Análise de sensibilidade e propagação de incertezas em evaporação de gotas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32346 http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.263 |
Resumo: | 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. |
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Análise de sensibilidade e propagação de incertezas em evaporação de gotasSensitivity analysis and uncertainty propagation in droplet evaporationEvaporação de gotasDroplet evaporationAnálise de sensibilidade globalGlobal sensitivity analysisPropagação de incertezasUncertainty propagationBandas de confiançaConfidence bandsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTEEngenharia mecânicaThe 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.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)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.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaCunha Junior, Americo Barbosa dahttp://lattes.cnpq.br/5659403706694491Vedovotto, João Marcelohttp://lattes.cnpq.br/5630598971511798Cavalini Junior, Aldemir Aparecidohttp://lattes.cnpq.br/0387727577180664Campos Velho, Haroldo Fraga dehttp://lattes.cnpq.br/5142426481528206Chaves, Lucas Fernando Ribeiro2021-07-05T16:23:47Z2021-07-05T16:23:47Z2021-05-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCHAVES, 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.2021.263https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32346http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.263porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-07-06T06:21:58Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/32346Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-07-06T06:21:58Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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