Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-04-26T18:48:00Z No. of bitstreams: 1 165722.pdf: 2267966 bytes, checksum: 3fb406a8b55af28623dcd1c4983a9fa2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T18:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 165722.pdf: 2267966 bytes, checksum: 3fb406a8b55af28623dcd1c4983a9fa2 (MD5) Previous issue date: 1988-04 / A eliminação biológica de componentes químicos e DBO tem sido realizada em sistemas nos quais a concentração do efluente no interior do reator é extremamente baixa. Sendo normalmente proporcional à concentração do substrato, a taxa de reação é baixa, necessitando um longo tempo de residência. O presente trabalho investiga a vantagem cinética do reator batelada e indica a possibilidade de seu uso em alternativa ao convencional sistema contínuo. É apresentado um modelo matemático envolvendo as duas fases de despoluição: remoção carbonácea e nitrificação. Com a formulação de um programa computacional são realizadas simulações de tratamento, investigando o comportamento dos principais parâmetros intervenientes. Os estudos concentram-se no tempo de enchimento, carga orgânica afluente, concentração de microorganismos e suas características de desenvolvimento. / The biological removal of chemical polutants and BOD from sewage has been performed is continuous stirred tank reactors, operating at very low concentration of effluent within the reactor. The rate of reaction is normaly proportional to concentration and therefore very long residence time is required. This work examines the kinetic advantage obtainable with batch reactors and points to the possibility of their use instead of the conventional continuous reactors. A mathematical model is presented, including the two phases of treatment - carbonaceous material and nitrification. A computer simulation of the treatment is used to predict the behaviour of the main system parameters. The study focus the influence of filling time, incoming organic load, microorganism concentration and their growth characteristics.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-02T13:33:33Z No. of bitstreams: 1 169410.pdf: 2621062 bytes, checksum: b744131f580a16176fce59544792d7c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T13:33:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 169410.pdf: 2621062 bytes, checksum: b744131f580a16176fce59544792d7c3 (MD5) Previous issue date: 1989-05 / Este trabalho tem por finalidade a modelagem matemática das oscilações de grande comprimento de onda do nível d’água em câmaras de Eclusas durante operações de enchimento ou esvaziamento. O fenômeno hidrodinâmico decorrente da alimentação não uniforme da câmara foi equacionado matematicamente considerando as duas direções do plano horizontal da câmara. A solução foi obtida pelo emprego do Método das Características. Foram elaborados dois exemplos de alimentação da câmara onde é possível ter solução matemática exata e os resultados comparados com aqueles obtidos do emprego do Método das Características em duas dimensões. A concordância entre os resultados foi muito boa. Dados de modelo reduzido da Eclusa de Jusante da Usina de Tucuruí foram utilizados para comparação com as oscilações do nível d’água obtidas do modelo matemático para a mesma condição de enchimento. Os poucos dados confiáveis obtidos de modelo físico dificultam uma comparação mais detalhada, sendo possível apenas concluir que a declividade média da linha d’água na direção longitudinal da câmara é da mesma ordem de magnitude no modelo matemático e no modelo físico. Também conclui-se que as declividades da linha d’água na direção transversal são da mesma ordem de grandeza das anteriores. Neste trabalho também são feitas recomendações para trabalhos futuros com o objetivo de obter-se uma modelagem mais completa do fenômeno hidrodinâmico que ocorre em câmaras de Eclusas. / This thesis has the purpose of developing a mathematical model representing the long waves which occur in navigation look chambers during filling or emptying procedures. The hydrodynamic phenomena are caused by unsteady filling and were studied considering the chamber’s two horizontal directions. The solution was obtained using the Method of Characteristics. Two theorical examples of filling were developed and their exact mathematic solutions determined. These solutions were in close agreement with the numerical model results. Data of water level oscillations from the Tucuruí Navigation Look II reduced scale model were compared with results obtained from the mathematical model. The scarcity of data available from the reduced scale model, and the fact that these were not entirely reliable made it difficult to carry out a detailed comparison. It was only possible to conclude that longitudinal slope of water surface is of the same order of magnitude in both models. It was also concluded that the water surface slope in transversal direction is of the same order of magnitude as the one in longitudinal direction. This thesis also points out in what directions future research should be conducted in order to achieve a complete modeling of the dynamic phenomena occuring in navigation look chambers.