Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método numérico para simular escoamentos viscoelásticos com superfícies livres de um fluido governado pelo modelo de Oldroyd-B. As equações governantes para um fluido Oldroyd-B são consideradas. A derivada temporal é aproximada por um método de segunda ordem. Uma formulação para o cálculo do tensor de tensão extra nos contornos rígidos é apresentada. As equações governantes são resolvidas pelo método de diferenças finitas numa malha deslocada utilizando variáveis primitivas. O método numérico descrito neste trabalho foi implementado no ambiente de simulação Freeflow-2D. Resultados numéricos demonstrando que o método numérico empregado neste trabalho aplicado a vários escoamentos bidimensionais de um fluido Oldroyd-B são apresentados.

Em muitas simulações eletromagnéticas utilizando o método FDTD, é desejado que os campos radiados pelas estruturas em análise sejam transmitidos para fora do domínio computacional. Infelizmente isto não é possível de ser realizado através do método FDTD em sua forma original. Para resolver este problema, deve-se implementar, nas superfícies limítrofes dos domínios computacionais, condições especiais denominadas na literatura técnica de Condições de Fronteiras de Absorção, ou, em inglês, \"Absorbing Boundary Conditions\" (ABC´s). Essas Condições de Fronteiras de Absorção impedem que os campos radiados sejam refletidos nas superfícies limítrofes dos domínios computacionais, retornando para o interior do domínio e interferindo no resultado final das simulações. Não existe uma técnica de absorção ideal, ou seja, que elimine totalmente a reflexão. As técnicas atualmente existentes possuem vantagens e desvantagens, podendo ser mais ou menos eficientes, o que faz com que esse tema ainda seja motivo de extensivos estudos. O objetivo deste trabalho consiste no estudo, implementação e comparação de Condições de Fronteiras de Absorção e na indicação de uma possível melhoria nessa área. São realizadas simulações em domínios bidimensionais e tridimensionais para se determinar vantagens e desvantagens de cada técnica de absorção. A análise dos resultados das simulações está focalizada no grau de atenuação que as ABCs possuem e na carga computacional despendidas por elas. Este trabalho é concluído com simulações empregando as condições de fronteiras analisadas para três estruturas clássicas. As vantagens e desvantagens de cada ABC são apresentadas e uma melhoria proposta na técnica de Auto Teleportação de Campos, ou, em inglês, \"Self Teleportation of Fields\" é validada. As estruturas analisadas são uma microlinha de transmissão, um filtro planar e um cilindro metálico iluminado por uma onda plana uniforme. / In many electromagnetic computational simulations using the FDTD method, it is desired that the electromagnetic fields radiated by the structures under analysis can be transmitted outwards the computational domain. Unfortunately, this is impossible to be done by the FDTD method in its original form. To mitigate this problem, one must apply special conditions to the computational domain boundaries, known in the technical literature as Absorbing Boundary Conditions (ABCs) These Absorbing Boundaries Conditions prevent the radiated fields to be reflected by boundaries back into the computational domain. Without them, these fields would interfere with the final simulation results. However, there is no ideal technique that completely eliminates the reflections. The existing techniques have advantages and disadvantages, which make them more or less efficient, still making this subject a theme of extensive studies. This work is aimed at studying, implementing and comparing these Absorbing Boundary Conditions and at indicating a possible improvement in this field. Simulations in bi-dimensional and three-dimensional domains were made to evaluate advantages and disadvantages of each absorption technique. The analysis of the simulation results was focused in the attenuation degree of the ABCs and their computational burden. The work is concluded with simulations using the analyzed ABCs for three classic structures. The advantages and disadvantages of each ABC are presented and a proposed improvement on the \"Self Teleportation of Fields\" technique is validated. The analyzed structures are a microstrip line, a planar filter and a metallic cylinder illuminated by a uniform plane wave.

