[pt] O presente trabalho investigou a dispersão de poluentes na forma de gases e material particulando provinientes de uma chaminé sujeita a ventos transversais. Os campos de concentração, velocidade e temperatura foram determinados através numérica das equação de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia e espécie química nas suas formas tridimensionais para regime permanente. Os efeitos da força de empuxo devido aos gradientes de temperatura foram considerados através da solução simultânea das equações de quantidade de movimento linear e energia.O escoamento foi considerado parabólico na direção principal e foi utilizado o modelo k--e de turbulência. O modelo desenvolvido neste trabalho, incorporou os efeitos produzidos pelo campo gravitacional para o caso de material particulado. Os campos de concentração obtidos, apresentam boa concordância com os resultados do Modelo de Pluma Gaussiana. Um estudo paramétrico revelou a influência das razões de velocidade e temperatura entre gases da emissão e o vento sobre os campos de concentração, velocidade e temperatura. A velocidade de deposição das partículas também mostrou influência sobre o campo de concentração. / [en] The present work numerically investigated the dispersion of pollutants in the form of gases or particulate matter emitted from a single stack subjected to horizontal winds. The concentration, velocity and temperature fields were determinate by the solution of the equations governing the conservation of mass, linear momentum, energy and chemical species for steady-state, three-dimensional flow conditions. Buoyancy effects due to temperature gradients were considered by the simultaneous solution of the linear momentum and energy equations. The flow was considered to be the parabolic in the principal direction and the K-E Turbulence Model was employed. The model developed accounted for gravitational setting of particulate matter. The predictions for the concentration field the influence of the wind-to-discharge velocity and temperature ratios on the concentration, velocity and temperature fields. The particle settling velocity was also shown to influence the concentration field.

[pt] Este trabalho propõe um método numérico de solução de escoamentos de fluidos compressíveis e incompressíveis a qualquer número de Mach em geometrias irregulares. Um sistema bidimensional de coordenadas curvilíneas não-ortogonais,coincidentes com os contornos físicos é utilizado. Os componentes cartesianos de velocidade são usados nas equações da quantidade de movimento e os covariantes na equação da continuidade. Seleciona-se a técnica de volumes finitos para discretizar as equações de conservação relacionadas aos princípios físicos, em regime permanente devido esta preservar a propriedade conservativa das equações e a sua con sistência física no processo numérico. Adota-se a configuração de malha co-localizada, avaliando-se todas as variáveis dependentes nos pontos centrais dos volumes são avaliados com esquemas Power-Law e Quick. Especial atenção é dada ao tratamento numérico das condições de contorno. O problema do acoplamento massa específica-pressão-velocidade é solucionado usando-se uma combinação das equações da continuidade, de quantidade de movimento linear e de uma equação de estado, gerando duas equações de correção da pressão. A primeira corrige a massa específica e a pressão, a segunda, o fluxo de massa e a velocidade. Propõe-se uma modificação da equação da correção da velocidade usando um termo de compensação do erro obtido na sua avaliação a fim de acelerar a convergência. Utilizam-se vários tipos de interpolação da massa específica na face, para minimizar as atenuações das variáveis, causadas pela falsa difusão. Para a solução das equações algébricas resultantes usa-se o algoritmo TDMA linha por linha e um processo de correção por blocos para acelerar a convergência. O método proposto é verificado em seis problemas testes, através da comparação com os resultados analíticos e numéricos disponíveis na literatura. / [en] The present work consists in the development of a numerical method of solution of compressible and incompressible fluid flow for all speed in iregular geometries. A boundary-fitted two-dimensional nonorthogonal curvilinear coordinate systeam is utilized. The cartesian velocity components are the dependent variables in the momentum equations and covariant velocity components are used in the continuity equation. The finite-volume technique was selected to discretuze the steady-state physical phenomenon conservation equations, since this method keeps the conservative property of the equations and its physical consistency in the numerical process. A nonstaggered grid was employed, and all dependent variables are evaluated at the cell center points, which divides the physical domain. The convection-diffusion fluxes at the control volumes faces are evaluated with the Power Law and Quick shemes. Special attention is paid to the numerical treatment of boundary conditions. The problem of velocity-pressure-density coupling is solved using a combination of continuity, momentum equations and state equation resulting in two pressure correction equations. The first equation corrects the density and the pressure, the second equation corrects the mass flux and the velocity. A modification in the velocity correction equations is proposed using a compensationterm to accelerate the convergence. Several types of interpolation of the face density are used to reduce variable atenuations, caused by false diffusion. For the solution of the resulting algebric equations,the line-by-line TDMA algorith is used as well as a block-correction method to accelerate the convergence. The proposed method is verified on six test problems,by comparing the present results with analytical and numerical results avaiable in the literature.

