@MastersThesis{Maia:2024:DeUnCo,
author = "Maia, Alan Felipe Castilho",
title = "Development of uninterrupted correlations of working fluid
properties for passive two-phase heat transfer devices within and
out of operating temperature limits",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2024",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2024-02-20",
keywords = "heat pipes, operating temperature limits, working fluid
properties, uninterrupted correlations, thermo-physical properties
of water, tubos de calor, limites de temperatura operacional,
propriedades dos fluidos de trabalho, correla{\c{c}}{\~o}es
ininterruptas, propriedades termo f{\'{\i}}sicas d’{\'a}gua.",
abstract = "The rapid evolution of computational technology leads widespread
use of numerical simulations in projects. These simulations offer
cost-effective alternatives to extensive experimental work, using
advanced mathematical models to represent complex physical
phenomena. The focus of this work is on two-phase heat transfer
devices, specifically heat pipes, whose performance depends on
thermo-physical properties taking water as a working fluid. In
this work it is proposed new-type approximations of 13
thermo-physical properties of water needed for heat pipes complex
mathematical models, which could be able to simulate transient
modes over the entire temperature range without interruptions
either in value or derivative, including start-up from freeze or
supercritical conditions. All property formats are unified to be
dimensionless and to have values 0 at the triple point and 1 at
the critical point to all 13 properties. For the first time, the
approximations are presented not in the commonly used format of
closed-form empirical correlations, but in the form of
pseudo-code, which can be implemented in any programming language.
Smoothing within the piecewise functions and between matter states
is performed by an interfacing algorithm with application of the
Heaviside functions. Optimal parameters of some approximations are
obtained with a developed random-search algorithm completed with a
feature of interactive bounds reduction. A criterion which
combines minimal average absolute deviation and minimal maximal
deviation, factored with dimensionless weights, was used. Despite
the significance of this topic for heat pipe numerical
simulations, no prior publications have been found. The work
presented is groundbreaking, linking all three major states of
matter (freezing, saturation, and supercritical zones) and using
water as working fluid for heat pipe. RESUMO: A r{\'a}pida
evolu{\c{c}}{\~a}o da tecnologia computacional conduz ao amplo
uso de simula{\c{c}}{\~o}es num{\'e}ricas em projetos. Essas
simula{\c{c}}{\~o}es oferecem alternativas economicamente
vi{\'a}veis para extenso trabalho experimental, utilizando
modelos matem{\'a}ticos avan{\c{c}}ados para representar
fen{\^o}menos f{\'{\i}}sicos complexos. O foco deste trabalho
est{\'a} voltado para dispositivos de transfer{\^e}ncia de calor
de duas fases, especificamente tubos de calor, cujo desempenho
depende de propriedades termo f{\'{\i}}sicas considerando a
{\'a}gua como fluido de trabalho. Neste trabalho, s{\~a}o
propostas novas aproxima{\c{c}}{\~o}es de 13 propriedades termo
f{\'{\i}}sicas da {\'a}gua necess{\'a}rias para modelos
matem{\'a}ticos complexos de tubos de calor, que podem ser
capazes de simular modos transit{\'o}rios em toda a faixa de
temperatura sem interrup{\c{c}}{\~o}es, seja no valor ou na
derivada, incluindo a inicializa{\c{c}}{\~a}o a partir de
condi{\c{c}}{\~o}es de congelamento ou supercr{\'{\i}}ticas.
Todos os formatos de propriedades s{\~a}o unificados para serem
adimensionais e terem valores 0 no ponto triplo e 1 no ponto
cr{\'{\i}}tico para todas as 13 propriedades. Pela primeira vez,
as aproxima{\c{c}}{\~o}es s{\~a}o apresentadas n{\~a}o no
formato comumente usados de correla{\c{c}}{\~o}es
emp{\'{\i}}ricas em forma fechada, mas na forma de
pseudoc{\'o}digo, que pode ser implementado em qualquer linguagem
de programa{\c{c}}{\~a}o. O suavizamento dentro das
fun{\c{c}}{\~o}es e entre estados da mat{\'e}ria {\'e}
realizado por um algoritmo de interface com a
aplica{\c{c}}{\~a}o de fun{\c{c}}{\~o}es de Heaviside.
Par{\^a}metros {\'o}timos de algumas aproxima{\c{c}}{\~o}es
s{\~a}o obtidos com um algoritmo de busca aleat{\'o}ria
desenvolvido com uma caracter{\'{\i}}stica de
redu{\c{c}}{\~a}o interativa de limites. Um crit{\'e}rio que
combina desvio m{\'e}dio absoluto m{\'{\i}}nimo e desvio
m{\'a}ximo m{\'{\i}}nimo, ponderado com pesos adimensionais,
foi utilizado. Apesar da import{\^a}ncia desse t{\'o}pico para
simula{\c{c}}{\~o}es num{\'e}ricas de tubos de calor, nenhuma
publica{\c{c}}{\~a}o anterior foi encontrada. O trabalho
apresentado {\'e} inovador, vinculando os tr{\^e}s principais
estados da mat{\'e}ria (s{\'o}lido, satura{\c{c}}{\~a}o e
zonas supercr{\'{\i}}ticas) e utilizando a {\'a}gua como fluido
de trabalho para tubos de calor.",
committee = "Vladimirovich, Valeri Vlassov (orientador/presidente) and Costa,
Rafael Lopes (orientador) and Corat, Evaldo Jos{\'e} and Rivas,
Gustavo Adolfo Ronceros",
englishtitle = "Desenvolvimento de correla{\c{c}}{\~o}es cont{\'{\i}}nuas de
propriedades do fluido de trabalho para dispositivos passivos de
transfer{\^e}ncia de calor bif{\'a}sico dentro e fora dos
limites de temperatura de opera{\c{c}}{\~a}o",
language = "en",
pages = "267",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/4AQ4ASL",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/4AQ4ASL",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "16 maio 2024"
}