The modelling of turbulent multiphase flows has been gathering high interest in the last decades in the scientific community due to its relevance in several applications, such as in industrial and environmental processes or for chemical and biomedical purposes. In fact, regarding the industrial applications, the impingement of liquid fuel sprays onto engine surfaces has become a subject of interest due to its influence on the mixture preparation prior to combustion and, consequently, engine performance and pollutants emission (Barata and Silva, 2005). However, there is still a lack of knowledge concerning the spray-wall interaction but also concerning the exact phenomenon occurring during the process. These gaps do not allow defining the most favourable conditions for the optimal engine performance. Hence, the main challenge for the investigators lies in attaining a much deeper understanding of the phenomena involved in the spray impingement process, through either theoretical analysis or experimental investigation. Meanwhile, the splash phenomenon has been the focus of many researchers due to its relevance in the combustion process of small-bore, direct-injected gasoline and diesel engines, as well as in a variety of other industrial devices in which sprays impinge on solid surfaces. Bai and Gosman (1995) developed a model to predict the outcomes of spray droplets impacting on a wall with temperatures below the fuel boiling point. This model, which has been formulated using a combination of simple theoretical analysis and experimental data from a wide variety of sources, was later improved (Bai et al., 2002) by refining the dissipation energy term and by enhancing the post-splashing characteristics. In fact, recently, significant attention has been given to this regime either through the definition of transition criteria that better fit specific conditions of the experimental configuration under study or by characterizing the behaviour of the drop during all stages of the regime (expansion of the lamella, crown formation and propagation, etc.) through both theoretical analyses and experimental data. Beyond the transition criteria, another aspect that controls the characteristics of the secondary droplets after the impacts is the energy dissipation term and thus, it is essential its proper definition for adequately modelling these multi-phase flows. However, contrary to spreading, there is little literature available related to this particular parameter and, more important than that is the fact that there is a certain ambiguity even for what it represents exactly. In addition, the majority of the dissipative energy loss relationships have been deduced for the spread regime, i.e., from the beginning of the expansion of the lamella until the drops reaches its maximum extent (without splashing). This situation can be overcome through some simplifying assumptions, which obviously carries inaccuracy. The present work is dedicated to the study of the sprays impingement onto a solid wall through a crossflow. The major purpose of the thesis is to improve the accuracy of the base model, which is the model of Bai et al. (2002), through the employment of both new correlations for the deposition/splash transition criteria and energy dissipation loss relationships available in the literature. The numerical predictions are then compared with the experimental data of Arcoumanis et al. (1997) for two crossflow rates ( and ). From the results, it can be concluded that the employment of different transition criteria can bring better results (see also Silva et al., 2011). On the other hand, no improvements were seen by the employment of the new energy dissipative loss relationships in the base models, which calls for further research in this particular matter.

Air transport plays a crucial role in globalization, connecting people and businesses worldwide. Nonetheless, its reliance on fossil fuels significantly contributes to greenhouse gas emissions and pollution. The continuous growth of this sector, alongside the environmental issues and the depletion of fossil fuels, has promoted the investigation of alternative and sustainable energy sources that could supply the aviation industry. Biofuels, drop-in fuels, are considered a promising alternative since they can offer carbon neutrality and substantially further reduction of pollutant emissions, leading to an attractive replacement for conventional jet fuel. Besides reducing dependence on fossil fuel and offering cleaner combustion, many challenges remain regarding biomass availability, process cost, and fuel properties like energy content, viscosity, and volatility. One of the ways to improve the performance of biofuels could be the addition of nanoparticles. This new fuel generation is noted as nanofuels centered on dispersing nanoparticles stably suspended in conventional liquid fuels. In particular, metallic nanoparticles have shown increased fuel energy density, enhancements in combustion rates, reduced ignition delay and fuel consumption, and decreased emissions. According to the previous discussion, the present study investigates the influence of metallic particles on sustainable aviation fuel. This fundamental study initially focuses on nanofuel preparation and stability to address its potential use in real applications. Several preparation approaches are suggested to maintain the stability of nanofuels, particularly for high particle concentrations. Following this, both experimental and numerical investigations are conducted on the combustion of a single droplet, exploring several furnace temperatures, particle sizes, and concentrations. In light of this, the droplet size evolution, disruptive burning phenomena, and potential mechanisms that affect nanofuel combustion are discussed. The experiments conducted in a drop tube furnace suggest that nanoparticle addition promotes the appearance of disruptive burning phenomena regardless of the furnace temperature and particle and size concentrations. In addition, a departure from the D2 -law is noticed, affecting the droplet burning rate. Based on this, the addition of nanoparticles to a liquid fuel is numerically studied. Subsequently, an experimental analysis of the spray under non reacting conditions is performed. An experimental facility was developed using a commercial air-assisted atomizer with external mixing to ease the operation of nanofuels. Imaging and Phase-Doppler Interferometer techniques were used to understand the breakup length, spray cone angle and droplet size, and velocity distributions for several air-fuel ratios. The findings suggest that in terms of single droplet combustion, the addition of nanoparticles possesses a beneficial role, whereas, in atomization, an adverse impact is observed, particularly when the particle concentration is increased. Finally, the development of a laboratory combustion chamber for liquid fuels is discussed. An experimental setup was designed and constructed, which plays a significant role in researching alternative and sustainable fuels.

