Resumo: 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. / Abstract: 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. / Orientador: Chang Hung Kiang / Banca: Edson Cézar Wedland / Banca: Ewerton de Oliveira / Mestre

Orientador: José Manoel Balthazar / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Vinicius Piccirillo / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre alguns modelos dinâmicos simplificados de satélites amarrados por cabos flexíveis, utilizando o método explícito das diferenças finitas e o método de diferença central, para a modelagem matemática dos problemas em linguagem de programação C++ para a simulação destes problemas, inicialmente apresentam-se um estudo sobre satélites amarrados, computação paralela, e ambiente de troca de mensagens entre processos MPI, para em seguida avaliar os modelos simplificados programas sequenciais são criados e um estudo sobre a viabilidade da criação de programas equivalentes paralelizados é iniciado, aos problemas paralelizados utilizam-se um protocolo de troca de mensagens e o tempo necessário para alcançar a solução do mesmo problema com um programa sequencial e um programa paralelo é avaliado, aspectos como speedup e eficiência são obtidos para o programa paralelo com o objetivo de avaliar se a paralelização de determinado problema é viável / Abstract: This paper presents a study of some simplified dynamic models of satellites tethered by flexible cables and using the explicit finite difference method, the method of central difference for the mathematical modeling of problems presented and using sequential algorithms and writings parallels in the programming language C++ for the simulation of these problems, first we present a study on tethered satellites, parallel computing, and messaging environment between processes, MPI, then to evaluate the simplified models sequential programs are created and a study on the feasibility of establishing programs equivalent parallel starts, parallel to problems using a protocol for the exchange of messages and the time required to reach a solution to the same problem with a sequential program and a parellel program is evaluated, aspects such as speedup and efficiency are obtained for the parallel program with the aim of evaluating the parallelization of a given problem is feasible / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2009-11-17T16:33:30Z No. of bitstreams: 1 2006_LuisCarlosdeSousaJunior.pdf: 3624386 bytes, checksum: a1e8907927211b9a18f2419896109738 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-11-25T19:35:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_LuisCarlosdeSousaJunior.pdf: 3624386 bytes, checksum: a1e8907927211b9a18f2419896109738 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-25T19:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_LuisCarlosdeSousaJunior.pdf: 3624386 bytes, checksum: a1e8907927211b9a18f2419896109738 (MD5) Previous issue date: 2006-08 / Em muitos casos práticos de Engenharia, uma estrutura pode ter seu comportamento dinâmico alterado em função da presença de um fluido denso, e nesses casos, deve-se investir em uma abordagem Fluido-Estrutura. Quando houver um regime de pequenos deslocamentos, tanto para a estrutura como para o fluido, este se torna um problema Acústico-Mecânico. Este trabalho apresenta alguns resultados numéricos baseados na formulação em Elementos Finitos (EF) “U-p” (deslocamento-pressão) (Zienkiewicz e Newton 1969). Essa formulação foi adotada devido a sua ampla utilização, ter mostrado bons resultados em mais de três décadas e pelo fato de ser a base de códigos computacionais comerciais. É também apresentara uma proposta de formulação numérica equivalente a anterior, porém em Diferenças Finitas (DF). Esse modelo em DF considera estruturas laminares do tipo viga. Em ambas as formulações (EF e DF), o fluido é modelado por meio da equação da onda e condições de contorno diversas: interação fluido-estrutura, parede rígida, ondas de gravidade de pequenas amplitudes e radiação. São apresentados resultados de casos sintéticos, no qual foi possível explorar as potencialidades das formulações numéricas (acoplamento, condições de contorno). Estes problemas são analisados para o caso de vibrações livres e forçadas. Para a integração no tempo, foi utilizado o Método de Newmark, que se mostrou eficaz mesmo com as matrizes acopladas (fluido+estrutura). Parâmetros governantes fluido-estrutura são incorporados nas analises. São também apresentados modelos simplificados baseados no conceito de massa adicional. Os modos naturais de perfil típico de uma barragem gravidade de concreto foram calculados. Simulações transientes foram feitas para entender a resposta dessa estrutura típica sob condições acopladas e desacopladas com o reservatório, quando sujeita a um movimento harmônico do solo. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In many Engineering practical cases, the structural dynamic behavior can be strongly changed by the presence of a dense fluid, and in these cases, some effort on a fluidstructure analysis must be done. Particularly when there are small displacements for fluid and structure this becomes an acoustic-mechanic problem. This work present some numerical results based on a finite element (FE) formulation “Up” (displacement – pressure) (Zienkiewicz and Newton 1969). This formulation was adopted because of its well established used, its good results in more than three decades and base for commercial programs. Also, an equivalent numerical formulation is presented, but it’s based in finite differences method (FD). These FD model consider laminated structures like beams. In both formulations (FE and FD), the fluid is modeled by wave equation and various boundary conditions: fluid-structure interaction, rigid wall, small amplitude gravity waves and radiation. Results from synthetic cases are presented and possibilities explored of the numerical formulations (coupling, boundary conditions). These problems are analyzed in cases of free and forced vibration. For time integration, the Newmark Method was used, and it was efficient for coupled matrices (fluid + structure). Fluid-structure governing parameters are incorporated on analysis. Results from simplified models based on added mass concept are also showed. Natural modes of a typical concrete gravity dam were calculated. Transient simulations were done to understand structural response when coupled and uncoupled with reservoir when submitted to a harmonic ground motion.