Resumo: Embasando-se na teoria da cinematica dos fluidos, alcança-se, via Teorema de Transporte de Reynolds, as deducoes necessarias para a obtencao das Equacoes de Saint Venant em uma e duas dimensoes, nao obstante tais equacoes sao linearizadas, o que permite obter as equacoes da onda em uma e duas dimensoes. Para solucionar estas equacoes, este texto discorre sobre o consagrado Metodo das Características, detalhando-o. Cabe observar que para o caso bidimensional encontrou-se as Pseudo-Características. Por meio deste metodo, e com o auxílio do software Maple, a solucao de duas conhecidas equacoes da onda sao obtidas, a Equacao do Telegrafo, no caso de uma dimensao, e para avaliar a Vibracao de uma Membrana Retangular, no caso de duas dimensoes. Alem disso, o Metodo das Características e aplicado para obter as Inclinacoes das Curvas Características e as Invariantes de Riemann, com o objetivo de solucionar as Equacoes de Saint Venant em uma e duas dimensoes, em cada uma das situacoes um estudo de caso foi abordado de modo a expor a teoria desenvolvida. Para o caso unidimensional, analisou-se o escoamento da agua em um canal retangular avaliando a velocidade e profundidade em posicoes específicas do comprimento do canal e em instantes de tempo pré-fixados, o que tornou possível estimar tais valores em qualquer ponto do canal por meio de uma funcao duas vezes continuamente diferenciavel que foi obtida pela interpolacao do tipo Spline Cúbico Natural. Para o caso em duas dimensoes, um problema bidimensional de esvaziamento de um reservatório foi analisado utilizando as Equacoes de Saint Venant, obtendo-se como resultados a profundidade e a velocidade em duas direcoes, para instantes de tempo específicos e posicoes pre-fixadas no comprimento e largura do reservatório, tais resultados foram comparados com os dados obtidos por meio do ja consagrado Metodo das Diferencas Finitas Explícitas. Importante ressaltar que, para o processo de resolucao de cada uma das equacoes, uma Maplet foi idealizada e programada, a fim de ilustrar e avaliar numerica e graficamente os resultados obtidos por cada metodo descrito.

Orientador : Prof. Dr. Carlos Henrique Marchi / Coorientador : Prof. Dr. Márcio André Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 30/03/2015 / Inclui referências : f. 78-80 / Resumo: Neste trabalho emprega-se a Multiextrapolação de Richardson (MER) para reduzir o erro de discretização (Eh), na área de Dinâmica dos Fluidos Computacional (em inglês Computational Fluid Dynamics (CFD)), que consiste em uma técnica de pós processamento de dados para reduzir Eh. Para atingir este objetivo utiliza-se uma nova metodologia, proposta em 2013 para malhas uniformes, em que se aplica interpolações polinomiais. Através desta metodologia, MER teve seu desempenho melhorado: a magnitude dos erros de discretização reduziu progressivamente com o refinamento da malha, com um concomitante aumento das suas ordens de acurácia, até mesmo em variáveis de interesse cuja localização não é fixa, até então na literatura, MER era considerada de baixo desempenho neste tipo de variável. Com o intuito de estender este significativo resultado de 2013, esta metodologia foi estendida para malhas não uniformes unidimensionais. Como problema-modelo é considerado a equação de Poisson 1D, utilizando dois tipos de malha inicial, e refinamento uniforme. A discretização dessa equação foi realizada com o método de Diferenças Finitas. Nas variáveis de interesse estudadas, testou-se vários graus de interpolação e foram alcançados resultados semelhantes com os apresentados para este mesmo problema utilizando malhas uniformes, com MER, isto é, o erro de discretização teve redução significativa. Palavras-chave: Erro de discretização. Multiextrapolação de Richardson (MER). Interpolação polinomial. Dinâmica dos fluidos computacional (CFD). Equação de Poisson 1D. Método de Diferenças Finitas. / Abstract: This work applies the Repeated Richardson Extrapolation (RRE) to reduce the discretization error (Eh) in Computational Fluid Dynamics (CFD), consisting of a post-data processing technique to reduce Eh. Therefore, to use RRE, we use a new methodology, created in 2013 for uniform grids, which works with the use of polynomial interpolation. Using this methodology, RRE had its performance improved: the magnitude of the discretization errors was reduced progressively with mesh refinement, with a concomitant increase in its accuracy orders, even variables of interest whose location is not fixed, so far in the literature, RRE was considered underperforming in this type of variable. We adapted this methodology to non-uniform one-dimensional meshes, with intent of extending this significant recent result for non-uniform grids. As problem-model we consider the Poisson equation 1D using two types of initial mesh with uniform refinement. The discretization of equation is performed using the Finite Difference Method. In the interest variables studied in this work, it was tested various degrees of interpolation and obtained similar results to those presented to the same problem for uniform meshes with RRE, in the other words, the Eh had a significant reduction. Keywords: Discretization error, Repeated Richardson Extrapolation (RRE), Polynomial Interpolation, Computational Fluid Dynamics (CFD), 1D Poisson Equation, Finite Difference Method.