O título da tese foi inspirado pelo livro "S, M, L, XL", e apresenta uma seleção do trabalho de design produzido pela firma Holandesa "Office for Metropolitan Architecture" (O.M.A.) e o seu fundador, Rem Koolhaas nos seus primeiros vinte anos; O título do livro é também o método de apresentação: os projetos e ensaios são organizados de acordo com a sua escala. Eu penso que "stone, rock and mountain" progride também do pequeno para o grande. 1) Ao aprender-se pintura de paisagem tradicional Chinesa, geralmente começa-se pelas linhas e as combinações das linhas, depois passa-se para as pedras, rochas, e várias combinações de pedras e rochas. Só após isso é que se consegue dominar a representação das montanhas e possivelmente incorporar elementos como as nuvens, nevoeiro, riachos e árvores. O objetivo final é expressar um profundo entendimento e apreciação da natureza, da vida e do universo. 2) Com base nas necessidades da expressão e nas capacidades de controlo, os desenhos também desafiam nos formatos maiores a criação de uma experiência visual mais substancial. Tal como Michael Biberstein era habilidoso a usar pinturas de grande escala na criação de uma experiência imersiva para os espectadores, a trajetória do seu trabalho também evoluiu de peças mais pequenas nos seus primeiros anos para trabalhos em grande escala anos mais tarde. A sua peça final, completa post mortem, foi um enorme teto de uma igreja que evoca uma imaginação sem fim. 3) Por outro lado, uma pedra pode ser uma montanha para uma formiga. As montanhas e até os planetas vistos pelo olho humano do alto do céu, são reduzidos a pedras e rochas, dependendo dos avanços tecnológicos (como os drones, o Telescópio Webb Space, e a missão Human Mars), a perspectiva observacional e a imaginação. Posto isto, queria também manter este tópico em aberto. Esta tese explora primariamente o uso do aerógrafo para representar paisagens, particularmente paisagens de montanhas com rochas e nevoeiro. Estas paisagens são baseadas nas minhas observações em Portugal e na China, assim como as interpretações artísticas de memória, emoção e imaginação. O propósito deste projeto é desenvolver uma compreensão abrangente de técnicas de desenho individuais, englobando métodos de observação, ferramentas de desenho, materiais, e técnicas, assim como também estudar e refinar os trabalhos anteriores e as teorias relacionadas com as paisagens de montanhas e rochas. Esta iniciativa vai também focar-se em aspetos chave e explorar ultimamente aspirações espirituais. Espero que este método possa abranger múltiplas perspetivas importantes desde a superfície até ao seu centro. O significado desta investigação reside no facto de, através da paciência, eu ter ganho técnicas e exemplos práticos de como usar drones para observar paisagens e de empregar ferramentas e materiais contemporâneos, tais como sprays e mediums, facilitando a criação de possíveis referências. Em relação às estéticas Ocidentais e o espírita Oriental da pintura com tinta, proponho e tento explicar conceitos, tais como: "semelhança estética" e "combinação" expandindo assim as perspetivas e as possibilidades criativas para a elaboração de paisagens centradas em montanhas e rochas. O estudo do trabalho é dividido em três partes principais. A primeira, foca-se nos trabalhos artísticos de Michael Biberstein e na análise dos seus trabalhos representativos. A segunda, desenvolve um método criativo pessoal, para tal, tentei estabelecer um pensamento básico ao refinar, organizar, e a sumarizar vários aspetos chave: inicialmente, estudando a evolução do significado simbólico das montanhas e das rochas como aspetos criativos nas culturas Oriental e Ocidental ao longo da história; depois, tendo em conta a perspetiva de auxiliar a criação artística, explorar a "observação e perspetiva", "modelagem e composição", e "cor"; e finalmente, ascendendo à exploração da "busca da conceção artística", através da reflexão filosófica pessoal e respostas de artistas representativos, considerando entre estes artistas, tanto a China como o Ocidente e o período desde a antiguidade até aos tempos modernos. A terceira parte, descreve o meu método criativo primário usando o aerógrafo. Sumarizo a base das técnicas de um aerógrafo (ferramentas, materiais, e as operações simples) e depois pratico a criação com aerógrafo tanto em papel como em tela, combinando assim os pigmentos Chineses com materiais artísticos comprados em Portugal, usando sprays e mediums como parte do processo criativo.

