Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-02-21Bitstream added on 2014-06-13T19:31:51Z : No. of bitstreams: 1 pereira_vd_me_ilha.pdf: 1970071 bytes, checksum: 74646e1883439e38fa62ff7f34d06488 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foram feitas simulações de escoamentos incompressiveis por um método de elementos finitos de mínimos quadrados (LSFEM – Least Squares Finite Element Method), usando as formulações velocidade-pressão-vorticidade e velocidade-pressão-tensão, denominadas na literatura de formulações u − p −ω e u = p −τ respectivamente. Estas formulações são preferidas por resultarem em sistemas de equações diferenciais de primeira ordem, o que é mais conveniente para implementação pelo LSFEM. O objetivo principal deste trabalho é a simulação computacional de escoamentos laminares, transicionais e turbulentos através da aplicação da metodologia de simulação de grandes escalas (LES – Large Eddy Simulation) com o modelo de viscosidade turbulenta de Smagorinky para modelar as tensões submalha. Alguns problemas padrões foram resolvidos para validar um código computacional desenvolvido e os resultados são apresentados e comparados com resultados disponíveis na literatura. / In this work simulations of incompressible fluid flows have been done by a Least Squares Finite Element Method (LSFEM) using the velocity-pressure-vorticity and velocity-pressurestress formulations, named, in the literature, u − p −ω and u = p −τ formulations respectively. These formulations are preferred because the resulting equations are partial differential equations of first order, which is more convenient for implementation by LSFEM. The main purpose of this work are the numerical computations of laminar, transitional and turbulent fluid flows through the application of large eddy simulation (LES) methodology using the LSFEM. The Navier- Stokes equations in u − p −ω and u = p −τ formulations are filtered and the eddy viscosity model of Smagorinsky is used for modeling the sub-grid-scale stresses. Some benchmark problems are solved for validate a developed numerical code and the preliminary results are presented and compared with available results from the literature.

Submitted by Cristhiane Guerra (cristhiane.guerra@gmail.com) on 2017-01-26T13:30:08Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7840328 bytes, checksum: 74229a382309ea0fcf42de5818cc899a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T13:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7840328 bytes, checksum: 74229a382309ea0fcf42de5818cc899a (MD5) Previous issue date: 2016-08-25 / The aim of this work deals with the analysis of the mutual interaction between flow and magnetic fields that develops in a parallel-plate channel as soon as an external magnetic field is applied transversely to the plates. The fluid, electrically conductive, enters the channel under any velocity profile and will have its natural development within the channel changed by the applied magnetic field. With a coupled two-way interaction, the field will also be affected by the flow. The study of these interactions will be made from the two-dimensional version of the steady-state Navier-Stokes equations in the stream function formulation, coupled with the transport equation of the magnetic field. The solution of the governing equations will be obtained by the Generalized Integral Transform Technique (GITT). The results obtained for the velocity field, magnetic field and temperature field, as well as the associated scalar functions, are produced and compared with the literature on the basis of the main parameters of government: Reynolds number (Re), magnetic Reynolds number (Rem) and Hartmann number (Ha). In order to illustrate the consistency of the generalized integral transform technique, convergence analysis, are also performed and presented. / O objetivo do presente trabalho trata da análise da interação mútua escoamento/campo magnético que se desenvolve no interior de um canal de placas planas e paralelas ao se aplicar um campo magnético externo transversal. O fluido, eletricamente condutor, entra no canal sob um perfil qualquer de velocidade, e terá seu desenvolvimento natural afetado pelo campo magnético aplicado. Com uma interação acoplada de duas vias, o campo também será afetado pelo escoamento. O estudo dessas interações será efetuado a partir de uma formulação bidimensional das equações de Navier-Stokes, na formulação em função corrente, para escoamento em regime permanente, acoplada à equação de transporte do campo magnético. A solução das equações governantes será obtida através da Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT). Os resultados obtidos para o campo de velocidade e campo magnético, bem como suas funções escalares associadas, são produzidos e comparados aos da literatura em função dos principais parâmetros de governo: número de Reynolds (Re), número de Reynolds magnético (Rem) e número de Hartmann (Ha). Com o objetivo de ilustrar a consistência da técnica da transformada integral generalizada, análises de convergência são também efetuadas e apresentadas.

