Metodologia para projeto de biorreatores industriais via otimização multiobjetivo com base em parâmetros de desempenho calculados por técnicas de CFD (2015)
- Authors:
- Autor USP: ANSONI, JONAS LAERTE - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: CISALHAMENTO; REATORES BIOQUÍMICOS
- Language: Português
- Abstract: A crescente demanda por biocombustíveis e a concorrência dos combustíveis fósseis toma necessária a otimização dos meios já existentes e o desenvolvimento de novas tecnologias para produção de biocombustíveis, principalmente em projetos envolvendo biorreatores e fotobiorreatores (FBR) industriais. A dinâmica dos fluidos computacional (CFD) vem sendo utilizada em vários trabalhos para o estudo de parâmetros fluidodinâmicos que podem influenciar o rendimento dos processos químicos envolvidos, como tensão de cisalhamento, perfis de velocidade, tempo de residência e a influência da geometria sobre esses parâmetros. Contudo, não existe ainda um número abrangente de trabalhos que utilize técnicas de otimização acopladas com a resolução numérica do problema fluidodinâmico. Em alguns estudos, algoritmos de otimização são utilizados para determinar os melhores coeficientes das reações químicas. No entanto, não há estudos, até o momento, que reportem a otimização multiobjetivo simultânea dos parâmetros geométricos e do escoamento aplicados a equipamentos da indústria sucro-energética. Neste contexto, o presente trabalho de pesquisa tem como objetivo contribuir para o avanço científico e tecnológico através da implementação de um software aberto (PyCFD-O) que permita o acoplamento CFD-otimização e o desenvolvimento das bases de uma metodologia de projeto otimizado bem como de operação de biorreatores e FBRs de escala industrial. O PyCFD-O foi testado em dois estudos de caso que podem ser estendidos a um fermentador contínuo e um FBR. Os parâmetros geométricos de ambos os reatores foram otimizados de forma a minimizar simultaneamente a tensão de cisalhamento e a variância da distribuição do tempo de residência. O software PyCFD-O mostrou-se robusto, revelando que o processo global de otimização realiza de fato a busca pela fronteira de Pareto.Além da obtenção das geometrias otimizadas, também foram discutidos a influência dos parâmetros geométricos na hidrodinâmica do escoamento em ambos os casos
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2015
- Data da defesa: 21.05.2015
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ABNT
ANSONI, Jonas Laerte. Metodologia para projeto de biorreatores industriais via otimização multiobjetivo com base em parâmetros de desempenho calculados por técnicas de CFD. 2015. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-03092015-141101/. Acesso em: 16 abr. 2024. -
APA
Ansoni, J. L. (2015). Metodologia para projeto de biorreatores industriais via otimização multiobjetivo com base em parâmetros de desempenho calculados por técnicas de CFD (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-03092015-141101/ -
NLM
Ansoni JL. Metodologia para projeto de biorreatores industriais via otimização multiobjetivo com base em parâmetros de desempenho calculados por técnicas de CFD [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-03092015-141101/ -
Vancouver
Ansoni JL. Metodologia para projeto de biorreatores industriais via otimização multiobjetivo com base em parâmetros de desempenho calculados por técnicas de CFD [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-03092015-141101/ - Resolução de um problema térmico inverso utilizando processamento paralelo em arquiteturas de memória compartilhada
- Multiobjective optimization of a flat-panel airlift reactor designed by computational fluid dynamics
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