeneous gas mixture, the ALBDF can be applied to both homogeneous and non-homogeneous media. For the two gas models, the radiative exchanges are computed with the aid of the Monte Carlo method. The results show considerable discrepancies between the WSGG and the ALBDF models for the homogeneous medium. In addition, the importance of considering the non-homogeneity of the medium for an accurate computation of the radiative heat transfer is shown. r 2008 Elsevier Ltd. All rights reservedDissertação O método k-médio em conjunto com o método de distribuição-k para simulações da transferência de calor por radiação em meios participantes não-uniformes(2017-08-07) Bruno, Alexandre Barbosa; Maurente, André Jesus Soares; http://lattes.cnpq.br/6489565805251316; http://lattes.cnpq.br/6489565805251316; Cavalcanti, Eduardo José Cidade; http://lattes.cnpq.br/3935651748470976; França, Francis Henrique Ramos; http://lattes.cnpq.br/0130170792157449A radiação térmica é um mecanismo de transferência de calor muito importante em processos que envolvem gases participantes, como CO2 e H2O, em temperaturas elevadas. Contudo, a solução exata linha-por-linha da transferência de calor por radiação em gases participantes é computacionalmente dispendiosa. Uma das formas de abordagem para esse tipo de problema consiste na utilização dos métodos de distribuição-k, como o FSK e SLW, os quais são exatos quando aplicados a meios uniformes, mas possuem limitações no tratamento de meios não-uniformes. A aplicação do método FSK a meios não-uniformes requer a adoção da hipótese de k-correlacionado (resultando no método FSCK, Full spectrum correlated-k). Isso resulta em um erro devido ao fato dos coeficientes de absorção de meios reais não serem verdadeiramente correlacionados. Diante disto, este trabalho propõe e investiga uma nova abordagem para considerar meios não-uniformes utilizando o método FSK e que não requer a hipótese de k-correlacionado. O método FSK aplicado em conjunto com a abordagem proposta foi denominado FSAK, (Full spectrum averagedk). Com o objetivo de demonstrar a aplicação do novo método e analisa-lo, o mesmo foi utilizado na solução de uma série de casos teste envolvendo gases compostos por CO2 e espécies não participantes. Os resultados obtidos com o método FSAK foram mais precisos na presença de gradientes de temperatura e concentração das espécies químicas mais elevados, condições em que o FSCK torna-se menos preciso. Também verificou-se que o uso de diferentes procedimentos para o cálculo do coeficiente de absorção do método FSAK resultam em significativas diferenças entre os resultados, demonstrando que diferentes procedimentos para o cálculo desses coeficientes podem levar a diferentes níveis de precisão, indicando que procedimentos para o cálculo da média que tornem o método mais preciso poderão ser encontrados em futuros trabalhos de pesquisa.Artigo A Monte Carlo implementation to solve radiation heat transfer in non-uniform media with spectrally dependent properties(Elsevier, 2007-11) Maurente, André Jesus Soares; Vielmo, Horácio Antonio; França, Francis Henrique RamosThis paper presents the application of the Monte Carlo method to solve the radiative heat exchange in non- homogeneous, non-isothermal gases with spectrally dependent properties. Among others models, the absorption-line blackbody (ALB) distribution function, originally defined and derived for the spectral line-based weighted-sum-of-gray-gases (SLW) model, allows an immediate, simple implementation of the Monte Carlo method to account the spectral dependence of the radiative properties. This work shows how the Monte Carlo method can be combined to the ALB distribution function, and provides results for heat transfer in a mixture of water vapor, carbon dioxide and nitrogen that have satisfactory agreement with the SLW method and with line-by-line integration. Finally, the solution technique is employed to solve two examples aiming at demonstrating the effect of the absorbing species concentration on the thermal radiative exchanges. The method is of great interest for the computation of radiative transfer in combustion systems where the chemical species concentration and the temperature are not uniformArtigo A Multi-Spectral Energy Bundle method for efficient Monte Carlo radiation heat transfer computations in participating media(Elsevier, 2015-11) Maurente, André; França, Francis Henrique RamosThe Monte Carlo method is a powerful technique for simulating radiation heat transfer processes. The method can easily deal with irregular three-dimensional geometries, anisotropic scattering of radiation and other complexities, which are usually difficult to be tackled with other numerical techniques. On the other hand, Monte Carlo computations are highly time consuming. In addition, accurate radiation heat transfer solutions require that spectral properties be taken into account in a detailed manner, being the line-by-line integration the more accurate but also more computationally expensive technique. Due to these reasons, Monte Carlo computations that accurately consider the spectral properties of radiation are impracticable for several cases of interest in engineering. Therefore reducing the computer time associated to Monte Carlo simulations is highly desirable. This paper presents the Multi-Spectral Energy Bundle method, which reduces the computational time of Monte Carlo simulations in which the spectral properties are accurately taken into account. The method can be applied for line-by-line computations as well as along with spectral models. Here, the proposed method is applied with the accurate full-spectrum k-distribution method, and the obtained results are analyzedArtigo Non-dimensional wavenumber in full-spectrum k-distribution computations with or without a reference state(Elsevier, 2017-07) Maurente, André Jesus Soares; Bruno, Alexandre Barbosa; França, Francis Henrique Ramos; Howell, John ReidIn the full spectrum k-distribution method, the k-distributions are Planck function weighted. These k-distributions depend on temperature, which varies with location in nonisothermal media. Consequently, in order to apply the method to nonuniform media, k-distributions evaluated at different local temperatures are correlated by a k-distribution evaluated at an arbitrarily chosen reference blackbody temperature. On the other hand, in the original band method, the k-distributions are directly related to spectral locations. Such k-distributions can replace Planck function weighted k-distributions computed at a reference temperature. This approach was employed by Maurente et al. [1] in order to deal with gas mixtures in non-equilibrium media. In this paper the formulation is presented for the equilibrium case. The proposed formulation simplifies the application of the FSK method to nonuniform media, and brings new directions to k-distribution issues. It can be employed with a reference state, but not a reference temperature, with reference state and temperature, as in the traditional FSK, and without any reference state, being in this case the continuous limit of the recently developed Rank Correlated SLW [2]. Results were obtained for test cases considering one-dimensional, nonuniform media, constituted by CO2 and inert gases, and compared to line-by-line solutions