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Mecânica dos Fluidos

Estudo diminui turbulência em asas de aeronaves

Simulações numéricas reduzem custos e propõem inovações à Indústria

 

Estudo diminui turbulência em asas de aeronaves

O professor William Wolf, da Unicamp - Universidade Estadual de Campinas e pesquisador do CEPID - CeMEAI, coordena uma pesquisa que busca diminuir a turbulência em asas de aeronaves. Conheça o trabalho: http://bit.ly/turbulencia-aeronaves

Publicado por CEPID - CeMEAI em Quinta-feira, 9 de janeiro de 2020

 

Turbulência é um fenômeno que assusta a maioria das pessoas. É aquela parte ruim de uma viagem de avião que deixa muita gente em pânico. Mas não é dessa turbulência que iremos falar a seguir. E sim, da pesquisa denominada Active flow control for drag reduction of a plunging airfoil under deep dynamic stall, coordenada pelo Professor William Wolf, do Laboratório de Ciências Aeronáuticas da Faculdade de Engenharia Mecânica, da Unicamp/Campinas.

Ele e sua equipe dedicam-se a estudar campos da mecânica dos fluidos e simulação numérica. Trabalham com o desenvolvimento de ferramentas numéricas e aplicações em problemas de engenharia que envolvem turbulência, aerodinâmica não-estacionária, escoamentos compressíveis e aeroacústica.

Nesta pesquisa, que tem o apoio do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), William explica que foram desenvolvidas simulações de alta fidelidade para estudar técnicas de controle ativo de escoamento para aliviar o estol dinâmico profundo de um aerofólio SD7003 em movimento de mergulho. São coautores do estudo Brener L. O. Ramos, da Unicamp e Chi-An Yeh e Kunihiko Taira, da Universidade da Califórnia em Los Angeles. “Neste trabalho, nos dedicamos a entender como a turbulência impacta os escoamentos na indústria aeronáutica e de energia eólica, por exemplo”, explica o pesquisador.

Ainda segundo ele, as simulações numéricas são obtidas por intermédio de um cluster de computadores de alto desempenho como o Cluster Euler, do CeMEAI, para estudar a turbulência nas asas das aeronaves, tripuladas ou não. “Normalmente, a indústria utilizava ensaios experimentais com protótipos e isso custa caro, logo, a simulação numérica reduz custos de projeto, seja para otimizar uma nova geometria de asa ou para se projetar uma nova configuração de turbina eólica. Aqui, utilizamos os supercomputadores que são capazes de realizar simulações tão acuradas quanto um experimento”.

 

Com a Boeing, parceria tenta reduzir ruídos em trem de pouso

Um outro estudo, também coordenado pelo pesquisador William Wolf com estudantes de pós-graduação da Unicamp (Tulio R. Ricciardi) e pesquisadores da Boeing (Jordan Kreitzman, Nicholas J. Moffitt e Paul Bent), dedica-se a realizar simulações numéricas para identificar fontes de ruído em aeronaves e também propor técnicas para a redução do ruído gerado por essas fontes.

William explica que, em 2016, representantes da empresa vieram ao Brasil conversar com sua equipe para saber da viabilidade de serem feitas simulações numéricas para tentar entender o ruído gerado por trens de pouso.

“Quando uma aeronave vai aterrissar, boa parte do ruído que ouvimos em solo é ruído gerado pelos trens de pouso. Isso impacta as populações que vivem no entorno de aeroportos e entender como esse ruído é gerado é um desafio porque é um fenômeno físico bastante complexo que mistura turbulência e geração de ruído ao mesmo tempo”, contou.

Os dois estudos coordenados pelo Professor William Wolf já foram publicados em importantes revistas e conferências científicas internacionais como a Physical Review Fluids e o Scitech Forum do American Institute of Aeronautics and Astronautics. Nesse último trabalho, eles já atingiram as etapas de compreender as fontes de ruído por intermédio das simulações numéricas e sugerir soluções para a indústria.