Resumo: Este trabalho trata da elaboração de um aplicativo computacional em Visual Basic capaz de gerar malhas estruturadas e não estruturadas sobre domínios bidimensionais multiplamente conexos. Esta geração deverá ocorrer de modo bastante automático com pouca intervenção do usuário, a qual será efetuada através de uma interface gráfica amigável. Para armazenamento das malhas definiu-se uma estrutura de dados de fácil compatibilidade com aplicativos computacionais baseados no método dos elementos finitos para solução de problemas do tipo convectivo-difusivo. Os tipos de células (elementos finitos) que foram implementadas são: células triangulares lineares e células quadrilaterais quadráticas. Adicionalmente gerou-se malhas bidimensionais para solução de problemas clássicos do tipo convectivo-difusivo, utilizando-se códigos de elementos finitos já desenvolvidos por pesquisadores do grupo de pesquisa. / Abstract: The mesh generation is needed in many applications of numerical methods such as finite difference, finite volume and finite element methods. In this work the algebraic method has been applied to generate 2D structured and unstructured mesh of quadrilateral and triangular elements by using Visual Basic. Both linear and quadratic elements can be generated. The connectivity, the nodes coordinates and contour nodes can be saved in an automatic way for a posterior use in, for example, a solver of finite element methods. A friendly interface has been developed for easy usage by users. Some tests have been done in applications of convective-diffusive fluid flows problems using solvers previously constructed, based on finite elements methods to demonstrate the capabilities of the mesh generator. / Orientador: João Batista Aparecido / Coorientador: João Batista Campos Silva / Banca: Amarildo Tabone Paschoalini / Banca: Carlos Roberto Ribeiro / Mestre

Orientador: João Batista Campos Silva / Banca: João Batista Aparecido / Banca: Luiz Felipe Mendes de Moura / Resumo: Neste trabalho foram feitas simulações de escoamentos incompressiveis por um método de elementos finitos de mínimos quadrados (LSFEM - Least Squares Finite Element Method), usando as formulações velocidade-pressão-vorticidade e velocidade-pressão-tensão, denominadas na literatura de formulações u − p −ω e u = p −τ respectivamente. Estas formulações são preferidas por resultarem em sistemas de equações diferenciais de primeira ordem, o que é mais conveniente para implementação pelo LSFEM. O objetivo principal deste trabalho é a simulação computacional de escoamentos laminares, transicionais e turbulentos através da aplicação da metodologia de simulação de grandes escalas (LES - Large Eddy Simulation) com o modelo de viscosidade turbulenta de Smagorinky para modelar as tensões submalha. Alguns problemas padrões foram resolvidos para validar um código computacional desenvolvido e os resultados são apresentados e comparados com resultados disponíveis na literatura. / Abstract: In this work simulations of incompressible fluid flows have been done by a Least Squares Finite Element Method (LSFEM) using the velocity-pressure-vorticity and velocity-pressurestress formulations, named, in the literature, u − p −ω and u = p −τ formulations respectively. These formulations are preferred because the resulting equations are partial differential equations of first order, which is more convenient for implementation by LSFEM. The main purpose of this work are the numerical computations of laminar, transitional and turbulent fluid flows through the application of large eddy simulation (LES) methodology using the LSFEM. The Navier- Stokes equations in u − p −ω and u = p −τ formulations are filtered and the eddy viscosity model of Smagorinsky is used for modeling the sub-grid-scale stresses. Some benchmark problems are solved for validate a developed numerical code and the preliminary results are presented and compared with available results from the literature. / Mestre