No presente trabalho empregam-se operadores de diferenças finitas hermitianos para formular matrizes de rigidez e vetores de ações nodais equivalentes, tendo como base as teorias de Euler-Bernoulli, Timoshenko e a de fundação sobre base elástica bi-paramétrica. Examina-se também o caso da torção de elementos estruturais através da teoria de Saint-Venant. Sabe-se que as formulações referentes a esses temas são bastante conhecidas e objeto de consideração por diversos autores, porém o objetivo desta pesquisa é o de desenvolver uma nova metodologia para a consideração dos denominados erros de truncamento. Para tanto, são utilizadas as técnicas de diferenças finitas hermitianas na geração de tais matrizes e vetores, tendo-se em mente que as expressões de erros locais resultantes, providenciam uma medida da magnitude relativa desses erros. São feitas comparações entre as soluções obtidas e as formuladas através do método dos elementos finitos. / Hermitian finite difference operators are employed to formulate element stiffness matrix and load vectors, based on Euler-Bernoulli, Timoshenko beams bending theory and two-parametric elastic foundations. Elastic torsion of structural elements by Saint-Venant\'s theory is considered. It is well known that approaches has been presented by several authors to solve these kind of problems, so the aim of this research is to develop a special method in considering explicitly the truncation errors. Finite difference techniques are used to derive such elements matrix and vectors, having in mind that a local truncation error expression provides a measure of relative errors magnitudes. The solutions attained are compared with those given by the finite-element analysis.

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.

Orientador: Kátia Lucchesi Cavalca Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:50:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_DiogoStuani_M.pdf: 4752857 bytes, checksum: 6027628d11d6b6a8db09521349fd47b8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os mancais lubrificados hidrodinamicamente estão presentes em muitas aplicações modernas, especialmente em maquinas rotativas que necessitam de operações mais precisas. Nestes casos, a lubrificação é essencial para a máquina, pois, diminui o atrito entre as peças internas e previne o contato metal-metal, além de agir como elemento de vinculo dinâmico para as pistas do mancal. Devido ao cisalhamento do lubrificante durante a operação, tem-se o aquecimento do fluido e com isso uma modificação nas condições de lubrificação, já que a viscosidade, parâmetro que caracteriza as particularidades do escoamento, diminui com o aumento da temperatura. A diminuição da viscosidade causa diminuição do atrito viscoso, o que acarreta em diminuição da capacidade de carga, gerando efeitos negativos nos coeficientes equivalentes e sendo possível, em alguns casos, a observação de contato direto entre as partes metálicas. Sendo assim, o estudo do atrito e das condições de lubrificação durante a operação de máquinas é de extrema importância em problemas como manutenção, durabilidade e confiabilidade de máquinas. Utilizando o método das diferenças finitas, é possível resolver simultaneamente as equações de Reynolds e da energia, que são responsáveis pelas distribuições de pressão e temperatura, respectivamente. Com isso, é possível analisar as diferenças de pressão, disposição do eixo no interior do mancal e coeficientes equivalentes de rigidez e amortecimento, de um modelo em que se usa viscosidade variante com a temperatura (termohidrodinâmico) e de um modelo que não apresenta esse fenômeno (isotérmico). Finalmente, utilizando um software de dinâmica de rotores, foi obtida a resposta dinâmica de um sistema mancal-rotor para turbocompressores / Abstract: The hydrodynamic lubricated bearings are present in modern applications, especially in rotational machines that need precisely operations. In those cases, the lubrication is essential for the machine, because it reduces the wear between the internal parts and prevents the metallic contact, and also, acts like an element of dynamic link for the bearing. Due to the lubricant shear, the fluid heats up and modifications on the lubrication conditions occurs, since the viscosity, parameter that characterize the flow, decreases with the increase of the temperature. The decrease of visco ity causes a decrease in the viscous friction, which entails in a decrease of the load sustaining capacity, negative effects in the equivalent coefficients and possible observation of metallic contact. So, the study of friction and lubrication conditions during the machine operation is extremely important on maintenance, durability and reliability of machines. Using the finite difference method it is possible to solve, simultaneously, the Reynolds and the energy equations that are responsible for the pressure and temperature distribution, respectively. Therewith, it is possible to analyze the differences in pressure, shaft position in the bearing and equivalent stiffness and damping coefficients, for a model that uses changes in viscosity