[pt] Um dos principais limitantes para a aplicação das teorias não-lineares de estruturas unidimensionais tem sido a inexistência de técnicas gerais de solução dos sistemas de equações diferenciais resultantes. Em qualquer das teorias o equilíbrio é modelo por um sistema não-linear de equações diferenciais ordinárias com condições de contorno (lineares ou não) definidas em dois pontos. Este trabalho apresenta técnicas numéricas simples de soluções desses problemas, conhecidas como métodos do Tiro, comentando suas vantagens e limitações. Como exemplo são resolvidos alguns problemas não-lineares de autovalor que modelam o equilíbrio de arcos elásticos. A modelagem utilizada não faz restrições quanto ao tamanho das deformações e considera a extensibilidade da estrutura. Em todos os casos apresentados, para alguns valores do carregamento, são encontradas mais de uma configuração de equilíbrio. Os resultados são apresentados graficamente. Os métodos do tiro permitem a solução de vários problemas não-lineares das teorias de estruturas unidimensionais de forma rápida e precisa, tornando possível a utilização de teorias mecânicas ainda mais sofisticadas. / [en] The lack of general techniques of solution has been one of the main restrictions to the application of nonlinear theories of rods. In any of these teories the equilibrium of a rod is associated with a nonlinear two-point boundary value problem. This work presents simple numerical techniques to solve this kind of problem, known as shooting methods. One of these methods has been tested by applying it to some nonlinear eigen-value problems which model the equilibrium of elastic arcs. The mechanical theory used imposes no restriction on the size of the displacements and takes in account the extension of the rod. In all cases, for some values of the load, multiple solutions were found. The results are presented graphically. The shooting methods lead to a stable, reliable an competitive numerical approach for solving problems in the theory of rods, making possible the use of more sophisticated theories.

[pt] Este trabalho apresenta um método numérico para solução de escoamentos bidimensionais de fluidos incompressíveis e imiscíveis com presença de interfaces. As equações de conservação são discretizadas através do método de volumes finitos. A modelagem de interface se baseia no método VOF, em que a quantidade relativa de um dos fluidos em cada volume de volume de controle é descrita por uma variável, aqui denominada saturação. Conhecida a distribuição desta variável, é possível a reconstrução da interface quando necessário. A principal particularidade do presente trabalho é que a reconstrução da interface leva em conta seu ângulo de inclinação dentro de cada volume de controle. Isto permite que a advecção da interface se realize com maior precisão do que normalmente se encontra nos trabalhos desenvolvidos a partir do método VOF. Este ângulo de inclinação é obtido partir das saturações da célula analisada e das duas células vizinhas também cortadas pela interface. A determinação da curvatura da interface, importante para o cálculo da pressão capilar, também é facilitada a partir do presente esquema. Domínios axisimétricos, onde os volumes de controle apresentam geometrias mais complexas, também são bem resolvidos, utilizando-se um tratamento especial para os volumes de controle junto ao eixo. Prevê-se ainda a especificação do ângulo de contato da interface com uma parede sólida. Foram testados com sucesso vários problemas, apresentando bons resultados e garantindo a validação do método. / [en] The present work presents a numerical method for the solution of two-dimensional flows of incompressible and immicible fluids in the presence of na interface. The conservation equations are discretized by the finite volume method. The interface modeling is based on the VOF method, in which the relative amount of the fluids in each control volume is described by a variable, denominated here as saturation. Once the distribution of this quantity is known, it is possible to construct the interface, when needed. The main contribution of this work is related to the reconstruction of the interface. For that purpose, it is taken into account the interface angle of inclination inside the control volume. This allows a more precise interface advection that it is usually found with the algorithms based on the VOF method. The interface angle inside a cell is obtained based on its saturation ando n the saturationof two adjacentcells crossed by the interface. By the presents scheme, the interface curvature needed to calculate the capillary pressure can then be easily obtained. Axi-symmetric domains were also considered. For these cases, an special treatment near the axis was necessary. Finally, the algorithm allows the specification of the interface contact angle with a solid surface. Several test problems were examined, presenting good results, validating the method.