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:46:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 903709 bytes, checksum: 4a8dba984b00ee5480eecf90097b2745 (MD5) Previous issue date: 2014-06-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, we study the Navier-Stokes flow in R2 8> >>>>>><> >>>>>>: @u @t − ⌫!u + (u ·r)u + rp = f em ⌦ ⇥ [0,+1) , divu = r· u = 0 em ⌦⇥ [0,+1) , u = 0 sobre @⌦ ⇥ [0,+1) , u(·, 0) = u0 em ⌦, in an unbounded domain such that the Poincar´e s inequality is holds, i.e., there is a constant #1 > 0 such that we have the following inequality Z⌦ $2dx  1 #1 Z⌦ |r$|2dx, for all $ 2 H1 0 (⌦). We show the existence of global attractor in the natural phases spaces for this system exploring the energy equation of the problem / Neste trabalho, estudamos o sistema de equa¸c oes de Navier-Stokes em R2 8> >>>>>><> >>>>>>: @u @t − ⌫!u + (u ·r)u + rp = f em ⌦ ⇥ [0,+1) , divu = r· u = 0 em ⌦⇥ [0,+1) , u = 0 sobre @⌦ ⇥ [0,+1) , u(·, 0) = u0 em ⌦, em dom´ınios ilimitados sob os quais vale a desigualdade de Poincar´e, isto ´e, existe uma constante #1 > 0 tal que Z⌦ $2dx  1 #1 Z⌦ |r$|2dx, para todo $ 2 H1 0 (⌦). Provamos a exist encia de atrator global no espa¸co de fases natural para este sistema explorando a equa¸c ao de energia do problema.

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:46:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1219498 bytes, checksum: d931fbd819e737ae31a593f5c64c55e0 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we study the Navier-Stokes equations in bounded domains of Rn. Initially we the case n = 2 and we show that its variational formulation is well put (in case the Hadamard). We show the existence of solution for the case n &#63743; 4 . In both cases we use the Faedo-Galerkin method. / Neste trabalho estudamos as equações de Navier-Stokes em domínios limitados do Rn. Inicialmente consideramos o caso n = 2emostramos que sua formulação variacional est´a bem posta (no sentido de Hadamard). Em seguida, mostramos a existência de solução para o caso n &#63743; 4. Em ambos os casos utilizamos o método de Faedo-Galerkin.

A crescente preocupação ambiental e a necessidade de se criar produtos mais eficientes têm impulsionado os pesquisadores a realizarem estudos acerca da aerodinâmica veicular. Estes dois fatores constituem os principais motivos, pelos quais existe uma grande procura por conhecimento nesta área. Esta ciência pode ser considerada relativamente nova e ainda carece de uma base de dados. Entender como a aerodinâmica se relaciona com o consumo de combustível nos automóveis, à medida que o arrasto impõe resistência ao deslocamento dos mesmos, é algo que tem estimulado as indústrias automotivas a investirem grandes esforços na obtenção de ferramentas, que possam representar as condições de tráfego normais e, assim conseguir prever o desempenho do produto em desenvolvimento. Os túneis de vento e a simulação computacional surgem neste ambiente como as principais ferramentas de análise e predição do escoamento ao redor do veículo. Por isso seu entendimento faz-se de extrema necessidade. Ter conhecimento sobre a concepção do seu projeto, como funcionam, seus pontos fortes e suas fraquezas, são requisitos necessários para a pessoa que deseja estudar esta ciência. O presente trabalho traz uma contextualização histórica da aerodinâmica veicular nas indústrias automotiva e automobilística, além de apresentar aspectos técnicos relacionados aos túneis de vento e simulação computacional. Abordando as vantagens e desvantagens de cada ferramenta, expõe-se o fato de que estas ferramentas são complementares no estudo aerodinâmico. Para exemplificar a utilização dessas ferramentas, foi realizado um estudo aerodinâmico sobre uma geometria básica, que representa com similaridade os veículos tipo hatchback, denominada Modelo SAE em ambiente computacional. Os conceitos acerca do arrasto veicular e estabilidade veicular foram expostos para embasar este estudo. Este modelo foi submetido a diferentes geometrias traseiras e condições de escoamento simétricas e assimétricas. Este estudo demonstrou que o arrasto e a estabilidade veicular compreendem conceitos distintos e, dessa forma, é possível diminuir o arrasto de um veículo sem haver perda de estabilidade. / The growing environmental concern and the necessity to create more efficient products have motivated researchers to conduct studies about the aerodynamic vehicle. These two aspects are the main reasons which are promoting a great demand for knowledge in this theme. This science may be considered relatively new and still lacks more databases. Understand how aerodynamics is related to automobiles fuel consumption such as drag resistance imposed to their displacement, is something that has made the automotive industries invest considerable effort in obtaining tools which may represent the normal traffic conditions and thus, able to predict the performance of the product in development stage. The wind tunnels and computer simulations appear in this environment as the main tools for analysis and prediction of the flow around vehicle. The understanding about them is so of utmost necessity. Knowing how it was designed, how they work, their strengths and weaknesses are essential requirements for the person who wants to study this science. This material presents a historical development of vehicle aerodynamics in automotive and motor-racing industries, indeed technical aspects related to wind tunnels and computational fluid dynamics. Exposing the advantages and disadvantages of both tools, it is evidenced these tools complement each other during an aerodynamic study. To exemplify these tools utility an aerodynamic research was conducted using a basic form geometry known as SAE Model that represents with similarity the hatchback vehicles in the market. Drag and vehicle stability concepts were exposed to build a solid basis for this study. This model was submitted to different rear geometries, symmetric and asymmetric flow conditions. It could be demonstrated that drag and vehicle stability have distinct concepts and therefore it is possible diminish the first without damaging the later.

