Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-23T17:52:19Z No. of bitstreams: 1 155807.pdf: 2798696 bytes, checksum: 30de9149b22b84ea3bb0a0ae333d48cb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-23T17:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 155807.pdf: 2798696 bytes, checksum: 30de9149b22b84ea3bb0a0ae333d48cb (MD5) Previous issue date: 1981-07 / CNPq / Estuda a ocorrência de anomalias de secas e de chuvas no Nordeste do Brasil, causada pela maior ou menor variação dos sistemas sinóticos de pressão, localizados nas médias e altas latitudes do hemisfério norte, através do mecanismo de forçamento lateral. Para isto, foi feito um estudo diagnóstico, correlacionando estas anomalias com os fluxos de quantidade de movimento, de energia potencial e com os campos de movimentos horizontais e verticais. Posteriormente, foi elaborado um modelo físico-matemático, com as condições de contorno apropriadas decorrentes de análise dos dados, a fim de simular, entender e poder constatar os fatos anteriormente diagnosticados. Foram utilizados dados do campo do vento para um período de dez anos (1968-77), aproximadamente. Os resultados diagnosticados indicam que nos meses dos anos secos (chuvosos) os desvios dos escoamentos de nordeste, com relação aos campos dos ventos normais climatológicos, são relativamente mais fracos (intensos) em direção a região do Nordeste semiárido do Brasil. Havendo boa concordância com os resultados de Namias, que os centros das altas localizadas no oceano Atlântico Sul nos meses chuvosos (secos) encontram-se relativamente mais (menos) ao sul do litoral do Nordeste, em concordância também com os resultados de Hastenrath e Heller. Com respeito aos fluxos de |v 'ϕ' |e |u ' v '|, que seus valores e suas respectivas curvas, concordam com os resultados de Mak. Estes resultados serviram para caracterizar a latitude crítica e evidenciar que grande parte dos fluxos de quantidade de movimento proveniente da região equatorial da América do Sul em direção ao hemisfério norte, origina-se na região compreendida em 50°W e 20ºW. Na simulação, usou-se um modelo de equações primitivas de duas camadas, com uma condição de contorno na fronteira voltada para o hemisfério norte do tipo estado básico mais pertubação estacionária (componente de maior amplitude oriunda da análise em série de Fourier dos desvios dos parâmetros u e v com relação ao campo de vento climatológico). A solução é obtida integrando-se no tempo, a partir de um campo inicial em balanço geostrófico. Obteve-se, apôs 5-6 dias de integração, uma solução quase-estacionária, confinada na região equatorial, mostrando, conforme Mak, a possível existência de interação entre os movimentos de latitudes médias e os trópicos, pelo menos num modelo de diferenças finitas e não-linear. Constatou-se no caso chuvoso (seco), uma convergência no nível de 750 mb relativamente menos (mais) a oeste do litoral norte do nordeste brasileiro, indicando, ao nível de 500 mb, movimentos ascendentes mais (menos) intensos próximos ao litoral do nordeste brasileiro e na própria região mais ao norte para o caso chuvoso (seco). / Study the drought and rain anomalies in the Northeast of Brazil. This can be caused by the variations in the synoptic pressure systems located in the middle and high latitudes of the Northern Hemisphere, mechanism of lateral forcing. To achieve this is a diagnostic study was undertaken to colletate these anomalies with the fluxes of momentum and potential energy and the wind field. A physical mathematical model was then formulated using appropriate boundary conditions in arder to simulate and to understand how the anomalies are set in the equatorial region, and verified against the diagnostic studies. The diagnostic studies show that for the month of dy (.rainy) years the flow deviation-from the trade winds compared with the normal wind field are relatively weak (intense) in the direction of the Semi-Arid Northeast Brazil. This agrees well with Namias results that the synoptic high pressure systems located in the South Atlantic Ocean in the rainy, (dry) months are, found more (less) to the south of the Northeast coast, also in agreement with the results of Hastenrath and Heller. With respect to the quantities |v 'ϕ' |e |u ' v '| their values and correspondent curves agree with the results of Mak. These results caracterize the critical latitude and show that a great part of the momentum flux from the equatorial region of South America towards the Northern Hemisphere originates in a equatorial region between 50°W e 20ºW. A two layer primitive equation rnodel was used in simulated study to understand the coupling mechanism. The boundary condition in the north hemisphere is of the type a basic state plus stationary perturbation (the greater amplitude component was found frorn the Fourier analysis of the parameters deviation u e v with respect to the normal wind field). A solution, confined in the equatorial region was obtained after 5-6 days of integration, in accordance with Mak. This shows a probable interaction between the middle latitude flows and the tropics (at least in non-linear finite difference model).In the rainy (dry) case a convergence was observed at 750 mb level, respectively more (less) west relative to the north coast of the Northeast region. At the 500 mb level vertical motions were observed more (less) intense near the Northeast coast and the norther part of the region for the rainy (dry) case.