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-02T15:40:07Z No. of bitstreams: 1 169368.pdf: 1554017 bytes, checksum: ad864974ad12755b0c727eab278222b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T15:40:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 169368.pdf: 1554017 bytes, checksum: ad864974ad12755b0c727eab278222b5 (MD5) Previous issue date: 1989-05 / A avaliação da solução dos sistemas de equações lineares originados quando da resolução de problemas físicos através do Método dos Elementos de Contorno, tem sido realizada, realmente, apenas por técnicas diretas, principalmente, por essas serem as únicas técnicas que possibilitam a resolução de tais sistemas de maneira confiável, embora cara. Este trabalho objetiva propor "solvers" iterativos que possam ser aplicados, confiável e economicamente, à solução dos sistemas mencionados acima. Para isso, técnicas iterativas que podem ser vistas como processos de aceleração polinomial de métodos iterativos foram implementadas, e problemas de Engenharia foram simulados e resolvidos com uso dos "solvers" aqui desenvolvidos. / Direct Gauss elimination is the only technique employed so far for solving BEM linear systems of equations. Although trustful mainly when pivoting is employed, Gauss elimination is very expensive. This work aims to investigate the possibility of applying iterative "solvers" to BEM analysis, and to select (or work out) those which show to be efficient and trustful. To acomplish this task iterative techniques resulting from polynomial acceleration processes were implemented and tested.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-02T15:58:07Z No. of bitstreams: 1 170535.pdf: 1621013 bytes, checksum: 18651d35711732a59192dcbb4252ee94 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T15:58:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 170535.pdf: 1621013 bytes, checksum: 18651d35711732a59192dcbb4252ee94 (MD5) Previous issue date: 1989-12 / Este trabalho de tese tem como objetivo a aplicação do Método dos Elementos de Contorno na análise elástica de problemas lineares planos com simetria cíclica. Para tal, são apresentados inicialmente os conceitos e a formulação do método. Utiliza-se o elemento quadrático contínuo para a representação do contorno e das variáveis. O artifício do nó duplo é usado para remover a descontinuidade da normal ou das condições de contorno. As integrais singulares sofrem uma transformação cúbica de coordenadas antes de serem integradas numericamente por Gauss. O programa desenvolvido possibilita a análise de problemas com simetria simples, dupla ou cíclica, além, é claro, de problemas completos. São analisados vários exemplos com a finalidade de avaliar o desempenho da simetria cíclica em relação aos demais modos de abordagem do problema. / In this work, the Boundary Element Method is applied to the solution of cyclic symmetry plane problems. Initially, the basic concepts and the general formulation of the method are presented. The boundary of the body is discretized in quadratic continuous elements, over which the displacements and tractions are assumed to have the same behaviour. The concept of double node is also employed in order to remove the discontinuity of the outward normal vector or of the boundary variables. Singular integrals are carried out numerically with the use of a cubic transformation of the coordinates. The program developed also permits the analysis of problems presenting simple or double symmetry and, in order to compare the computational efficiency of the procedure developed here with the others already developed, as well as the results obtained with its use, some problems are presented and discussed at the end of this work.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-02T16:54:53Z No. of bitstreams: 1 168842.pdf: 1608191 bytes, checksum: f109cf8dc680ef3d2954b4f426df45c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T16:54:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 168842.pdf: 1608191 bytes, checksum: f109cf8dc680ef3d2954b4f426df45c9 (MD5) Previous issue date: 1989-03 / Este trabalho tem como objetivo a análise elástica linear de problemas tridimensionais aplicando o método dos elementos de contorno, com a utilização da solução fundamental de Kelvin. O programa desenvolvido possibilita o emprego de elementos triangulares e quadrilaterais; constantes, lineares e quadráticos; contínuos, descontínuos e de transição, sendo possível qualquer combinação entre eles. Obtidos os valores dos deslocamentos e forças de superfície no contorno calculam-se os deslocamentos e tensões no domínio, e as tensões no contorno. Finalmente, os resultados de alguns exemplos são comparados com as soluções analíticas e as soluções por outra técnica numérica. / This work deals with linear elastic analysis of three-dimensional problems using the boundary element method coupled with the fundamental solution due to Kelvin. The computer program developed allows for triangular and quadrilateral elements, with constant, linear and quadratic interpolation. In addition, the elements can be continuous, discontinuous or of transition type in any combination. Once the boundary values of tractions and displacements are calculated, internal displacements and stresses are computed including boundary stresses. Finally, some examples are presented and results are compared with alternative numerical or analytical solutions.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-02T17:40:44Z No. of bitstreams: 1 170244.pdf: 2410814 bytes, checksum: 4f8ac6b10e202f262346897d05d32d12 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T17:40:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 170244.pdf: 2410814 bytes, checksum: 4f8ac6b10e202f262346897d05d32d12 (MD5) Previous issue date: 1989-09 / Este trabalho tem por objetivo a análise de confiabilidade de estruturas reticuladas baseado em aproximações de primeira ordem e momentos estatísticos de segunda ordem. Os métodos utilizados para esta análise foram baseados na classe dos métodos especialistas sendo que o critério de colapso dos elementos estruturais do tipo elasto-plástico e foi desenvolvida uma estratégia para seleção dos principais modos de falha. Estes procedimentos foram implementados num computador de arquitetura paralela do tipo árvore com um microVax (hospedeiro) na raiz e 21 microprocessadores nos nós do tipo Motorola com 2 Mbytes de memória. / ln this work application of the First Order Second Moment reliability theory was used to asses the nominal failure probability of framed structures. A elast-plastic limit state function to structural elements and specialists methods were used for this purpose. A method to identify the most likely failure modes was developed. The software was implemented in a parallel computer with a host (microVax) associated to 21 nodes 68020 Motorola processors with 2 Mbytes of memory.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-02T18:22:21Z No. of bitstreams: 1 169340.pdf: 1733981 bytes, checksum: 5444688e3b466873062be3b67edcf037 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T18:22:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 169340.pdf: 1733981 bytes, checksum: 5444688e3b466873062be3b67edcf037 (MD5) Previous issue date: 1989-04 / Este trabalho apresenta um método para a determinação do dano acumulado devido à fadiga nas juntas soldadas de uma plataforma do tipo jaqueta, a partir de medições realizadas na plataforma em operação. Apresenta-se a técnica de medição e análise de dados aleatórios, com ênfase aos aspectos inerentes a medições no mar. Em seguida discute-se o modelamento matemático da estrutura com o auxílio de computador. São levantadas funções de transferência entre deslocamentos de convés e tensões nos membros, com o auxílio de um programa de cálculo estrutural. De posse dessas, calculamos os danos de fadiga de algumas juntas selecionadas. Os resultados obtidos pelo método proposto são comparados com os obtidos pela medição in situ e com as conclusões do projeto original da estrutura. / This work presents a method for obtaining the acumulated fatigue damage in the welded joints of a jacket type platform, based on measurements carried on the platform during its operation. The technique of random data measurement and analysis is presented, emphazising the aspects of measuring on the sea. After this the mathematical modeling of the structure, by means of a computer, is discussed. Transfer functions are obtained between deck displacements and member stresses, with the help of a structural analysis program. Having them been determined, the fatigue damages are calculated for selected joints. The results achieved by the proposed method are compareci with those obtained by in situ measurements and with the conclusions of the structure original project.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-04T17:59:14Z No. of bitstreams: 1 169420.pdf: 2704057 bytes, checksum: de182338a49ad8a192da65b654f73aab (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T17:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 169420.pdf: 2704057 bytes, checksum: de182338a49ad8a192da65b654f73aab (MD5) Previous issue date: 1989-07 / O presente trabalho compreende a teoria básica e implementação em microcomputador de um programa para análise termo-elasto-plástica de estruturas bi-dimensionais e axissimétricas, baseado no Método dos Elementos Finitos. Apresenta rotinas para cálculo de Fluência, segundo a Equação de Norton, e do Fator de Forma entre superfícies finitas, permitindo o cálculo do fluxo de calor por radiação entre superfícies próximas, de dimensões finitas, para cada elemento da malha. Discute-se aspectos relativos à estabilidade do algoritmo de integração no regime transiente, para as análises térmicas e de fluência, sendo apresentados exemplos para verificação do programa, executados em microcomputador PC/XT compatível com 640 kb de RAM. / The basic theory and implementation of a thermo-elastic-plastic finite element program, for two-dimensional and axissimetrical structures, in microcomputers, are presented in this work. Routines for creep analysis, using Norton's Equation, and for Shape Factors calculations between radiation finite surfaces are discussed. Using the latter, the program can calculate the radiation heat flux for each element in the mesh. Some aspects about stability of the integration schemes for transient creep and thermal analysis are discussed, and examples for code verification are also presented, running them on a 640 kb PC/XT computer.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-04T18:18:24Z No. of bitstreams: 1 169388.pdf: 1574564 bytes, checksum: 118006892574d54077e02a4aaa19576c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T18:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 169388.pdf: 1574564 bytes, checksum: 118006892574d54077e02a4aaa19576c (MD5) Previous issue date: 1989-06 / O objetivo deste trabalho é estudar a adequação de uma análise estrutural por partição de domínio em computadores de arquitetura paralela. Para a partição automática do domínio é apresentado um algoritmo que opera como um pré-processador. A análise estrutural por subestruras foi implementada no sistema multiprocessador A.C.P. (Advanced Computer Program), e através de métodos de avaliação de performance analisou-se o desempenho do sistema submetido a situações diversas. / ln this work, the suitability of a domain decomposition technique for structural analysis in parallel computers is studied. An algorithim for automatic domain decomposition is presented, and it is embedded as a preprocessor in a computer program for finite element analysis. The whole solution procedure was implemented in the A.C.P. (Advanced Computer Program) multiprocessor system, where the performance was evaluated solving a number of examples.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-07T17:02:47Z No. of bitstreams: 1 177512.pdf: 2157818 bytes, checksum: ea7fff1e6bd881e88a5ca05680cc385e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T17:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 177512.pdf: 2157818 bytes, checksum: ea7fff1e6bd881e88a5ca05680cc385e (MD5) Previous issue date: 1994-12 / O despacho probabilístico de geração de um sistema de potência tem como objetivo avaliar os custos associados à utilização dos recursos de geração disponíveis a fim de atender a demanda do sistema Este problema deve representar a operação do sistema de geração da forma mais realística possível e também estimar os custos de operação sob os mais diversos cenários. A avaliação das variáveis do problema sob cenários alternativos é uma forma de representar as incertezas inerentes a um sistema de geração, tais como saídas forçadas das unidades geradoras, aleatoriedade das afluências a um sistema hidrotérmico, etc. Baleriaux et alii propuseram uma metodologia analítica para resolver este problema baseada na construção de curvas de permanência de carga equivalentes, isto é, distribuições de frequências acumuladas resultantes da combinação entre carga e capacidade (sujeita a falhas) das unidades geradoras, e obtidas por convolução discreta. Uma grande limitação desta metodologia está relacionada com a perda de informação cronológica. No cálculo das convoluções analíticas, assume-se