Este trabalho estuda a resolução de vigas contínuas e porticos treliçados em X e Warren, utilizando-se rigidezes e mo mentos de inercia equivalentes. As equações de equil1brio em um no genérico r, sao obtidas pelo método das diferenças finitas e as equaçoes para os deslocamentos e cargas estâticas arbitrârias, são apresentadas em séries finitas de Fourier dedicado um capítulo para a obtenção de equações para momentos de inércia equivalentes, considerando-se a influência do numero de painéis e comparações com as equações clãssicas da literatura. No final, sao apresentados âbacos para vigas treliçadas em X, que permitem a comparação entre os coeficientes de rigidez pelas séries e coeficientes de rigidez pelos momentos de inércia equivalentes e correções para os coeficientes de rigidez considerando inércias equivalentes a partir so das ãreas dos cordões superior e inferior. / This work study the resolution of Warren and X-trussed continuous beams using equivalent stiffness coefficients and moments of inertia. The equilibrium equations in the generic Joint r are obtained by finite differences method and the deflections and arbitrary static load equations are present in finite Fourier series form. The results of illustrative examples for both kinds of trussed be beams are compared with solutions obtained with the Lorane Linear Program. The influence of panels number and comparasions with classic result of equivalent inertia are established. Abacus for X-trussed beams for stiffness coefficients obtained by series versus equivalent inertia stiffness coefficients and corrections using the top and bottom chords area are presented.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-06T12:56:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1584058 bytes, checksum: 5e071cb146eefe82d5c5094d09bc1b28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T12:56:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1584058 bytes, checksum: 5e071cb146eefe82d5c5094d09bc1b28 (MD5) Previous issue date: 2001-12-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Um modelo realístico determinístico dinâmico foi desenvolvido para simular o transporte unidimensional de água e solutos no solo sob condições de escoamento não permanente e considerando a presença do sistema radicular da cultura. A equação de Richards, que permite obter a distribuição do potencial matricial, e a equação do transporte dispersivo-convectivo, que descreve a mobilidade de solutos no solo, foram resolvidas numericamente pelo método de diferenças finitas. Após o desenvolvimento matemático, implementou-se um programa computacional denominado SIMASS-C (SImulação do Movimento de Água e Soluto no Solo considerando a presença de Cultura). O modelo foi analisado inicialmente por meio da realização de simulações de diferentes problemas, quando verificou-se que os resultados gerados pelo modelo eram compatíveis com a realidade física dos problemas simulados. Posteriormente, o desempenho do modelo foi testado usando dados obtidos em ensaios experimentais conduzidos em colunas de solo, em ambiente protegido, nas quais sementes de milho foram semeadas. Após o plantio, foram realizadas irrigações e aplicações de KNO 3 . Os resultados obtidos demostraram que o modelo SIMASS-C descreveu eficientemente o transporte de água e soluto no solo, sob condições não saturadas, uma vez que os perfis de umidade do solo e de concentração do ion nitrato simulados pelo SIMASS-C ficaram dentro da faixa de variação da umidade e concentração de nitrato determinadas experimentalmente. Simulações adicionais, usando-se resultados de pesquisa obtidos por CORRÊA (1996) com o inseticida aldicarbe, permitiram verificar que o modelo SIMASS-C apresentou um bom desempenho quando comparado ao modelo CXTFIT. As curvas de eluição geradas pelos dois modelos apresentaram-se bem próximas em todos os cenários analisados. Foi possível, também, testar a sensibilidade do modelo SIMASS-C ao coeficiente de partição do produto no solo (K d ) demonstrando ser este coeficiente um importante parâmetro em estudos de transporte de solutos no solo, principalmente em condições de umidade acima da capacidade de campo do solo. / Committee Members:: Hugo Alberto Ruiz and Luiz Cláudio Costa. A mathematical model was developed to