Orientadores: Philippe Remy Bernard Devloo, Sonia Maria Gomes / Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:26:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ErickSlisRaggio_M.pdf: 3573187 bytes, checksum: 016737de065f039de0141d987e4bdd7a (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A simulação de escoamentos compressíveis considerados sem viscosidade tem grande aplicabilidade na aeronáutica. Atualmente tem sido foco de muitas pesquisas o desenvolvimento destas simulações segundo o método de Galerkin descontínuo[7, 12, 16, 20], que alia as boas características dos métodos de elementos finitos e volumes finitos, beneficiando-se da modelagem polinomial no interior de subdomínios e escontínua nas interfaces entre subdomínios. Neste trabalho o autor se propõe a estender as funcionalidades do ambiente de elementos finitos PZ[28], habilitando-o a modelar as equações de Euler de dinâmica dos gases com o método de Galerkin descontínuo em 3 dimensões. Para cálculo dos fluxos nas interfaces entre os subdomínios emprega-se o fluxo de Roe de primeira ordem e para estabilizar eventuais oscilações na distribuição da solução no interior dos subdomínios são adicionados termos de difusão artificial à formulação. O esquema de integração temporal a empregar é o de Euler implícito, resolvido pelo método de Newton-Raphson. O cálculo da matriz jacobiana do resíduo de Euler, necessário para o método de Newton-Raphson, é desafiador devido à complexidade dos termos de difusão e fluxo numérico, mas viabilizado pelo emprego de técni-cas de diferenciação automática. Dada a qualidade do integrador temporal consistentemente implícito, algoritmos de evolução de CFL são desenvolvidos e aplicados, visando a redução dos tempos de simulação. A validação do esquema proposto e a avaliação da qualidade dos resultados fornecidos pelo simulador são obtidas através da simulação de problemas teste modelados pelo autor. O resultado é um simulador 2D e 3D robusto e que fornece resultados consistentes com os da literatura. Destaca-se o desenvolvimento de um esquema de evolução de CFL que reduz o número de iterações para convergência até a solução estacionária, a com-paração de eficiência dos termos de difusão artificial e o desenvolvimento matricial destes. O trabalho evidencia as qualidades da aproximação numérica segundo o método de Galerkin descontínuo em comparação com resultados analíticos e de simulações por volumes finitos e as qualidades do integrador temporal desenvolvido, guiando futuros desenvolvimentos e elencando sugestões de extensões que visam aumentar a eficiência e ampliar as funcionalidades do simulador / Abstract: The simulation of compressible flows considered inviscid is largely appliable to aeronautics. The development of such simulations using the Garlekin discontinuous method[7,12,16,20], wich presents the good characteristics of fine element and finite volume methods, benefitting from the polynomial interpolation within subdomains and discontinuous across interfaces among them, has been the focus of many current researches. In this work the author extends the functionalities of the PZ finite element environment[28], enabling it to model the Euler equations of gas dynamics with the discontinuous Galerkin method in three space dimensions. The flux evaluation across interfaces uses the first order Roe¿s numerical flux. Artificial diffusive terms added to the formulation aatempt to stabilize spatial oscillations of the distribution of the solution within each subdomain. The time marcing scheme applied is the implicit first order Euler, solved by a Newton-Raphson method. The evaluation of the matrix tangent to the Euler residual required by the neton-Raphson method is challenging due to the complexity of the artificial diffusive and numerical flux terms, but feasible thanks to the automatic differentiation techniques. Given the quality of the consistently implicit time integrator. CFL evolution algorithms are developed and applied to reduce the simulation ti-ming. The proposed scheme validation as well as the result quality juclgements are obtained through the simulation of test problems proposed by the author. The result is a 2D and 3D robust simulator that off'ers results consistent ivith those availabe in the bibliography. Outstanding qualities are presented by the CFL c.volution scheme. which reduces the num-ber of time marching iterations required to converge to steady-state solutions. An efficiency benchmark of the artificial cliff'usive terms and the matricial development of such are also emphasized. This work evinces the qualities of the discontinuous Galerkin approximation method compared to analytical and finite volume simulation solutions and the qualities of the developed time integrator. guiding future developments and stating suggestions on pos-sible extensions focusing performance enhancement and additional features / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil