[pt] Este trabalho apresenta uma nova formulação implícita e totalmente acoplada para o problema de escoamentos tridimensionais com corpos rígidos suspensos. Esta é a principal contribuição deste trabalho. A formulação foi implementada em C mais mais e testada para o problema de sedimentação de uma partícula esférica. Os resultados indicam comportamento físico plausível apesar de serem limitados por inacurácia de malha. O programa resolve numericamente as Equações de Navier-Stokes acopladas com as Equações da Dinâmica de Corpo Rígido usando o Método de Elementos Finitos. O acoplamento entre os domínios fluido e sólido é feito pela Técnica do Domínio Fictício, que evita a geração de malha a cada passo de tempo. O escoamento tridimensional sem partículas também é estudado neste trabalho e é a base para a formulação do escoamento com partículas. / [en] This work presents a novel implicit and fully coupled formulation for the problem of 3D flows with suspended rigid bodies. This is the main contribution of the work. The formulation was implemented in C plus plus and tested for the sedimentation problem of one spherical particle. The results indicate plausible physical behavior in spite of being limited by mesh accuracy. The software solves numerically the Navier-Stokes Equations coupled with Rigid Body Dynamics Equations using the Finite Elements Method. The coupling between fluid and solid domains is done by means of the Fictitious Domain Technique, which avoids mesh generation for every time step. The 3D flow of non particulate flow is also studied in this work and is the basis for the particulate flow formulation.

[pt] Este trabalho tem como objetivo apresentar detalhes do desenvolvimento de um código numérico tridimensional para simulação de processos de fraturamento e fragmentação em geomateriais. O código se baseia no método combinado dos elementos finitos e discretos, sendo capaz de simular a transição do contínuo para o descontínuo. A princípio é apresentada uma breve introdução ao método combinado dos elementos finitos e discretos, e as suas principais implementações são destacadas. Além disso, são apresentados os conceitos básicos dos modelos de zona coesiva, ressaltando o modelo baseado em potencial PPR (Park-Paulino-Roesler). Em seguida, são apresentados os detalhes do desenvolvimento do código. O desenvolvimento do código foi dividido em quatro partes: modelagem do contínuo, transição entre o contínuo e o descontínuo, detecção e interação entre contatos e a resolução das equações de equilíbrio. As implementações feitas no código são verificadas mediante a simulação de três tipos de ensaios de laboratório comumente empregados na mecânica das rochas (ensaio brasileiro, ensaio de compressão simples e ensaio de tenacidade à fratura), cujos parâmetros utilizados e os resultados para comparação foram obtidos da literatura. Por fim, são apresentados os resultados exibindo os padrões de fraturamento para cada tipo de ensaio e suas curvas força-deslocamento, ou tensão-deformação, bem como as considerações finais e sugestões para trabalhos futuros. / [en] This work aims to detail the development of a three-dimensional numerical code for simulating fracturing and fragmentation processes in geomaterials. The code is based on the combined finite-discrete element method, being able to simulate the transition from continuum to discontinuum. At first, a brief introduction to the combined finite-discrete element method is presented, and its main implementations are highlighted. In addition, the basic concepts of the cohesive zone models are shown, emphasizing the PPR (Park-Paulino-Roesler) potential based cohesive model. Then, the details of the code development are presented. The development of the code was divided into four parts: modelling of the continuum, transition from continuum to discontinuum, detection and interaction between contacts, and the solution of the equilibrium equations. The implementations made on the code are verified upon the simulation of three types of laboratory tests commonly employed in rock mechanics (Brazilian test, uniaxial compressive strength test, fracture toughness test), in which the parameters used and the results for comparison were obtained from the literature. At last, the results exhibiting the fracture patterns for each type of test and its force-displacement, or stress-strain, curves are displayed, as well as the final considerations and suggestions for future works.

[pt] Neste trabalho, foi realizado um estudo comparativo de eficiência e acurácia dos métodos de partículas Moving Particle Semi-implicit Method (MPS) e Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). A acurácia dos métodos de partículas foi determinada tomando-se como referência os métodos dos Volumes Finitos e Volume of Fluid (VOF). A comparação de acurácia entre os métodos MPS e SPH foi realizada através da simulação dos problemas de quebra de barragem e de descarga de água. Além disso, o problema de escoamento laminar em uma cavidade quadrada e o problema do tubo de choque foram simulados com sucesso pelo método SPH. A análise de eficiência foi realizada pela determinação do tempo total de processamento em função do número de partículas. Adicionalmente, uma análise da influencia do número de partículas na solução foi realizada. Os resultados obtidos mostram que ambos os métodos podem ser considerados como boas ferramentas para a simulação de fluidos. / [en] This work comprises a comparative study of the particle methods Moving Particle Semi-implicit (MPS) and Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) in terms of their efficiency and accuracy. The methods of Finite Volume and Volume of Fluid (VOF) were used as reference for determining the accuracy of the particle methods. The methods MPS and SPH were compared with each other by means of simulations of the problems of dam collapse and water discharge. On top of that, the problems of shear driven cavity and shock tube were successfully simulated using SPH. In order to analyze the methods` efficiency, the total processing time as a function of the number of particles was calculated. Finally, an analysis of the influence of the number of particles in solution was performed. The results obtained in this work show that both the MPS and SPH methods can be considered as good tools for fluid simulation.

[pt] Como compreender a especificidade da vivência da fé cristã no Brasil, um país formado por uma convergência - nem sempre pacífica - de uma variedade de povos, culturas, tradições? Como pensar e dizer a fé a partir deste contexto, lugar concreto onde um projeto secular de unificação nacional deve assumir os desafios de suas origens plurais e mestiças? Como o discurso teológico foi construindo um caminho próprio de compreensão e de alimentação da fé em terras brasileiras, na busca de autenticidade e coerência em relação aos desafios contextuais, ao modo de vida e à expressão da fé deste povo? Para responder a essas perguntas, este estudo volta seu olhar para um debate teológico-metodológico inter pares, provocado e catalisado por Clodovis Boff. Num primeiro momento, estudam-se os pontos centrais da reflexão epistemológica deste autor, destacando suas convicções e suas inflexões. Num segundo momento, examinam-se os principais elementos que estão em jogo no debate teológico recente no Brasil, situando-os numa discussão intraeclesial - em diálogo com textos do magistério católico - e numa dinâmica sociocultural mais ampla - em diálogo com textos da sociologia brasileira contemporânea. Uma hermenêutica da brasilidade, que considera o lugar do barroco na formação social brasileira, amplia os horizontes deste debate, revelando uma dinâmica de encarnação que busca gerar, em todo tempo e lugar, Vida em abundância. / [fr] Comment comprendre la spécificité de la vie chrétienne au Brésil, un pays formé par une convergence – pas toujours pacifique - de peuples, de cultures et de traditions ? Comment penser et dire la foi à partir de ce contexte, lieu concret où un projet séculier d unification nationale doit relever les défis de ses origines plurielles et métisses ? Comment le discours théologique a-t-il construit son propre chemin de compréhension et d alimentation de la foi en terres brésiliennes, à la recherche d authenticité et de cohérence à l égard des défis contextuels, du mode de vie et de l expression de la foi du peuple brésilien ? Pour répondre à ces questions, notre étude tourne son regard vers un débat théologico-méthodologique inter pares, provoqué et catalysé par Clodovis Boff. Dans un premier moment, nous étudions les points centraux de la réflexion épistémologique de cet auteur, en mettant en relief ses convictions et ses inflexions. Dans un deuxième temps, nous examinons les principaux enjeux du débat théologique récent au Brésil, en le situant dans une discussion intra-ecclésiale - en dialogue avec des textes du magistère catholique - et dans une dynamique socioculturelle plus large - en dialogue avec des textes de la sociologie brésilienne contemporaine. Une herméneutique de la brésilité , qui considère le lieu du baroque dans la formation sociale brésilienne, élargit les horizons de notre débat, en révélant une dynamique d incarnation qui cherche à engendrer, en tout temps et en tout lieu, Vie en abondance.