 

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 três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar / IMECC-UNICAMP / IBILCE-UNESP / FCT-UNESP / IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI

 

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Pesquisador do CeMEAI é empossado presidente do CNPq

João Luiz Filgueiras de Azevedo foi apresentado pelo ministro Marcos Pontes na sexta, 22

 

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Azevedo (à direita) recebe posse ao lado do ministro Marcos Pontes. Foto: CNPq

 

O engenheiro aeronáutico João Luiz Filgueiras de Azevedo, pesquisador principal do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), pesquisador do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) e professor do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), tomou posse como novo presidente do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Azevedo foi apresentado pelo ministro da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), Marcos Pontes, na sexta-feira, 22 de fevereiro, em uma cerimônia que aconteceu na sede do Conselho, em Brasília.

Durante a cerimônia, Azevedo destacou seu apoio à pesquisa básica. "É preciso compreender que o apoio à pesquisa de base é fundamental para que se possa chegar a inovações, produtos ou processos que tenham impacto no bem estar do cidadão comum. Se somos capazes de fazer inovação hoje é porque a pesquisa já foi realizada no passado, a ciência foi feita e o conhecimento já foi gerado e dominado. Não há inovação sem pesquisa prévia que gere o conhecimento necessário para o desenvolvimento do produto ou do processo inovador", disse.

Em seu discurso de posse, o presidente destacou outros pontos que irão permear sua gestão como condutas e atuação. “As linhas mestras do nosso trabalho estão pautadas pelos pilares de atuação do MCTIC que, como já indicado diversas vezes pelo Ministro Marcos Pontes, consistem em se gerar conhecimento, para desta forma ser capaz de produzir riquezas e, assim, poder melhorar a qualidade de vida da população brasileira”.

Alinhamento orçamentário

“Começamos o ano de 2019 com um déficit substantivo em nosso orçamento em comparação aos compromissos já assumidos para este ano. O Ministro Marcos Pontes tem empreendido esforços no sentido de buscar recompor este orçamento. Estamos iniciando um trabalho de acompanhamento de egressos, que vai ao encontro de solicitações do MCTIC de que precisamos demonstrar para a sociedade os resultados efetivos dos recursos investidos em termos de fomento e de bolsas. Já começamos também atividades no sentido de reavaliar alguns dos nossos custos próprios para reduzir o custo de funcionamento da máquina e, assim, poder liberar mais recursos do orçamento”.

Decisões e visão de futuro

“É bem possível que tenhamos que tomar decisões difíceis nos próximos meses que serão tomadas pautadas pela transparência.  É uma honra e um privilégio poder estar à frente do CNPq e que dedicarei todos os esforços possíveis no sentido de estar à altura da missão que me foi confiada. Conto com a colaboração dos colegas do CNPq, e dos colegas da comunidade científica, para que juntos possamos fortalecer a nossa Instituição, cumprir com o trabalho que é de nossa responsabilidade e, desta forma, contribuir para o desenvolvimento científico e tecnológico do Brasil”.

Currículo

De acordo com o seu currículo na plataforma Lattes, Azevedo possui graduação em Engenharia Aeronáutica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), mestrado e doutorado pela Stanford University, nos Estados Unidos. Atualmente é pesquisador titular (A-III) do IAE, do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), e professor colaborador do ITA.

Entre 2004 e 2008 atuou como Diretor de Transporte Espacial e Licenciamento (DTEL) da Agência Espacial Brasileira (AEB). Em 2005 foi condecorado com a Medalha da Ordem do Mérito Aeronáutico (OMA), no Grau de Comendador.

No CeMEAI, Azevedo desenvolve relevantes pesquisas na área de Mecânica dos Fluidos como a que investiga ondas de choque, fenômeno que aparece em objetos que voam a uma velocidade maior que a do som. Outro estudo aborda superfícies hipersustentadoras de aeronaves, há ainda um trabalho que visa reduzir ruídos de aeronaves e de veículos lançadores. E um dos trabalhos sobre escoamentos turbulentos para aplicações aeroespaciais foi solicitado pela NASA para fazer parte do banco de dados de pesquisas.

