ABSTRACT Cryopreservation is a technique used to preserve genetic material at ultra-low temperatures in cryogenic germplasm banks. In order to enable the cryopreservation of a seed, it is necessary to study its appropriate freezing temperature and its water content, because seeds reach maximum physiological quality with high water contents, and they tolerate drying when they are orthodox seeds, but they may not tolerate cryopreservation. Therefore, the objective of this study was to analyze the influence of initial water content (50 to 10% wet basis) on the kinetic behavior of the lima bean seed at the temperature of −150 °C, in addition to determining changes in its physiological quality (germination and vigor) when cryopreserved (−150 °C) for 30 days with the variation of initial water contents (50 to 10% wet basis). For this purpose, changes in lima bean size (length, width, and thickness), sphere-equivalent radius and volume, and kinetics of seed cryopreservation as a function of its water content. The Fourier model and the Cavalcanti-Mata & Duarte models I and II were used for cryopreservation modeling, in addition to proposing a new model for cryopreservation kinetics in which water content determines the kinetic behavior. The conclusion was that the water content of 10% wb should be used for the lima bean seed cryopreservation since its physiological quality was not affected by cryopreservation at −150 °C. The model that best represents the experimental data is Cavalcanti Mata & Duarte Model II.

Muitos problemas de engenharia financeira envolvem equações não-lineares com condições de contorno não-lineares ou dependentes do tempo. Apesar de soluções analíticas disponíveis, várias formas clássicas e modificadas da conhecida equação de Black-Scholes (BS) requerem soluções numéricas rápidas e acuradas. Este trabalho introduz o método de função de base radial (RBF) aplicado à solução da equação BS com condições de contorno não-lineares relacionadas a opções de barreira dependentes da trajetória. Além disso, explora-se o método difusional para solucionar equações advectivo-difusivas quanto à sua efetividade para solucionar equações BS. Utilizam-se funções de base radial Cúbica e Thin-Plate Spline (TPS), aplicadas à solução de problemas de opções de barreiras. Os resultados numéricos, quando comparados com as soluções analíticas, permitem afirmar que o método RBF é muito acurado e fácil de ser implementado. O método difusional associado ao método RBF leva aos mesmos resultados obtidos pela formulação clássica da equação de Black-Scholes.

A large number of financial engineering problems involve non-linear equations with non-linear or time-dependent boundary conditions. Despite available analytical solutions, many classical and modified forms of the well-known Black-Scholes (BS) equation require fast and accurate numerical solutions. This work introduces the radial basis function (RBF) method as applied to the solution of the BS equation with non-linear boundary conditions, related to path-dependent barrier options. Furthermore, the diffusional method for solving advective-diffusive equations is explored as to its effectiveness to solve BS equations. Cubic and Thin-Plate Spline (TPS) radial basis functions were employed and evaluated as to their effectiveness to solve barrier option problems. The numerical results, when compared against analytical solutions, allow affirming that the RBF method is very accurate and easy to be implemented. When the RBF method is applied, the diffusional method leads to the same results as those obtained from the classical formulation of Black-Scholes equation.

Apresenta-se neste trabalho, estudo detalhado sobre a modelagem de um condicionador de ar com controle acurado de temperatura e umidade relativa. Desenvolveu-se um programa de computador que permite predizer o comportamento do sistema sob diferentes condições psicrométricas e de vazão do ar de entrada. O modelo global físico-matemático inclui equações de balanço de massa e de energia para três diferentes volumes de controle que compõem o condicionador. Modelaram-se os processos de mistura, evaporação (ou condensação) simultânea de uma superfície d'água e de uma gota e o aquecimento de corrente de ar, separadamente. Propõem-se expressões semi-empíricas simples para os coeficientes de transferência de calor e massa inerentes ao processo de evaporação sobre uma superfície d'água e um modelo simplificado para o sistema de spray. Construiu-se um condicionador de ar no qual foram feitos testes experimentais para o ajuste das constantes que aparecem nas expressões para os coeficientes de transferência. Os dados obtidos validaram o modelo global, com precisão aceitável para projetos de engenharia.

In this work, a detailed procedure for the analysis of an accurately controlled air conditioner is presented. A computer program, that allows predicting the behavior of the system under different psychrometric conditions and different input air mass flow rates, was developed. The global physical-mathematical model includes mass and energy conservation equations for three different control volumes that compose the conditioner. Thus, the processes of mixture of air, simultaneous evaporation (or condensation) from a water surface and from a drop, and the air-stream heating are modeled separately. Simple semi-empiric expressions for heat and mass coefficients inherent to the evaporation process on a water surface are proposed as well a simplified model for the spray system. Experimental tests made on an air-conditioner allowed to obtain the constants that appear in the expressions for the heat and mass transfer coefficients and to validate the global model, within an engineering acceptable precision level.

O conhecimento dos coeficientes de transferência de calor e massa é essencial para o estudo de simulação de secagem e para o projeto de processamento térmico de grãos e alimentos, inclusive secagem. Este trabalho apresenta o desenvolvimento completo de um método de elementos finitos segregado para resolver problemas de convecção-difusão. O esquema desenvolvido permite que se resolvam as equações de Navier-Stokes incompressíveis em regime permanente, além de problemas convectivos-difusivos com propriedades dependentes da temperatura e da umidade. Apresenta-se o problema de transferência simultânea de energia, momentum e espécies ao longo de um cilindro horizontal, infinito sob condições de secagem em convecção forçada, considerando-se condições normalmente encontradas em tratamento térmico ou secagem de material biológico. Compararam-se resultados numéricos para Nusselt e Sherwood com expressões empíricas disponíveis; os resultados concordaram dentro dos erros experimentais associados. Para processos com altas taxas de transporte de massa, a metodologia proposta permite simular condições de secagem envolvendo fluxo convectivo de massa na parede, por meio de uma simples inclusão de condições de contorno apropriadas.

Knowledge of heat and mass transfer coefficients is essential for drying simulation studies or design of food and grain thermal processes, including drying. This work presents the full development of a segregated finite element method to solve convection-diffusion problems. The developed scheme allows solving the incompressible, steady-state Navier-Stokes equations and convective-diffusive problems with temperature and moisture dependent properties. The problem of simultaneous energy, momentum and species transfer along an infinite, horizontal cylinder under drying conditions in forced convection is presented, considering conditions normally found in biological material thermal treatment or drying. Numerical results for Nusselt and Sherwood numbers were compared against available empirical expressions; the results agreed within the associated experimental errors. For high rate mass transport processes, the proposed methodology allows to simulate drying conditions involving wall convective mass flux by a simple inclusion of the appropriated boundary conditions.