Browsing by Issue Date, starting with "2024-12-02"
Now showing 1 - 4 of 4
Results Per Page
Sort Options
- Swimming hydrodynamics: New insights about drag and propulsion and their interaction into performancePublication . Lopes, Tiago Jorge Duarte Gonçalves; Marinho, Daniel Almeida; Morais, Jorge Filipe EstrelaIn Swimming, there are numerous factors that influence performance, where hydrodynamic effects play a key-role. Hydrodynamics in swimming include resistance forces (drag) and propulsive forces. Due to all its complexity, hydrodynamics is one of the most studied areas in swimming. Drag has been extensively studied in swimming. Therefore, the first objective was to better understand how resistive forces are measured with a focus on active drag since swimmers spend of the race swimming. There are experimental and numerical methods to measure or estimate drag. Of all the existing methods for measuring drag, there is no gold standard. Indeed, all studies that compared methods reached the same conclusion: they all measure the same phenomenon despite differences among them. This may occur due to the characteristics of each method. A secondary objective was to use an equipment that collects propulsive data and understand the relationship of propulsive force with other swimming determinants. This is an equipment that is simple to use and understand, with the possibility of being used in a training context. It consists in a wireless sensor that also provides the trajectory of the hand. This way, it was possible to understand at what point of the arm-pull swimmers generate greater forces. All this information is acquired in real time through a mobile application that transmits the swimmers' outputs. In this study, swimming speed, propulsive force and other kinematic and kinetic variables did not change significantly (p < 0.05) between sections (only the intracyclic fluctuation of swimming speed decreased significantly, p = 0.005). Realizing that swimming speed was determined by the interaction of kinematic and kinetic variables, specifically by propulsive force and active drag coefficient. The third objective was to understand and explain the relevance of using the drag coefficient in hydrodynamic studies. Seeking to improve the efficiency and performance of swimmers, allowing the identification of areas for improvement in swimming technique and the development of more effective training strategies. The drag coefficient can be calculated based on the value of force, obtained by both drag and propulsion, providing a crucial measure to understand and optimize the interaction between the swimmer and the water during swimming. It is possible to see that swimmers have a greater active drag coefficient than the passive one, but with a strong agreement between them. Greater active than passive drag can probably be due to the larger frontal surface area during active conditions. Active coefficient data appears to be a more absolute indicator of drag for determining a hydrodynamic profile. Better than studying isolated cases of propulsion or drag.
- Numerical Analysis of a Centrifugal Pump in OpenFOAMPublication . Gouveia, Pedro Miguel da Silva; Silva, André Resende Rodrigues da; Magalhães, Leandro Barbosa; Moreira, HorácioThis dissertation investigates the development and validation of a numerical model for the analysis of centrifugal pumps using the OpenFOAM v11 software. The primary focus was on simulating pumps operating with constant fluid density and minimal temperature variation. The model was validated against experimental data from the literature, using the Navier-Stokes equations with RANS approximation and the k - e turbulence model. Numerical results for global parameters, such as total head and power, showed an agreement with errors of 4.30% and 4.37% compared to experimental data, respectively, and the best efficiency point was predicted with a 3.73% deviation. Additionally, the performance of a pump developed by Omnidea, Lda. was initially intended to be analyzed. However, these simulations were discarded due to lack of computational resources and insufficient time to implement the necessary cavitation and multiphase flow models. The absence of these models made it impossible to accurately represent regions where the pressure drops below the fluid’s vapor pressure, a critical factor in cryogenic applications. Therefore, it was concluded that the numerical model used is suitable for simple flow conditions but requires improvements to be applied in more complex simulations. The results suggest that, while the method is efficient for pump analysis in non-cavitating conditions, future studies should incorporate more advanced cavitation and two-phase flow models to enable more accurate analysis in high-performance systems.