with the temperature (thermohydrodynamic) and for a model that does not take it in account (isothermal). Finally, using a rotordynamic software (ROTORTEST), the dynamic response of a turbocharger bearing-rotor system was obtained and analyzed / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Attilio Jose Giarola / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T04:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Farias_RubemGoncalves_D.pdf: 4919440 bytes, checksum: b1de0f48bcc2c33d3a0d7ba634fc4899 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A formulação para diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD), aplicada a plasma magnetizado segundo direção arbitrária, é desenvolvida para aplicação em dispositivos dielétricos em duas (2D-FDTD) e três dimensões (3D-FDTD). A ênfase é dada no processo de cálculo iterativo da convolução entre o campo elétrico e o tensor susceptibilidade elétrica do plasma magnetizado. Também, são propostos diversos tipos de dispositivos para propagação de sinais na banda milimétrica. O método é aplicado a estruturas controladas por plasma. Este plasma pode ser induzido por um feixe áptico sobre uma película semicondutora, depositada sobre o guia. Neste caso, as características de propagação do guia são controladas por um feixe áptico com energia apropriada. Esse plasma também pode ser estabelecido em semicondutor por dopagem. Neste tipo de dispositivo, o núcleo do guia é totalmente preenchido com plasma. Nesta opção, a propagação dos campos de RF é controlada por um campo magnetostático. Alguns dispositivos com guias singelos e acoplados são analisados. Observa-se então a possibilidade de controle efetivo de fase e acoplamento, assim como o controle na faixa de operação de modo único, notadamente nos guias opticamente controlados. Devido à carência de dados na literatura especializada, são estabelecidos critérios para discretização graduada e rigorismo nos testes de convergências propostos. Diversos tipos de dados são utilizados para essa finalidade. Obtém-se, então, uma espécie de perfil de discretização, o qual é aplicado aos demais dispositivos / Abstract: A finite-difference in the time domain (FDTD) formulation is developed for plasmas magnetized along an arbitrary direction and applicable to two dimensions (2D-FDTD) and to three dimensions (3D-FDTD) dielectric devices. Emphasis is given to the iterative calculation of the convolution between the electric field vector and the electric susceptibility tensor of the magnetized plasma. Various types of devices are also proposed for the propagation of signals in the millimeter-wave band. The method is applied to structures controlled by plasma. This plasma may be induced by an optical beam applied to a semiconductor layer deposited on the waveguide. In this case, the propagation characteristic of the waveguide is controlled by an optical beam with appropiate energy. This plasma may also also be introduced in the semiconductor by means of doping. For these devices the waveguide core is completely filled with plasma. With this option the propagation of the RF fields is controlled by a static magnetic field. Some devices with single and coupled waveguides are analyzed. The possibility of an effective control of phase and coupling, as well as the operating bandwidth with a single mode was examined, particularly with optically controlled waveguides. Due to the lack of data in the specialized literature, gradual discretization criteria and rigorous tests of convergence are proposed. Various types of data are used to accomplish this objective. As a result, a kind of discretization profile is obtained and is applied to the remaining devices / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto Gasparetto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T09:20:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia_MariaCristinaAntun_D.pdf: 4117425 bytes, checksum: 8f49801b127a3a07b6e8448cdb5183a4 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Foram resolvidas pelo método numérico de diferenças finitas, com esquema implícito, as equações da quantidade de movimento e da continuidade aplicadas à região de entrada do escoamento axial incompressível isotérmico laminar em regime permanente num anular concêntrico. A solução do caso newtoniano serviu como parâmetro de validação do método, sendo os resultados comparados àqueles da literatura. Para o caso não newtoniano foi adotado comportamento tipo lei da potência, pseudoplástico. Neste caso as equações de quantidade de movimento e continuidade foram transformadas de modo a obter um caso pseudonewtoniano, o que facilitou a solução, possibilitando a mesma técnica de solução do caso newtoniano. Os resultados de comprimento de entrada e de queda de pressão foram comparados àqueles disponíveis na literatura apesar destes se referirem a condições diferentes na geometria de entrada e na definição assintótica do comprimento de entrada; qualitativamente os resultados são similares para o campo de velocidades e queda de pressão, porém, quantitativamente há diferenças acentuadas / Abstract: The equations of momentum