simulate the of water and solute transport in the soil under transient conditions and considering the root intake. The Richards’ equation and the dispersive-convective transport equation were solved numerically using the finite difference method. After the mathematical development, a software denominated SIMASS-C was implemented (SImulation of the Movement of wAter and Solute in the Soil considering the presence of Culture). Initially, the model was analyzed by perfoming the simulations for different problems, which allow to verify that the results generated by the model were compatible with the physical reality of the simulate problems. Later on, the model was tested by using data obtainned from assays in soil columns under protected environment, where the maize seeds were sowed. After planting, the irrigations were applied as well as the KNO 3 . The results obtained show that the model SIMASS-C described efficiently the transport of water and solute in the soil, under unsaturated conditions, since that the profiles of water content of the soil and concentration of the ion nitrate simulated by the model were with the interval of the data observed experimentally. Additional simulations, based on research results obtained in the literature with the insecticide aldicarb, allowed to verify that the model SIMASS- C had a good performance when compared to the model CXTFIT. The Breakthrough curves generated by the two models came very close in all the analyzed problems. It was possible, also, to verify the sensibility of the model SIMASS-C to the coefficient of partition (Kd) of the product in the soil. This coefficient was shown to be an important parameter in studies on soil solute transport, mainly under a moisture level above the soil field capacity. / Tese importada do Alexandria

Este trabalho estuda a resolução de vigas contínuas e porticos treliçados em X e Warren, utilizando-se rigidezes e mo mentos de inercia equivalentes. As equações de equil1brio em um no genérico r, sao obtidas pelo método das diferenças finitas e as equaçoes para os deslocamentos e cargas estâticas arbitrârias, são apresentadas em séries finitas de Fourier dedicado um capítulo para a obtenção de equações para momentos de inércia equivalentes, considerando-se a influência do numero de painéis e comparações com as equações clãssicas da literatura. No final, sao apresentados âbacos para vigas treliçadas em X, que permitem a comparação entre os coeficientes de rigidez pelas séries e coeficientes de rigidez pelos momentos de inércia equivalentes e correções para os coeficientes de rigidez considerando inércias equivalentes a partir so das ãreas dos cordões superior e inferior. / This work study the resolution of Warren and X-trussed continuous beams using equivalent stiffness coefficients and moments of inertia. The equilibrium equations in the generic Joint r are obtained by finite differences method and the deflections and arbitrary static load equations are present in finite Fourier series form. The results of illustrative examples for both kinds of trussed be beams are compared with solutions obtained with the Lorane Linear Program. The influence of panels number and comparasions with classic result of equivalent inertia are established. Abacus for X-trussed beams for stiffness coefficients obtained by series versus equivalent inertia stiffness coefficients and corrections using the top and bottom chords area are presented.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-04-10Bitstream added on 2014-06-13T20:33:56Z : No. of bitstreams: 1 teramoto_eh_me_rcla.pdf: 2690171 bytes, checksum: e9bf862dfe4d665dcbf73deb1105b9b7 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Em área contaminada por hidrocarbonetos, situada no município de Paulínia, a migração dos contaminantes e a eficiência do sistema de bombeamento são governadas pela heterogeneidade litológica do aqüífero local, constituído por rochas do Subgrupo Itararé, rochas intrusivas básicas da Formação Serra Geral e por sedimentos cenozóicos correlatos à Formação Rio Claro. Desta forma, o entendimento da heterogeneidade que caracteriza este aqüífero e suas propriedades hidráulicas é essencial para a otimização e o aprimoramento do processo de remediação. Visando delinear o entendimento