 

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.

 

Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI

 

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Dados Abertos na América do Sul: quem fará uso?

Pesquisador Luis Gustavo Nonato opina sobre o tema em artigo

 

Em muitos países desenvolvidos, os dados abertos têm sido utilizados não somente como mecanismo de fiscalização dos governos, mas também como suporte à elaboração de políticas públicas, sendo ainda a base de criação de novas tecnologias. O pesquisador do CEPID- CeMEAI Luis Gustavo Nonato opinou sobre o tema neste artigo que analisa como o Brasil também poderia evoluir na tecnologia. Confira o artigo:

Dados Abertos na América do Sul: quem fará uso?

Autor: Luis Gustavo Nonato

O número de bases de dados com acesso público, os chamados Dados Abertos (Open Data), tem crescido de forma significativa nos países sul-americanos (veja gráfico abaixo). Como nos países desenvolvidos, a geração de dados abertos na América do Sul tem ocorrido de forma descentralizada, com iniciativas ligadas a movimentos sociais, setor produtivo, universidades e governos. Os governos, porém, tem tido papel fundamental neste cenário, não só como agente provedor de dados abertos, mas também como responsável pela organização e disponibilização de tais dados. De fato, a maioria dos países sul americanos possui atualmente portais de dados abertos financiados e gerenciados por seus governos federais:

Dados

Nos países desenvolvidos, dados abertos tem sido utilizados não somente como mecanismo de fiscalização dos governos, mas também como suporte à elaboração de políticas públicas, sendo ainda a base de criação de novas tecnologias. Iniciativas como BlindSquare, que auxilia a locomoção de deficientes visuais, Ottawa Recycle, que orienta cidadãos sobre quando e onde depositar lixo reciclável, e Spot Crime, que mapeia a criminalidade em cada região da cidade, são bons exemplos de como dados públicos podem melhorar a qualidade de vida das pessoas, influenciar na mudança de comportamento e impulsionar a criação de empresas, emprego e renda.

Porém, para que dados abertos impactem positivamente na sociedade e na economia de um país, faz-se necessário mão de obra extremamente qualificada, a qual é escassa na América do Sul. O que agrava ainda mais o cenário é a lentidão com que os países sul-americanos têm reagido à falta de profissionais capazes de gerar conhecimento e produtos a partir de dados abertos. Enquanto países desenvolvidos investem fortemente na formação de mão de obra qualificada (veja tabela abaixo), países sul-americanos estão quase inertes a revolução tecnológica impulsionada pelo acesso à grandes conjuntos de dados. Uma pesquisa no cadastro de cursos de graduação dos países sul-americanos revela a inexistência de cursos na área de ciência de dados (data science). Em outras palavras, atualmente não existe sequer um curso de graduação em ciência de dados em toda América do Sul.

Número de Cursos de Graduação em Ciência de Dados nos Países Desenvolvidos (nenhum curso de graduação em ciência da dados na América Latina)

Fonte: http://datascience.community/colleges

Estados Unidos
Reino Unido
Espanha
França
Alemanha

Número de Cursos

95
10
4
3
2

Diante do cenário atual, países sul-americanos estão fadados a continuarem como consumidores de tecnologias produzidas por países desenvolvidos, muitas das quais projetadas para atender demandas daqueles países. O acesso aos dados abertos da América do Sul pelas empresas do primeiro mundo, permitirá que tais tecnologias sejam adaptadas ao contexto sul-americano, encorajando cada vez mais o consumo de soluções prontas produzidas nos países desenvolvidos. Tal dependência exclui os países da América do Sul do grupo que protagoniza a geração de conhecimento e tecnologia a partir de dados, reduzindo a competitividade dos países sul-americanos no novo mercado que se abre.