- Novas Tecnologias de Comunicação entre Satélites e Aeronaves sob Condições MeteorológicasPublication . Rodrigues, Tayná Gurupy; Reis, António Domingos; Velez, Fernando José da SilvaEsta dissertação de mestrado analisa e avalia o efeito das condições meteorológicas desfavoráveis na comunicação entre satélites de órbita baixa (LEO), como os pertencentes à constelação Starlink, e um avião comercial durante um voo transatlântico, partindo do Aeroporto Internacional de Lisboa (LIS) e aterrissando no Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro (GIG). A interação ocorre na faixa Ku e emprega parâmetros da tecnologia 5G-NR. A pesquisa examina o impacto de fenômenos atmosféricos, como chuva, neblina, nuvens, cintilação ionosférica e troposférica, na qualidade do sinal nas ligações ascendente e descendente. Por meio de simulações minuciosas executadas no Ansys STK, constatou-se que tais condições climáticas afetam negativamente a relação sinal-ruído (C/N e C/No), intensificam a atenuação do sinal e elevam a taxa de erro de bits (BER), prejudicando a estabilidade da comunicação. Contudo, as simulações, considerando 177 pontos para a modelação da trajetória do avião entre Lisboa e Rio de Janeiro, também revelaram que a BER se aprimora à medida que o sistema se ajusta às mudanças, nomeadamente da influência da variação dos aspetos climáticos e do handover. A avaliação realizada confirma que a eficácia, confiabilidade e durabilidade das comunicações via satélite é influenciada por fenômenos atmosféricos. O estudo ressalta a importância de adotar estratégias de mitigação efetivas, como algoritmos adaptativos de controlo de potência, para ajustar dinamicamente a potência de emissão, e ligações redundantes, com o objetivo de aumentar a resiliência dos sistemas de comunicação em situações de intensas mudanças climáticas, para assegurar a continuidade e a fiabilidade da comunicação por satélite, particularmente em cenários críticos como a gestão do tráfego aéreo e em tecnologias emergentes, como eVTOL e Mobilidade Aérea Urbana. Também poderão ser benéficos métodos de introdução da diversidade em frequência, como a combinação de bandas Ka e Ku, e a modelação dinâmica, em tempo real, dos fenómenos atmosféricos.
- Aplicação de Sistemas de Informação Geográficas ao Património da Cidade da Praia (Cabo Verde)Alves, Admir Hamilton Fernandes; Virtudes, Ana Lidia Moreira Machado Santos dasA presente Dissertação de Mestrado, tem como foco os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e a sua aplicação ao património cultural imóvel da cidade da Praia, capital de Cabo Verde. O estudo refere-se à ligação entre tecnologias geoespaciais e salvaguarda e valorização do património histórico e cultural, tendo como caso de estudo o espaço urbano ou bairro do Plateau, correspondente à zona histórica da cidade. O principal objetivo é demonstrar como os SIG podem ser uma ferramenta eficaz para mapear e criar bases de dados, descrevendo as infraestruturas do património. Mapearam-se e sintetizaram-se numa base de dados, as 74 infraestruturas do património cultural do Plateau, em 10 tipologias distintas. Entre outros atributos, refira-se que datam de 1800 a 1960 e cerca de 60% são residenciais. Inserem-se em solo Urbano, na UOPG 2 da Praia Centro (U2) do Plano Diretor Municipal da Praia e 5,4% situam-se em ruas que privilegiam a circulação de peões. Cerca de 68% estão em bom estado de conservação, o que é uma vantagem na sua salvaguarda e valorização. Foi efetuada uma revisão detalhada da literatura, bem como o acesso à plataforma do Instituto do Património de Cabo Verde (IPC), que veio a revelar-se um elemento-chave, para a recolha de dados. Foi também contextualizada a importância dos SIG na salvaguarda e valorização do património cultural, utilizando dados geoespaciais da Cidade da Praia. Os resultados obtidos realçam várias aplicações práticas dos SIG, como a elaboração de inventários específicos do património. Além do mais, foram abordados os desafios enfrentados e as soluções essenciais para implementar seguramente os SIG na salvaguarda e valorização do património cultural, em circunstâncias urbanas como a Cidade da Praia. Espera-se que os resultados alcançados possam vir a contribuir para a perceção das vantagens e importância dos SIG na gestão do património cultural, apresentando insights importantes para os decisores administrativos e investigadores com interesse neste assunto. Bem como poder vir a contribuir para informar as autoridades nacionais de Cabo Verde, o Governo, o IPC e as entidades locais, como a Câmara Municipal da Cidade da Praia, acerca das boas práticas a seguir para salvaguardar e valorizar este património.