e a caracterização hidrogeológica local, foi elaborado modelo hidrogeológico conceitual, por meio da integração de dados provenientes de técnicas tradicionais de investigação, tais como métodos geofísicos, monitoramento dos níveis piezométricos de poços de monitoramento, descrições geológicas e análises granulométricas, para entendimento da dinâmica de fluxo local, distribuição litológica do substrato aqüífero e seus valores de condutividade hidráulica. Foram ainda realizadas simulações numéricas de fluxo em regime permanente, utilizando o software Visual Modflow, que emprega o método de diferenças finitas para testar o modelo conceitual concebido. A simulação numérica apresentou excelentes correlações entre os valores de cargas hidráulicas medidas e simuladas e os resultados obtidos permitiram verificar a consistência do modelo conceitual. / In an hydrocarbon contaminated area locate in Paulínia city, lithological heterogeneity of local aquifer controls the migration of contaminant and the efficiency of pump system. The aquifer is composed by sedimentary rocks of Itararé Sub-group, basic intrusive of Serra Geral Formation and cenozoic sediments correlated to Rio Claro Formation. Therefore, understanding heterogeinity that characterize the aquifer and its hydraulic properties is vital to optimization and improvement of remediation process. For hydrogeological characterization of the local aquifer, a conceptual hydrogeological model was elaborated by integrating traditional investigations tools, such as geophysical methods, piezometric level monitoring, and geological descriptions in drillings and granulometric analysis to understanding of local dynamic flow, lithological distributions and hydraulic conductivity. Numerical simulation under steady-state condition using Visual Modflow, which utilizes the finite differences method were performed to test the conceived conceptual model. The measured and calculated hydraulic heads are in excellent agreement, showing the consistency of the conceptual model.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-02T18:53:02Z No. of bitstreams: 1 150134.pdf: 1940821 bytes, checksum: d4bc0b37e8edfd9fb311ec7f9e1a7014 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T18:53:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 150134.pdf: 1940821 bytes, checksum: d4bc0b37e8edfd9fb311ec7f9e1a7014 (MD5) Previous issue date: 1979-02 / Estuda um processo de utilização de malhas irregulares no Método das Diferenças Finitas, que possibilita a resolução de equações diferenciais parciais até segunda ordem. Aplica-se, pois, o processo à resolução de placas simplesmente apoiadas e de chapas sob estado plano de tensões. Inicialmente, faz-se um estudo teórico detalhado do método e, a seguir, uma série de aplicações numéricas. Para as aplicações foi elaborado um programa automático ao qual procurou-se dar certa eficiência, podendo ser ressaltada a utilização de uma técnica de esparsidade na montagem do sistema global de equações. / Study of a process of utilization of the irregular meshes in the Method of Finite Differences, which makes the solution of partial differential equations possible up to the second order. The process is, thus, applied to the solution of simply supported plates and of plates under a plane stress state. Preliminarly, we study the theory of the method in detail and, then, we show a series of numerical applications. An automatic program was conceived for the applications, to which we tried to provide a certain degree of efficiency, emphasizing the use of a sparse matrices technique in assembling the global system of equations.

Orientador: Maurílio Boaventura / Banca: Magda Kimico Kaibara / Banca: Geraldo Nunes Silva / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar a prova do Teorema de Existência e Unicidade de Solução, no contexto de soluções Viscosas, de um novo Modelo de Difusão Anisotrópica proposto recentemente para eliminação de Ruídos e Segmentação de Imagens Digitalizadas. / Abstract: The objective of this work is to present the proof of the Theorem of Existence and Uniqueness of Solution in the context of Viscosity Solutions, of a new model of anisotropic diffusion recently proposed to noise elimination and segmentation of digitalized images. / Mestre