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dc.creatorZuffi, Geisa Arruda-
dc.date.accessioned2022-08-09T13:20:31Z-
dc.date.available2022-08-09T13:20:31Z-
dc.date.issued2022-02-14-
dc.identifier.citationZUFFI, Geisa Arruda. Estudo teórico e experimental da levitação acústica de campo próximo. 2022. 132 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.5302.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35419-
dc.description.abstractNear-field Acoustic levitation occours when a squeezed film is created between a driven surface and the object to be either transported or levitated. The driven surface is then responsible for the pressurization of the gas (usually the air), which occurs due to its large amplitude and high frequency oscillations (ultrasonic frequency, greater than 20 kHz), normally achieved through the use of ultrasonic transducers (more commonly a Langevin transducer) operating in resonance condition. The increase in the pressure of this gas will depend on its viscosity and compressibility. Besides, the average of the resulting pressure field generated (in the time domain) should be greater than the pressure of the environment in which the levitation system is inserted. Thus, near-field acoustic levitation is part of the search for alternatives that allow for the transport and storage of objects and substances without contact between surfaces, so that linear or rotational high-speed movements in machines may occur without the use of conventional lubricants. However, this technique has limitations with respect to applications where a high load capacity is required. Therefore, this work aims to analyze the behavior of the near-field acoustic levitation technique under different conditions in order to determine which agents exert some influence on its carrying capacity. For this aim, the numerical model of a near-field acoustic levitation system with the object to be levitated fixed and free is presented. Then, the interval uncertainty and sensitivity analyses technique is applied in order to evaluate the effects of uncertainties on both the operational (drive frequency, drive surface size, vibration amplitude) and environmental (initial pressure and ambient fluid viscosity) parameters regarding the near-field acoustic levitation performance. In this way, it was possible to verify that the load capacity of the levitation system with the upper disk fixed, is more sensitive to the uncertainties applied in the environmental conditions and in the operational frequency. While the levitation system with the upper disc free has its performance more influenced by the operational parameters (amplitude of vibration and size of the actuation surface). Finally, a comparative experimental study is carried out between near-field acoustic levitation systems with drive surfaces with and without grooves and comparative numerical analyzes between systems without textures (smooth drive surface), with grooves of different sizes and with steps in different positions. different. In general, the smooth drive surface presented the best performance among those evaluated, followed by the stepped surface.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectLevitação Acústica de Campo Próximopt_BR
dc.subjectAnálises de Incertezas e Sensibilidades Intervalarespt_BR
dc.subjectLevitação Acústica com Ranhuraspt_BR
dc.subjectAnálise de Incertezas em Levitação Acústicapt_BR
dc.titleEstudo teórico e experimental da levitação acústica de campo próximopt_BR
dc.title.alternativeTheoretical and experimental study of near field acoustic levitationpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Cavalini Júnior, Aldemir Aparecido-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0387727577180664pt_BR
dc.contributor.advisor1Steffen Júnior, Valder-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6838375689601075pt_BR
dc.contributor.referee1Gonçalves, Rogério Sales-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9474579551520236pt_BR
dc.contributor.referee2Duarte, Marcus Antonio Viana-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9030389274220180pt_BR
dc.contributor.referee3Silva, Maira Martins da-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3064071594531422pt_BR
dc.contributor.referee4Abud, Celso Vieira-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5634231159637601pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1375659120334625pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoA levitação acústica de campo próximo consiste na criação de um Ąlme de gás comprimido entre uma superfície de acionamento e o objeto que se deseja transportar ou levitar. A superfície de acionamento é então responsável pela pressurização desse gás (normalmente o ar), que ocorre devido às oscilações de grande amplitude e alta frequência (frequência ultrassônica, superior a 20 kHz), geralmente alcançadas a partir da utilização de transdutores ultrassônicos (mais comumente, os transdutores de Langevin), operando em condição de ressonância. A elevação da pressão desse gás dependerá de suas viscosidade e compressibilidade, e a média do campo de pressão resultante gerado (no domínio do tempo) deverá ser maior do que a pressão do ambiente no qual se encontra o sistema de levitação. Sendo assim, a levitação acústica de campo próximo insere-se no contexto da busca por alternativas que permitam o transporte e o armazenamento de objetos e substâncias sem que haja contato entre eles e a superfície transportadora e que movimentos lineares ou rotacionais de alta velocidade em máquinas possam ocorrer sem a utilização de lubriĄcantes convencionais. Entretanto, esta técnica possui limitações no que diz respeito a aplicações onde é necessária uma alta capacidade de carga. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento da técnica de levitação acústica de campo próximo sob condições distintas de forma a determinar quais são os agentes que exercem inĆuência sobre a sua capacidade de carga. Para isso, foi feito um estudo teórico a partir dos modelos matemáticos de um sistema de levitação acústica de campo próximo com o objeto a ser levitado Ąxo e livre e, em seguida, foi aplicada a técnica de análise de incertezas e sensibilidade intervalares com o objetivo de avaliar os efeitos de incertezas aplicadas aos parâmetros operacionais (frequência de acionamento, tamanho da superfície de acionamento, amplitude de vibração) e ambientais (pressão inicial e viscosidade do Ćuido ambiente) no desempenho da levitação acústica de campo próximo. Dessa forma foi possível veriĄcar que a capacidade de carga do sistema de levitação com o disco superior Ąxo, é mais sensível às incertezas aplicadas nas condições ambientais e na frequência operacional. Enquanto que o sistema de levitação com o disco superior livre tem o seu desempenho mais inĆuenciado pelos parâmetros operacionais (amplitude de vibração e tamanho da superfície de acionamento). Por Ąm, é realizado um estudo experimental comparativo entre sistemas de levitação acústica de campo próximo com superfícies de acionamento com e sem ranhuras e análises numéricas comparativas entre sistemas sem texturas (superfície de acionamento lisa), com ranhuras de diferentes tamanhos e com degraus em posições distintas. De modo geral, a superfície de acionamento lisa foi a que apresentou o melhor desempenho dentre as avaliadas, seguida pela superfície com degraus.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration132pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.5302pt_BR
dc.orcid.putcode117099399-
dc.crossref.doibatchid46fda519-77f9-4401-9554-2dfc019dfb92-
dc.subject.autorizadoEngenharia Mecânicapt_BR
dc.subject.autorizadoGás comprimidopt_BR
dc.subject.autorizadoOndas estacionáriaspt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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