[pt] Um método para a simulação dinâmica bi-dimensional de bóias cilíndricas de superfície, sujeitas à ação de ondas e ancorada ao fundo marinho através de uma linha flexível é apresentado neste trabalho. O modelo de elementos finitos adotado por Lustosa (2002) é empregado na descrição do movimento do cabo de ancoragem, onde elementos de vigas de Euler-Bernoulli de dois nós são empregados, com a cinemática do movimento descrita através de grandezas referidas ao sistema local co-rotacionado. No modelo numérico, são consideradas as não-linearidades geométricas resultantes dos grandes deslocamentos da linha e que causam o acoplamento das rigidezes axial e flexional. Na caracterização do movimento da linha consideram-se os seguintes efeitos: peso próprio, empuxo, carregamento hidrodinâmico da correnteza marinha, deslocamentos impostos pela unidade flutuante, forças de inércia e, se presente, a ação de flutuadores. Os deslocamentos do cabo são obtidos da solução do sistema algébrico de equações não-lineares, resultante da integração temporal de Newmark das equações diferenciais temporais do movimento, cuja convergência é garantida através do método iterativo de Newton-Raphson. Para a bóia, considerada para efeito de análise como indeformável, três graus-de-liberdade são considerados: dois de deslocamentos lineares e um de deslocamento angular. As ondas de superfície, monocromáticas e bi-dimensionais, são representadas no modelo através da teoria linear de Airy associada à modificação empírica de Wheeler (Wheeler, 1969). Forças resultantes da ação das ondas sobre a bóia de superfície são obtidas através da integração numérica da equação proposta por Chitrapu et al. (1998) que compõe-se de um termo viscoso - resultante da parcela de arrasto da equação de Morison - e de um termo não-viscoso - considerado como resultante da soma da força de Froude-Krylov (Chakrabarti, 1987) à parcela de inércia da equação de Morison -. A integração numérica desta equação sobre a superfície “molhada” instantânea do cilindro é realizada, a cada incremento de tempo da análise, empregando-se o método da quadratura adaptativa de Simpson. Finalmente, na integração temporal das equações de movimento da bóia de superfície utiliza-se o método de Runge-Kutta de quinta ordem, com o controle adaptável do passo temporal. O procedimento descrito foi implementado em um programa de computador e os resultados obtidos de algumas análises numéricas comparados com os fornecidos por outras simulações independentes, de forma a verificar a adequabilidade da formulação proposta no estudo da dinâmica de bóias flutuantes. / [en] In this work a method for two-dimensional dynamic analysis of a cylindrical buoy under surfaced waves and moored to the seafloor by a flexible riser is presented. The finite element model used to describe the dynamics of the maritime line was developed by Lustosa (2002). This is a two node beam element based on the Euler-Bernoulli theory, with the element kinematics referred to a co-rotacional coordinate system attached to the element. The model considers the representation of geometric non-linearities due to the line motion large displacements resulting in axial-bending couplings in the element total stiffness representation. The element displacements in the line are due to the following external loadings: self weight, buoyancy force, hydrodynamic forces due to maritime currents, surface buoy imposed displacements, the forces of inertia, and, if present, the action of floaters. The buoy two displacements and one rotation degrees-of-freedom are measured at its center of gravity and are obtained from the solution of the non-linear algebraic system resulting from the Newmark temporal integration of the differential equations of motion, which solution convergence is granted by a Newton- Rapshon iterative method. The linear wave theory - Airy Theory -, associated to the Wheeler empirical modification, is used in this work to represent the monochromatic bi-dimensional surface waves. To obtain the wave forces acting on the surface buoy while in motion, the numerical integration of the equation presented by Chitrapu et al. (1998) is employed. This is the result of a two part equation: the first is evaluated as the Morison viscous drag force and, in a second part, is the sum of the - Froude-Krylov - and the Morison inertia forces. The numerical integration of the resulting equation is evaluated over the instantaneous wet surface of the buoy, in each time-step, using the adaptive recursive Simpson´s method. Finally the temporal integration of the buoy equations of motion are evaluated using a fifth-order Runge-Kutta method, with an adaptive control of the temporal time step. This procedure has been implemented in a computer program and the results obtained from some numerical analysis are compared to the ones obtained from independent simulations, so as to verify the ability of this proposed method to describe the dynamic of floating buoys.