que os estados do sistema são independentes entre si, isto é, a operação do sistema é representada por pontos isolados. Esta representação é adequada para sistemas térmicos, onde o despacho econômico para uma determinada hora é independente da situação nas horas seguintes. Entretanto, a operação das usinas hidroelétricas, que é essencialmente cronológica, não pode ser representada. Vários pesquisadores têm proposto aproximações para avaliar a geração hidroelétrica diretamente na metodologia de Baleriaux. No entanto, estas aproximações acarretam em custos de operação subestimados. Uma alternativa de solução é a simulação Monte Carlo, que, neste caso, fornece uma representação mais fiel da operação de sistemas de geração hidrotérmicos, porém a um esforço computacional muito elevado. Esta tese tem como objetivo propor uma extensão da metodologia analítica de Baleriaux capaz de representar com precisão os aspectos cronológicos da operação de reservatórios em sistemas hidrotérmicos. Demonstra-se que a metodologia de Baleriaux pode ser aplicada a problemas de otimização estocástica que podem ser representados por um modelo de fluxo em redes. Assim, a metodologia proposta consiste em decompor o problema de despacho de geração hidrotérmico em uma sequência de problemas cronológicos de avaliação da confiabilidade de suprimento de uma usina hidroelétrica. Por sua vez, cada problema de confiabilidade é resolvido por uma sequência de convoluções entre níveis de armazenamento do reservatório, demanda, afluências e capacidade de geração térmica. A metodologia proposta também é capaz de calcular os custos marginais de operação associados ao problema. A aplicação da metodologia é ilustrada através de sistemas reais de geração de energia elétrica, provando ser bastante eficiente computacionalmente. Quando comparada com a solução obtida pelo método de simulação Monte-Carlo, a redução no tempo computacional foi de várias ordens de grandeza. / Probabilistic production costing models evaluate the expected unit operating costs of dispatching generation resources to meet load requirements along the planning period. These models should describe in detail the actual operation of the generation system and should estimate costs under plausible alternative scenarios. The objective of evaluating the variables of the problem under alternative scenarios is to take into account uncertanties of the generation system, as equipment outages, load variation, inflow sequences, etc. The probabilistic production costing problem can be efficiently solved by a method proposed by Baleriaux. The Baleriaux scheme decomposes the production costing problem into generation reliability evaluation subproblems. In turn, the reliability problems reduce to the comparison between the distribution of available capacity and system demand, which is carried out by discrete convolution. One major limitation of the Baleriaux approach is related to the loss of chronological information. In order to carry out the analytical convolutions, it is assumed that the system states are independent of each other, i.e. system operation is represented as “snapshots". As a consequence, the operation of hydroelectric units, which is essentially chronological, has to be simplified. While this representation may be reasonably adequate for thermal-dominated systems, it is less acceptable for systems with a large component of hydro generation. The representation of hydro units in the Baleriaux scheme has been a topic of great interest. However, the approximations proposed until now has led to underestimated operating costs. One alternative is to use the Monte Carlo simulation method, which allows a better representation of hydrothermal systems. Unfortenately, the associated computacional effort may be very high. This thesis describes an extension of the Baleriaux methodology, able to handle the chronological aspects of reservoir operation. It is shown that Baleriaux's idea can be generalized for stochastic problems which can be represented as linear network flows. In this way, the problem is decomposed into a sequence of analytical convolutions of reservoir storage levels, demand, inflows and generation capacity at each stage. The extended Baleriaux scheme can also produce marginal cost information. The application ofthe methodology is illustrated in case studies with utility-derived systems. To verify the accuracy and efficiency of the proposed scheme, the sarne study was repeated with a Monte-Carlo simulation algorithm. Results were identical, but running times with the Monte-Carlo algorithm were higher by more than arder of magnitude.