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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-4567-2006
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise de sensibilidade e propagação de incertezas em evaporação de gotas
Alternate title (s): Sensitivity analysis and uncertainty propagation in droplet evaporation
Author: Chaves, Lucas Fernando Ribeiro
First Advisor: Vedovotto, João Marcelo
First coorientator: Cunha Junior, Americo Barbosa da
First member of the Committee: Cavalini Junior, Aldemir Aparecido
Second member of the Committee: Campos Velho, Haroldo Fraga de
Summary: O processo de evaporação de gotas, assim como o fenômeno da combustão, de acordo com dados históricos é um dos processos mais antigos da humanidade, por este motivo ambos são ampla- mente utilizados em aplicações cotidianas e industriais. Todavia, a antiguidade e utilização do processo não corresponde ao completo e efetivo entendimento do mesmo, haja visto que, o conhe- cimento puramente determinístico deste por vezes é carregado de erros e incertezas (aleatórias e epistêmicas). Neste contexto, o presente trabalho buscando incrementar o conhecimento e o domínio do processo de evaporação de gotas combustíveis, realizou a análise de sensibilidade glo- bal e a propagação das incertezas sobre o processo de evaporação de uma gota de n-heptano em meio inerte de nitrogênio. Sendo o referido sistema inicialmente avaliado por meio da perspectiva determinística, pela qual foi possível a implementação de um conjunto de equações relacionadas as variações térmicas e mássicas associadas aos números adimensionais de Nusselt e Sherwood, as equações NuSh-nat. Em etapa posterior o código computacional de evaporação de gotas foi associado as bibliotecas estocásticas Chaospy, Uncertainpy e SALib de forma que a análise de sen- sibilidade global foi realizada sob três sistemas distintos de evaporação de gotas, obtendo destas avaliações os termos de maior relevância ao processo de evaporação para que posteriormente, na etapa de propagação das incertezas, estas fossem propagadas à resposta final do problema avali- ado. Obtendo, assim, ao fim das simulações estocásticas as bandas de confiança características ao processo e as temperaturas de evaporação da gota combustível de n-heptano avaliadas.
Abstract: The droplet evaporation process, as well as the phenomenon of combustion, according to historical data is one of the oldest mankind processes, therefore both are widely used in everyday and industrial applications. Nevertheless, the antiquity and use of the process do not correspond to a complete and effective understanding of it, since the purely deterministic knowledge of these is usually loaded with errors and uncertainties (random and epistemic). In this context, the present work, seeking to increase the knowledge and mastery of the evaporation process of fuel droplets, performed a global sensitivity analysis and uncertainty propagation on the evaporation process of a n-heptane droplet in an inert nitrogen medium. Being the referred system initially evaluated by a deterministic perspective, through which it was possible to implement a set of equations related to thermal and mass changes associated with the Nusselt and Sherwood dimensionless numbers, the NuSh-nat equations. In a later step, the computational code of droplet evaporation was associated with the stochastic libraries Chaospy, Uncertainpy, and SALib so that the global sensitivity analysis was performed under three different systems of droplet evaporation, extracting from these the most relevant terms to the evaporation process so that later, in the stage of uncertainty propagation, these could be propagated to the final problem evaluated answer. Thus obtaining, at the end of the stochastic simulation process the usual confidence bands to the evaporation process of the n-heptane combustible droplet.
Keywords: Evaporação de gotas
Droplet evaporation
Análise de sensibilidade global
Global sensitivity analysis
Propagação de incertezas
Uncertainty propagation
Bandas de confiança
Confidence bands
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
Subject: Engenharia mecânica
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: CHAVES, Lucas Fernando Ribeiro. Análise de sensibilidade e propagação de incertezas em evaporação de gotas. 2021. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.263
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.263
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32346
Date of defense: 28-May-2021
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