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-13T20:05:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_Clairdo_D.pdf: 817500 bytes, checksum: 8cae8875eee76f5eafd08bb9814e4bff (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Consideramos o fluxo de um fluido viscoso e incompressível em um canal bidimensional semi-infinito, dadas velocidade e temperatura possivelmente nao nulas na entrada deste canal. Assumindo que este fluido e governado pelas equações estacionarias classicas de Boussinesq, sob hipoteses adequadas sobre as condições de fronteira, mostramos que pela aplicação de certas forças sublineares (que dependendem da velocidade e da temperatura do fluido) é possíivel parar o fluxo a uma distancia finita da entrada do canal. Mais especificamente, a uma distancia finita da entrada do canal a velocidade e a temperatura do fluido se anulam e assim temos o chamado efeito de localização (ou que a solução e localizada). Este trabalho e feito em duas etapas. Primeiramente, usando um argumento de ponto fixo com o auxilio do teorema de Leray-Schauder, mostramos a existencia de uma solução fraca. Na segunda etapa provamos que tal solução é localizada usando estimativas do tipo energia adequadas similares aquelas utilizadas por Bernis. Devido ao fato de que o nosso dominio (o canal) é ilimitado, por razões tecnica, as etapas anteriores são feitas primeiramente considerando soluções aproximadas em dominios limitados obtidos pelo truncamento do canal; o resultado desejado 'e então obtido tomando o limite destas soluções aproximadas usando cuidadosamente que certas estimativas são uniformes com respeito a tais dominios truncados. / Abstract: We consider the flow of an incompressible viscous fluid in a bidimensional semi-infinity strip, given possible non-zero velocities and temperatures at the strip entrance. Assuming that flow is governed by the Boussinesq classic stationary equations, under suitable hypotheses on the boundary conditions, we show that by applying certain sub-linear forces (depending of velocity and temperature) it is possible to stop the flow at a finite distance of the strip entrance. More specifically, at finite distance of the strip entrance, the velocity and temperature become zero, and thus we have what is called the localization effect (or that the solution is localized). This work is done in two stages. First, by using a fixed point argument with help of Leray-Schauder theorem, we show the existence of a weak solution of the system of equations describing the flow. Second, we proof that such solution is localized by using suitable energy estimates similar to those used by Bernis. Due the fact our domain, the strip, is unbounded, for technical reasons the previous stages are firstly done by considering associated approximate solutions on bounded domains, obtained by truncation of the strip; the desired result is obtained by taking the limit of these approximate solutions by using carefully that some estimates are uniform with respect to such truncated strips. / Doutorado / Equações Diferenciais Parciais / Doutor em Matemática Aplicada