[pt] Neste trabalho, o Método dos Momentos é aplicado na análise de antenas microfita excitadas por cabo coaxial, utilizando Funções de Green no modelamento dos campos no interior da camada de dielétrico, o que permite considerar as ondas de superfície excitadas no substrato. Para obter a impedância de entrada da antena microfita, foi implementado um algoritmo numérico para a solução do problema. Neste trabalho, atenção especial é dada à análise de singularidades e ao comportamento assintótico dos integrandos envolvidos na solução numérica do problema. A validação do algoritmo é feita através da comparação com resultados apresentados em referências. Os resultados fornecidos pelo Método dos Momentos são comparados com os obtidos na aplicação de outros métodos na solução do problema. Para esta comparação, são utilizados dois programas comerciais de simulação eletromagnética, o Ansoft HFSS e o CST. São feitas simulações com a variação dos parâmetros de entrada do problema, com o objetivo de assegurar a convergência dos resultados e permitir a comparação com os resultados obtidos pelo Método dos Momentos. São apresentadas diferenças entre os resultados obtidos pelos diversos métodos e analisadas as possíveis causas das discrepâncias. / [en] In the present work, the Method of Moments is applied to the analysis of probe fed antennas. The approach uses Green Functions to model the fields within the dielectric layer, which allows to take into account the surface waves excited in the substrate. A numerical algorithm was implemented in order to obtain the microstrip antenna input impedance. The latter is then verified through the comparison with results presented in references. Special attention is given to the analysis of singularities and to the asymptotic behavior of the integrands involved in the numerical solution. A comparison is drawn between the results obtained with the Method of Moments and those obtained with other methods by employing two electromagnetic simulation commercial softwares, Ansoft HFSS and CST. Simulations with different input parameters are performed in order to ensure convergence of the results and allow comparison with results obtained by the Method of Moments. The differences among the results obtained by the several methods addressed in the analysis are presented and the potential causes of them are analyzed.

[pt] Muitos problemas provenientes do mundo real podem ser modelados por sistemas de equações diferenciais parciais (EDP´s). No entanto, as equações resultantes da discretização produzem matrizes grandes e freqüentementes mal condicionadas. Este trabaho implementa o método de elementos finitos mistos para resolver numericamente um sistema de EDP´s oriundo de um modelo de escoamento de fluidos em meios porosos e melhora sua performance usando precondicionadores e processamento paralelo. / [en] Many problems arising from real world can be represented by systems of partial diferential equations (PDE´s). However, the resulting discrete equations produce large and frequently bad conditioned matrices. This work implements the mixed finite element method to numerically solve a system of PDE´s coming from a multiphase flow in porous media model and improve its performance by preconditioners and parallel processing.

[pt] O presente trabalho tem como principal objetivo resolver numericamente o escoamento de líquidos e gases isotérmicos ou não, no regime transiente em tubulações industriais com área variável. Pretende-se ainda, investigar os campos de velocidade,pressão e temperatura na presença de vazamentos na tubulação. O código computacional implementado resolve as equações de conservação de massa, quantidade de movimento linear e da energia na sua forma conservativa. Este enfoque permite obter resultados importantes, dentre os quais pode- se destacar a capacidade de reproduzir as perturbações nos campos de velocidade e pressão, uma vez iniciado o vazamento do fluido num determinado instante de tempo e em qualquer ponto da tubulação. Para a solução numérica do escoamento unidimensional em coordenadas retangulares utilizou-se o método de volumes finitos. A discretização espacial foi realizada baseada no método - upwind - e para a discretização temporal utilizou- se o método totalmente implícito. As equações de conservação de massa e quantidade de movimento linear são resolvidas diretamente, através da solução de uma matriz hepta-diagonal. A seguir resolvese a equação da energia por um algoritmo para matrizes tri- diagonais. Como as equações são não lineares, um processo iterativo é necessário. Para validar o metodologia empregada, são efetuados vários testes com casos registrados na literatura e resolvidos problemas que apresentam solução analítica. Uma comparação entre o enfoque conservativo e não conservativo é apresentada. Finalmente,investiga-se a resposta do campo de pressão e velocidade para a presença de vazamentos na tubulação. / [en] The main objective of the present work is to solve numerically the flow of liquid and gases isothermal or not, in the transient regime, in industrial pipes with variable area. It also has as objective to investigate the velocity, pressure and temperature field in the presence of fluid leak in the pipe. The numerical code was implemented to solve the conservation of mass, momentum, and energy in its conservative form. This approach is very convenient to study the perturbations in the velocity and temperature fields, once a leakage is detected in some point along the point, in a certain time. The numerical solution for the one-dimensional flow in rectangular coordinates is obtained by the finite volume method. The spatial discretization