and continuity applied to the entry region of an axial, incompressible, isothermal, laminar and steady flow in a concentric annulus, were solved through a finite difference implicit method. The solution for the newtonian case was used for validation of the method, as this was compared to reported results. For the non newtonian case a pseudoplastic power-Iaw model was assumed. In this case the equations were transformed in order to obtain a pseudo newtonian system which enhanced its solution through the same technique as used for the newtonian case. Comparison of the results for entry length and pressure drop with those available in the literature showed qualitative similarity but quantitatively differences are significative. This is attributed to the entry geometries and the defmition of assimptotic entry length that are both different from this work, in the only case found in the literature / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Ilmar Ferreira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T17:10:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeixeiraNeto_Alessandro_M.pdf: 6145701 bytes, checksum: 0baf2adc94ed23aec9d0287de7e9070e (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A determinação das curvas características de torque de acionamento e cálculo dos esforços máximos exercidos sobre os mancais hidrodinâmicos são etapas imprescindíveis não só no projeto da bomba injetora mas também no estudo de cada uma de suas aplicações em motores de combustão Diesel. O objetivo deste trabalho é o estudo da viabilidade da modelagem matemática do eixo de acionamento da bomba injetora. Assim, definida uma aplicação da bomba injetora e seus parâmetros operacionais (rotação do motor e níveis de pressão internos da bomba), um modelo matemático é desenvolvido com o intuito de óbter-se o comportamento dinâmico do eixo de acionamento da mesma. O Método dos Elementos Finitos é empregado para a modelagem do eixo de acionamento representando-o por um rotor flexível. Os esforços que agem sobre o eixo devido a cada um dos mecanismos que estão vinculados ao mesmo (engrenagem de acionamento, mancais hidrodinâmicos, bomba de palhetas, engrenagem do regulado.r e carne) são estudados extensivamente de forma que o modelo reproduza fielmente os carregamentos dinâmicos efetivos da bomba injetora. Um modelo matemático para os esforços do carne, em função do tempo, é desenvolvido a partir do perfil do carne e de uma função obtida experimentalmente para a pressão do cilíndro distribuidor. Modelos linearizados são empregados na caracterização dos esforços dos mancais hidrodinâmicos. Entretanto, no apêndice do trabalho é desenvolvido um modelo matemático, empregando-se o Método dos Elementos Finitos, para a distribuição da pressão na superfície do mancal hidrodinâmico. As etapas de cálculo para a determinação do problema não-linear da configuração de equilíbrio do sistema rotor /mancal são descritas. Os resultados do modelo matemático são comparados àqueles obtidos nos ensaios experimentais ratificando a viabilidade de simulação, via computador, como metodologia alternativa para o comportamento dinâmico do eixo de acionamento da bomba injetora / Abstract: The establishment of the driving torque characteristic curves and the computation of the maximum strains exerted over the journal bearings are fundamental stages to a fuel injection pump design and also to any application study of it in Diesel combustion engines. The objective of this work is the feasibility study of a fuel injection pump driving shaft mathematical modelling. So, once defined a fuel injection pump application and its operating parameters (engine rotation and pressure levels inside the pump), a mathematical model is developed with the purpose of geting its driving shaft dynamic behavior. The finite element method is applied to the driving shaft modelling representing it as a fiexible shaft. The strains that act over the shaft due to each one of the mechanisms that are attached to it (driving gear, journal bearings, rotary vane pump, guide gear and cam) are extensively studied in a way that the model reproduces the fuel injection pump actual dynamic loads. A mathematical model of the cam strains are developed employing the cam shape and an experimental function that describes the piston pressure. Linearized models are employed to establish the journal bearings strains. A mathematical model employing the finite element method is developed in the appendix to describe the pressure distribution over the journal bearing surface. The computation stages to solve the nonlinear problem of the shaft / journal bearing balance configuration are described. The results of the mathematical model are compared to those obtained experimentaly ratifying its feasibility as an alternative methodology to the fuel injection pump driving shaft behavior study / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-22T03:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PobleteCantelano_MarianoEdgardo_M.pdf: 2237950 bytes, checksum: 29fe3f66b8ac123f3886b8e7779345a6 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada