Research Topics

Topic i

Compact Heat Sinks and Advanced Materials

Topic ii

Sistemas Fotovoltaicos e Armazenamento Térmico

Topic iii

Engenharia de Superfície e Fenômenos de Transporte em Processos Bifásicos

Topic iv

Modelagem fenomenológica e simulação computacional (CFD)

Topic i

Development and thermohydraulic evaluation of compact cooling systems based on microchannels, microfins, and metallic foams for the high-performance electronics industry. This line encompasses the investigation of innovative heat exchangers in polymeric matrices (such as PDMS) and the integration of nanoparticles to optimize thermophysical properties.

Topic ii

Development of passive cooling technologies and hybrid systems applied to the thermal regulation of commercial photovoltaic modules. This includes the synthesis, characterization, and modeling of bio-based Phase-Change Materials (PCMs), as well as the study of the technical and economic feasibility of floating and ground-mounted photovoltaic plants.

Topic iii

Investigation of advanced surface modification techniques, including structured coatings, microtexturing, and the integration of high-porosity metallic foams, for the enhancement of heat transfer in pool boiling and flow boiling processes. It investigates wettability mechanisms, bubble dynamics, and the use of different fluids, extending its applications to the thermofluidic aspects (temperature, velocity, and vorticity fields) of green hydrogen generation through water electrolysis.

Topic iv

Development of analytical and numerical models, as well as computational fluid dynamics (CFD) simulations aimed at understanding the physical mechanisms associated with phase change. Through scientific partnerships and collaborations, this line also encompasses the application of Artificial Intelligence tools and Convolutional Neural Networks (CNNs) for image processing and the classification of thermal flow patterns.

Research

Transforming Agriculture Residues to Bio-Composite Solutions for Sustainable Growth and Energy Efficiency in Brazil and Bangladesh (TERRA)’ ICAO\R1\241065 – ISPF – International Collaboration Awards 2024 (Brazil and South Africa)

This research focuses on transforming and integrating agricultural waste into Shape-Stabilized Phase Change Materials (SSPCMs) for energy-efficient applications (PV, building). This innovative project tackles energy challenges in Brazil and Bangladesh by harnessing a readily available resource: agricultural waste. We aim to transform first and second-generation byproducts into high-value SSPCMs and integrate them into a range of energy-efficient applications such as PV panels, and building systems in Brazil and to improve the efficiency of energy systems for cooking in Bangladesh.​

Start Date: 13 December 2024
End Date: 12 December 2027

Funder: Royal Society

Partners: Edinburgh Napier University, Universidade Estadual Paulista, Bangladesh University of Engineering and Technology

Os sistemas de armazenamento de energia térmica latente são mais eficientes devido à utilização de calor latente. Os PCMs absorvem energia quando atingida a temperatura de fusão, e liberam a energia absorvida quando não há mais fornecimento. Estes materiais também são utilizados para o controle térmico de dispositivos eletrônicos, armazenamento de energia solar, aplicações médicas, conforto térmico de construções e outros. Mas, uma das desvantagens dos PCMs é a sua baixa condutividade térmica. Técnicas de intensificação incluem a dispersão de nanopartículas para otimização de propriedades térmicas, o uso de superfícies estendidas e materiais porosos. Porém, estes trabalhos são focados na aplicação dos PCMs, enquanto algumas questões fenomenológicas são pouco exploradas. No Brasil, a Profa. Cardoso está desenvolvendo pesquisa sobre compósito de espuma de cobre/PCM sob condições de contorno de fluxo de calor uniforme usando técnicas experimentais e numéricas avançadas em um projeto temático apoiado pela FAPESP. Da mesma forma, o Prof. Bedecarrats e sua equipe investigam os fundamentos e aplicações que vão do armazenamento a frio ao armazenamento térmico, determinando a distribuição espaço-temporal de temperaturas dentro do tanque de armazenamento para diferentes vazões e temperaturas finais impostas.

Data de Início: 01 de maio de 2025
Data de Término: 30 de abril de 2026

Instituições envolvidas: Université de Pau et des Pays de l’Adour (França), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

A presente proposta trata da avaliação experimental e modelagem de fenômenos de transporte típicos de tecnologias emergentes na área de conversão de energia envolvendo mudança de fase e/ou escoamentos supercríticos. Essas tecnologias emergentes estão relacionadas com processos de transferência de calor em condições de escoamentos termodinamicamente supercríticas em reatores nucleares e trocadores de calor do ciclo Brayton, em sistemas de geração de energia a partir de concentradores solares, escoamentos bifásicos quasi-críticos em trocadores de calor empregados em ciclos orgânicos Rankine (COR) e processos de fusão/solidificação em termoacumuladores.

Data de Início: 01 de fevereiro de 2024
Data de Término: 31 de janeiro de 2029

Financiador: FAPESP

Instituições Envolvidas: EESC/USP, UNESP, Unicamp, ITA, UNISINOS, UFF, University of Winsconsin-Madison

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The research group, created in 2013 at UNESP, has been carrying out experimental and numerical investigations on heat transfer with phase change, enabling the development of new technologies related to the minimization of equipment and the dissipation of high heat transfer rates.

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