is based on the upwind method and totally implicit time integration is employed. The conservation of mass and linear momentum are directly solved through an hepta-diagonal matrix algorithm, followed by the solution of the energy equation by a three-diagonal algorithm. Since the conservation equations are non- linear, an iterative procedure is necessary. To validate the methodology presented, several tests of different case tests available in the literature were solved, as well as tests with analytical solution. A comparison between the conservative and non-conservative approach is presented. Finally, some test cases with leakage are examined. / [es] El presente trabajo tiene como principal objetivo resolver numéricamente el flujo de líquidos y gases isotérmicos o no, en régimen transitorio, en tuberías industriales con área variable. Se pretenden investigar los campos de velocidad, presión y temperatura en presencia de escape en la tubería. El código computacional implementado resuelve las ecuaciones de conservación de masa, cantidad de movimiento lineal y de la energía en su forma conservativa. Este enfoque permite obtener resultados importantes, dentro de los cuales cabe destacar la capacidad de reproducir las perturbaciones en los campos de velocidad y presión, una vez iniciado el escape del fluido en un determinado instante de tiempo y en cualquier punto de la tubería. Para la solución numérica del flujo unidimensional en coordenadas rectangulares se utilizó el método de volúmenes finitos. La discretización espacial se realizó a través del método - upwind - y para la discretización en el tiempo, se utilizó el método totalmente implícito. Las ecuaciones de conservación de masa y de cantidad de movimiento lineal se resuelven directamente, a través de la solución de una matriz heptadiagonal. A seguir se resuelve la ecuación de la energía por un algoritmo para matrizes tri-diagonales. Como las ecuaciones son no lineales, se necesita un proceso iterativo. Para evaluar la metodología utilizada, se efectúan varios experimentos con casos registrados en la literatura y se resuelven algunos problemas que presentan solución analítica. Se presenta una comparación entre el enfoque conservativo y no conservativo. Finalmente, se investiga la respuesta del campo de presión y velocidad en presencia de escapes en la tubería.

[pt] A parte inicial da dissertação apresenta uma discussão sobre o método de Monte Carlo e sobre geradores de realizações de variáveis aleatórias e vetores aleatórios. São analisados geradores baseados em: congruência linear, Método da Transformada Inversa e algoritmo de Metrópolis-Hastings (método de Monte Carlo com Cadeia de Markov MCMC). Posteriormente, são apresentadas técnicas para a análise de vibrações estocásticas em sistemas mecânicos com grau de liberdade, múltiplos graus de liberdade e contínuos. As propriedades dos sistemas são consideradas determinísticas e as forças são caracterizadas por processos estocásticos. Ao longo das seções do trabalho, é mostrado como características da resposta do sistema em deslocamento (média, autocorrelação e densidade espectral) podem ser obtidas a partir das informações sobre o forçamento. A transformada de Fourier, a função densidade eséctral e a função de transferência são importantes ferramentas utilizadas no estudo. No caso de sistemas com múltiplos graus de liberdade, análise é feita por dois métodos: Resposta ao Impulso e Modos Normais. Nos sistemas contínuos, análise é feita através do Método de Monte Carlo. Para isso, foi desenvolvido um exemplo de um sistema mecânico contínuo submetido a dois carregamentos caracterizados por processos estocásticos. Nesse exemplo, o MCMC foi utilizado para gerar amostras dos forçamentos. Em cada realização, o sistema foi discretizado através do Método dos Elementos Finitos e uma aproximação para solução do problema foi obtida utilizando o Método de Galerkin. Nessa parte da dissertação são apresentados a formulação fraca de equação de movimento da viga e o modelo reduzido. Ao longo de todo o trabalho são mostrados exemplos e resultados obtidos através de rotinas desenvolvidas em MATLAB. / [en] The initial of work presents a discussion about the Monte Carlo Method and about the generation of samples of random variables and ran dom vectors. Generators based on linear congruential, on the Inverse Trans form Method and, on Metropolis-Hastings algorithm (Markov Chain Monte Carlo Method MCMC) are analyzed. Later,techniques for vibrations ana lysis of single-degree of freedom, multi-degree of freedom and continuous stochastic mechanical systems are presented. The system properties are con sidered dertministic and, the forces are characterized by random process. Throughout the work sections, it is show how the system´s displacement response (mean, autocorrrelation and spectral density) can be characterized from the force informations. The Fourier transform, the spectral density function and transfer function are powerful tools used in the study. In the case of multi-degree of freedom systems, the analysis is done by two methods: Impukse Response and Normal modes. For continuous systems, it is made by Monte Carlo method. An example of one continuous mechanical system with two random loads were developed. In this example, MCMC is used to generate samples of the forces. For each realization, the problem is discretized by the Finite Element Method and one approximation of the solution is obtained by the Galerkin Method. In this part of the work, the weak formulation of the motion equation of the vibrating beam and the reduced model are presented. Throughout the work many rountines in MATLAB were developed.