Orientadores: Luiz Felipe Mendes de Moura, João Batista Campos Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:48:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_OdacirAlmeida_D.pdf: 6827359 bytes, checksum: 60bc2e2f77ef7b0b26652ede77d3dac3 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A dispersão de poluentes no meio ambiente é um problema de grande interesse, por afetar diretamente a qualidade do ar, principalmente, nas grandes cidades. Ferramentas experimentais e numéricas têm sido utilizadas para prever o comportamento da dispersão de espécies poluentes na atmosfera. Códigos computacionais escritos na linguagem de programação fortran 90 foram desenvolvidos para obter simulações bidimensionais das equações de Navier-Stokes e de transporte de calor ou massa em regiões com obstáculos, variando a posição da fonte poluidora e simulações tridimensionais de equações de transporte arbitrando um campo de velocidade. Utilizaram-se, no primeiro caso, elementos finitos lagrangeanos quadrilaterais de quatro e de nove pontos nodais e no segundo, elementos lagrangeanos hexaedrais de oito e de vinte e sete pontos nodais. Os resultados numéricos de algumas aplicações foram obtidos e, quando possível, comparados com resultados da literatura apresentando concordância sastisfatória / Abstract: The dispersion of pollutant species in the environment is a problem of interest due to the bad quality of the air that this can originate, mainly, in big cities. Numerical and experimental tools have been developed and used to predict the behavior of the dispersion of pollutants in the atmosphere. In this work, computational codes have been developed in Fortran 90 language to simulate the flow with heat and mass transfer by solving the Navier-Stokes equations and the transport equations in two-dimensional domains with obstacles inserted in the media representing for example an urban canyon. Simulations of the three-dimensional transport equations for a given profile of velocity have also been done. In the two-dimensional simulations, it was utilized finite element quadrilateral Lagrangians of four and nine nodes; and in the three-dimensional simulations, it was utilized hexaedral finite elements Lagrangians of eight and twenty-seven nodes. The numerical results of some applications have been obtained and, when possible, compared to results from the literature. Both presented satisfactory concordance / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

A simulação numérica de escoamentos de fluidos em uma grande variedade de aplicações requer a utilização de técnicas numéricas de alta eficência e recursos computacionais de alto desempenho. O objetivo deste trabalho é iniciar uma investigação de escoamentos de fluido durante o enchimento de compartimentos de reservatórios. Uma abordagem inicial foi tratar problemas de escoamento em um canal, rebuscando a geometria do domínio para contemplar problemas mais complexos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e os resultados obtidos de um método numérico para simulação de escoamento de fluido incompressível em um domínio tridimensional, onde as equações de Navier-Stokes são desenvolvidas em uma formulação euleriana e discretizadas pelo método de elementos finitos. Os termos convectivos destas equações foram tratados pelo método semi-lagrangeano e o método de Galerkin foi utilizado para discretização espacial, um método baseado em decomposição LU foi utilizado para desacoplar as componentes de velocidade e pressão, sendo esta última calculada utilizando-se uma aproximação hidrostática. O domínio tridimensional foi representado por uma malha manipulada por uma estrutura de dados topológica, formada por células que definem elementos prismáticos lineares. Foram realizados experimentos sob várias alterações na geometria do domínio e também sob diferentes condições iniciais. Os resultados mostraram uma boa aproximação do método, quando analisado comparativamente a uma solução analítica / The numerical simulation of fluid flow over many applications require the use of numerical techniques of high efficiency and demand high computational power. This work aims at initiating an investigation about fluid flows while filling reservoirs. The initial approach was to deal with fluid flows in a retangular duct, as increasing the complexity of its geometry in order to model more complex cases. This document describes the development of a numerical method for the simulation of incompressible fluid flow over a threedimentional domain, where the Navier-Stokes equations were written under an Eulerian formulation and discretized by the Finite Elements Method. The semi-Lagrangean method was used to discretize the convective terms and the components of velocity and pressure were decoupled through the use of a method based on LU decomposition, where the final pressure was determined by using a hidrostatic aproximation. The threedimentional domain was represented by a mesh, manipulated by a topologic data structure, formed with cells that define linear prismatic elements. Many experiments were performed under different geometries of the domain and also under different initial conditions. The result showed a good approximation of the described method, when compared with an analitical solution