We use optimal control theory with the purpose of finding the best spraying policy with the aim of at least to minimize and possibly to eradicate the number of parasites, i.e., the prey for the spiders living in an agroecosystems. Two different optimal control problems are posed and solved, and their implications discussed. © EDP Sciences, 2017.

A crioterapia tem como finalidade aumentar o limiar de dor, a viscosidade dos tecidos, a produção de endorfinas e testosterona e melhorar a recuperação geral de fadiga após os treinos, dessa forma, a aplicação das diferentes formas de crioterapia no desporto vem sendo amplamente estudadas, pois seus efeitos na propriocepção ainda são um pouco controversos. O pack de gelo triturado e o spray são duas das modalidades de crioterapia, mas a segunda ainda não foi muito estudada. Este estudo tem como objetivo comparar essas duas modalidades e determinar se uma delas causam efeito deletério na propriocepção, estabilidade postural e equilíbrio. Para atingir este objetivo, quinze estudantes saudáveis que realizaram desporto foram recrutados. Eles foram submetidos, de forma randomizada, a ambas as modalidades de crioterapia. O pack de gelo foi aplicado por 20 minutos e o spray foi aplicado até que uma fina camada de gelo se formasse no local. A temperatura da pele, o sensação de posição articular do joelho e o equilíbrio estático e dinâmico foram medidos antes e imediatamente após a crioterapia. Os resultados mostram que a temperatura da pele está significativamente diminuída (p <0,001) pelas duas modalidades, 45,06 ± 1,17% para o pack de gelo e 29,68 ± 2,17% para o spray. O desempenho do teste do equilíbrio de Y não se alterou significativamente após as duas modalidades de crioterapia (pack: p = 0,854 vs spray: p = 0,124). A sensação de posição articular também não variou em nenhum dos indicadores após as duas modalidades. As mudanças na estabilidade postural não foram significativamente diferentes entre as modalidades de crioterapia, apesar de uma diminuição significativa na velocidade e do deslocamento total do centro de pressão após o arrefecimento. Em conclusão, a aplicação de crioterapia na forma de pack de gelo por 20 minutos ou spray no músculo quadríceps não influenciou a propriocepção, controle motor ou equilíbrio, de modo que o retorno ao jogo após a aplicação pode não ser prejudicial ao atleta.

O presente trabalho descreve um destilador para dessalinização de água do mar, em que a evaporação é efectuada através de um 'spray', com a finalidade de aumentar a produção diária de água. É apresentado o princípio de funcionamento do sistema, descrito o protótipo construído e apresentados e discutidos os resultados já obtidos durante os ensaios em laboratório. A produção aumenta com a temperatura, de uma forma quadrática, e com a diminuição quer do caudal de entrada quer do diâmetro das gotas produzidas pelos pulverizadores. A câmara pode ser associada a um sistema de Colectores Solares Planos ou Colectores CPC, sendo no entanto preferível um sistema que permita o seu funcionamento em contínuo como por exemplo os Lagos Solares, podendo, nestas condições obter-se produções de cerca de 40 kg/dia.