[pt] A função de compras tem exercido um papel importante no desempenho financeiro das empresas, uma vez que o valor de compras e contratação de bens e serviços tem se apresentado como parcela significativa nos demonstrativos de resultados, e por isso vem merecendo, cada vez mais, a atenção dos gestores como atividade estratégica. Nesse contexto a atividade de compras tem ampliado a sua atuação no processo de aquisição ou contratação não apenas com foco no valor dos produtos e serviços, mas também no relacionamento com o mercado fornecedor desses. O modelo de portfólio de Kraljic, apresentado em 1983, traduz bem o tema estratégia de fornecimento, quando classifica todos os itens de compras e contratação em termos de impacto no lucro e risco de fornecimento gerando quatro grupos de itens associados aos seus mercados. Embora com aceitação cada vez maior, o modelo de portfólio de Kraljic tornou-se alvo de críticas, das quais destacamos a subjetividade na medição das dimensões da matriz na etapa de classificação dos itens de compras. Nesta dissertação foi enfatizada a classificação de itens de bens e serviços, primeira etapa do modelo de portfólio de Kraljic, onde procurou-se demonstrar de forma prática, através de estudo de caso em uma empresa da indústria de óleo e gás, a aplicação de um método de medição, chamado um-por-um, que define com rapidez e objetividade a medida alta e baixa para o risco de fornecimento e impacto no lucro, com vistas ao seu posicionamento em um dos quatro grupos de itens. Procurou-se ainda apresentar evidências da possibilidade de emprego do modelo de portfólio de compras em empresa cujas compras e contratações são regidas pelo Decreto 2745/98, Regulamento do Procedimento Licitatório Simplificado da Petróleo Brasileiro S.A. - PETROBRAS. / [en] The purchasing function has played an important part in the financial performance of a company, since the value of purchase and contracting of goods and services has emerged as a significant portion on their profit and loss statements, deserving, increasingly, management attention as a strategic activity. In this context the activity of supply has been expanded in the purchase or contracting of goods and services process not only focusing on the value of products and services, but also in the relationships within the supplier market. Kraljic s Portfolio Model, submitted in 1983, is a good way to translate the sourcing strategy theme as it sorts all purchasing and contracting items in terms of profit impact and risk of supply, developing four categories of items associated to their markets. Although Kraljic s portfolio model has become much more accepted, it has been the target of criticism as it can be seen in the literature, among which we highlight the matrix s dimensions measurement subjectivity, during the classification of Item s purchasing stage. In this dissertation it was emphasized the classification of items of goods and services, the first step of the Kraljic s Portfolio Model, which sought to demonstrate the practical application of a measurement method, called one-by-one, through an oil and gas industry s company case study, which sets quickly and objectively the measure high and low for the supply risk and profit impact, with a view to its placement in one of four groups of items. It was also sought to introduce evidences about the possibility of using purchases portfolio model in companies whose purchases and contracts are governed by Decree 2745/98, Simplified Regulation Bidding Process of Petróleo Brasileiro SA - PETROBRAS.