Desta forma, é incontestável a urgência na capacitação de mão de obra capaz de explorar o universo de oportunidades geradas pelo acesso à dados públicos. Cidadãos, universidades e governos sul-americanos precisam se mobilizar rapidamente no sentido de construir uma rede de colaboração em ciência de dados, promovendo a criação de novos cursos de graduação e pós-graduação, fomentando projetos de pesquisa conjuntos e viabilizando a mobilidade de estudantes e pesquisadores entre os países da América do Sul, buscando assim acelerar a formação de mão de obra qualificada. Somente uma reação rápida e conjunta, voltada para capacitação de parcela significativa da população, dará chance aos países sul-americanos de competir neste novo "mercado de dados" que se apresenta.

Pesquisador Tiago Pereira tem projeto aprovado pelo Instituto Serrapilheira

Entre quase duas mil propostas, ele representará a matemática nos 65 trabalhos selecionados

 

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O Instituto Serrapilheira – uma instituição privada sem fins lucrativos, criada para valorizar a ciência e aumentar sua visibilidade e impacto no Brasi – acaba de concluir o processo de seleção de sua 1ª Chamada Pública.

O objetivo da seleção era escolher 65 projetos do universo de 1.955 propostas recebidas. Participaram da chamada pesquisadores de 331 instituições diferentes, espalhadas por 26 unidades federativas do país.

Um dos selecionados e que irá representar a matemática dentre sete grandes temas (ciências da computação, ciências da terra, ciências da vida, engenharias, física, matemática e química) é o 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).

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Matemática foi a área com menos propostas aprovadas. Imagem: Instituto Serrapilheira

A ideia fundamental do projeto é entender as regras que fazem um sistema funcionar apenas observando o seu comportamento. Por exemplo: existem áreas no cérebro que conversam entre si e, descobrindo como se dá essa conversa, é possível aumentar o nível de atenção do indivíduo ou prever efeitos de anestesia”, explica o professor.

“Recentemente demos alguns passos fundamentais para entender essa questão e o auxílio do Serrapilheira vai permitir o estudo detalhado do problema e o desenvolvimento de novas técnicas”, comemorou Tiago.

Ainda segundo o pesquisador, foi uma surpresa o número de submissões. “Em uma competição tão disputada no Brasil todo, é muito bom ver o ICMC/USP São Carlos representado na seleção final. Estou ansioso para a segunda fase do projeto, na qual  poderemos integrar as descobertas na sociedade”.

“Com esta primeira chamada, queremos identificar e apoiar os melhores jovens pesquisadores no Brasil, aqueles que estejam fazendo as grandes perguntas dos seus campos”, diz Hugo Aguilaniu, diretor-presidente do Serrapilheira. E conclui: “O instituto não tem preferência por ciência pura ou aplicada, nem deixará de apoiar projetos de pesquisa arriscados, nos quais o pesquisador audacioso nem sempre será bem sucedido”.

 

Sobre o Serrapilheira

Por meio de dotação de recursos, o Serrapilheira é um instituto de apoio à pesquisa científica no Brasil financiando projetos de pesquisa e divulgação científica nas áreas de ciências da computação, ciências da terra, ciências da vida, engenharias, física, matemática e química.

Oficialmente lançado em março de 2017, o Serrapilheira começou a ser gestado em 2014 e se dedica a conhecer modelos institucionais e visitar agências de fomento, fundações de apoio à ciência e organizações do terceiro setor, tanto no Brasil quanto no exterior. Também trabalha com pesquisadores brasileiros para entender como uma instituição privada poderia melhor atender à comunidade científica.

 

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.

 

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Reviews of Modern Physics publica trabalho de pesquisador do CeMEAI

Estudo trata das formas de comunicação entre sistemas presentes na natureza

 

tiago

 

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.

 

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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.

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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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.

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.

 

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CeMEAI e Petrobras firmam convênio

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.

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.

 

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.

 

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: 3373-6609

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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.

 

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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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

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.

 

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.

Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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