O principal objetivo deste trabalho consiste em estudar experimentalmente a formação de partículas de neve carbónica e a sua aglomeração. As partículas de neve carbónica são produzidas pela rápida expansão do dióxido de carbono líquido através do bocal de expansão com base no efeito de Joule-Thomson. Posteriormente, as partículas de neve carbónica atravessam o difusor de secção divergente que atua como uma câmara de aglomeração. Para a realização deste trabalho, concebe-se uma instalação experimental que permite o estudo das variáveis independentes do bocal de expansão e do difusor, como é o caso do diâmetro do orifício e da altura/diâmetro de saída, respetivamente. A distribuição dos aglomerados de neve carbónica no spray é observada através de uma câmara de alta-velocidade com o auxílio de duas estratégias de iluminação: a retro-iluminação e a luz laser. Os resultados experimentais são divididos em duas partes: (i) análise qualitativa e (ii) análise quantitativa. Da análise qualitativa observa-se que o caudal mássico médio aumenta comoaumentododiâmetrodoorifíciodobocaldeexpansão,oquecontribui para uma maior evolução do diâmetro de secção do spray. Relativamente as parâmetros geométricos do difusor, observa-se que o aumento da sua altura possibilita a interação entre as micro-partículas durante mais tempo, o que leva à formação de aglomerados de grandes dimensões. Por sua vez, a diminuiçãododiâmetrodesaídaimplicaumamaiorprobabilidadedecolisão das micro-partículas entre si e com a superfície interior do difusor, sendo esta última o fator determinante na formação de aglomerados. O processo de aglomeração de partículas de neve carbónica é explicado pelos processos simultâneos da deposição de partículas e a sua reentrada no spray. Com isto, para assegurar a formação do spray de partículas de CO2 é necessário que a razão H/D seja superior a 2. Da análise quantitativa, observa-se que a evolução do diâmetro do spray, à medida que se aumenta o diâmetro do orifício do bocal, é mais significativa para diâmetros inferiores a 2,5 mm. Deste modo, a influência dos bocais com diâmetros superiores a 2,5 mm não apresenta variação considerável na formação do spray de micro-partículas. A velocidade de uma partícula à saída do difusor é influenciada pelos seus parâmetros geométricos, em que, para o difusor com D = 37,5 mm e H = 150 mm a velocidade é aproximadamente o dobro da velocidade de uma partícula do difusor com D = 50 mm e H = 200 mm.

A aplicação de crioterapia no tratamento de lesões faz parte do quotidiano dos fisioterapeutas e desportistas. É uma estratégia muito utilizada no tratamento das lesões músculo-esqueléticas, sendo a aplicação de frio feita através de diferentes formas. A aplicação de spray de gelo é comummente observada em contexto desportivo, contudo os seus efeitos imediatos na função neuromuscular são pouco conhecidos. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da aplicação de gelo em forma de spray no equilíbrio dinâmico (avaliada através do Y-Balance Test) e no tempo de latência do músculo longo peronial em adultos jovens. Foi efetuado um estudo cruzado, de medidas repetidas, e amostras emparelhadas com 15 participantes (25,40 ± 6,79 anos de idade). Os participantes receberam spray de gelo e spray placebo em duas sessões com um intervalo de 2 a 7 dias. A ordem das sessões foi determinada de forma aleatória. O spray foi aplicado na região lateral da articulação tibiotársica até que uma fina camada de gelo se começasse a formar. A temperatura cutânea, o equilíbrio dinâmico e o tempo de latência do longo peronial foram medidos antes e imediatamente após a aplicação do spray. A temperatura cutânea diminuiu em média 15,40 ± 3,3 % após a aplicação de spray de gelo e apenas -2,1 ± 2,2% após spray placebo (p<0,001). Não se observaram alterações significativas no tempo de latência após a aplicação de qualquer spray (gelo ou placebo). Na performance no YBT verificou-se uma diminuição em média de -20,8 ± 14,5% na distância de alcance na direção anterior após a aplicação do spray de gelo (p<0,001). As distâncias posterolateral e posteromedial não apresentaram diferença estatisticamente significativa em nenhuma das sessões. A alteração na performance global no YBT foi significativamente diferente entre sessões, diminuiu -5,7 ± 6,9% após aplicação de spray de gelo versus 1,1 ± 3,7% na sessão placebo (p=0,002). O tempo de latência não se alterou significativamente após as duas modalidades de spray (placebo: p=0,309 vs gelo: p=0,947). Em conclusão, a aplicação de spray de gelo na região lateral da articulação tibiotársica influenciou negativamente o equilíbrio dinâmico de jovens adultos.

The citrus greening disease or Huanglongbing (HLB) is the most devastating disease of citrus crops. Trioza erytreae is a vector of HLB. Since its introduction in Europe, the insect reached the northern region of Spain and the southern region of Portugal, threatening relevant citrus production areas. Limiting the spread of HLB vectors is mandatory to prevent this disease. In this work, we assessed the effect of kaolin, a white mineral clay, on the landing, settling behavior and feeding behavior of Trioza erytreae on lemon plants. After kaolin application, the number of plants on which the insect was found was significantly lower than on untreated plants in the laboratory and in the field. Moreover, there were significantly fewer T. erytreae and a shorter duration of phloem-related events on kaolin-treated than untreated plants. The use of kaolin could be a suitable and efficient tool for inclusion into integrated pest management programs or organic production to reduce populations of T. erytreae and subsequently limit the spread of HLB in citrus crops. (c) 2022 The Authors. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.