Este trabalho de pesquisa apresenta a avaliação de uma sonda TDR helicoidal para estimar o teor de umidade dos solos, em diferentes profundidades, através da técnica da reflectometria no domínio do tempo (TDR). Essa sonda, desenvolvida especificamente para esse fim, foi devidamente calibrada em laboratório para diferentes tipos de solo. O processo de calibração consistiu na determinação da constante dielétrica aparente (Ka) e condutividade elétrica volumétrica (ECb) de um mesmo solo com diferentes teores de umidade. Posteriormente foram buscadas correlações entre Ka e o teor de umidade gravimétrico (w), obtido em estufa. São propostas correlações entre w e Ka, entre w e \'KA POT. 1/2\' e entre teor de umidade volumétrico (\'teta\') e Ka. Também foram consideradas as correlações propostas por Yu e Drnevich (2004), visando estimar também a massa específica seca dos solos. Foram realizados ensaios de campo para a validação das equações de calibração. Os valores dos teores de umidade estimados através da técnica da reflectometria no domínio do tempo, tanto em laboratório como em campo, foram comparados com os valores de teor de umidade obtidos com o método da estufa. Com base nos resultados foram determinados os erros referentes às calibrações. Nos ensaios de campo, os teores de umidade obtidos através da correlação entre w e \'KA POT. 1/2\' apresentaram melhores resultados, quando comparados com aqueles estimados com as outras correlações. Pelos resultados obtidos conclui-se que a técnica TDR é uma alternativa viável para a estimativa em campo do teor de umidade em grandes profundidades. / In this work is presented the evaluation of a recently developed helicoidal probe used for estimating the soil water content through the time domain technology (TDR). This probe has been calibrated in laboratory for different types of soils. The calibration process consisted in assessing the values of the apparent dielectric constant (Ka) and the bulk electric conductivity (ECb) of a specific soil at different levels of water content (w). Subsequently, correlations between the apparent dielectric constant and the water content have been established. The same has done with the bulk electric conductivity. Correlations between Ka and w, \'KA POT. 1/2\' and w, \'teta\' (volumetric water content) and Ka have been proposed. Also, the correlations proposed by Yu and Drnevich (2004) have been considered. To validate the proposed correlations, tests using the helicoidal probe were performed in the field. Estimated values of field water content, using the TDR technology have been compared to the correspondent oven water content values. Based on these comparisons, errors regarding the calibrations have been calculated. In the field tests, the correlations between \'KA POT. 1/2\' and w have presented more accurate results than those obtained with the other correlations. Experimental results have shown that the TDR technology for estimating water content at different depths in the field is feasible and expedite.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-25T14:57:44Z No. of bitstreams: 1 thainansantostheodoro.pdf: 6277443 bytes, checksum: 64fdae570574b42d13c86c42cedaca9e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-25T15:29:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thainansantostheodoro.pdf: 6277443 bytes, checksum: 64fdae570574b42d13c86c42cedaca9e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T15:29:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thainansantostheodoro.pdf: 6277443 bytes, checksum: 64fdae570574b42d13c86c42cedaca9e (MD5) Previous issue date: 2016-09-05 / Esta dissertação apresenta uma técnica de simulação híbrida no domínio do tempo de programas de transitórios eletromecânicos e eletromagnéticos usando o MatLab/ Simulink, a qual confere eficiência computacional e precisão, tanto na análise de sistemas de potência, quanto de controle, sobretudo em situações nas quais fenômenos eletromagnéticos e eletromecânicos se sobrepõe, como é o caso da integração de grandes parques eólicos. Para que ocorra a interação entre os dois programas é necessário a adequação das grandezas de fasores para formas de onda e vice versa, assim, é apresentada uma nova abordagem de extração de fasores instantâneos a partir do DSOGI com boa eficiência computacional com perda desprezível de informações. A comunicação regular entre os programas é feita através do protocolo de comunicação baseado na plataforma TCP/IP, que possibilita a representação de modelos distribuídos e a divisão do esforço computacional. São apresentados resultados de simulação para a integração de um parque eólico, representado por um aerogerador DFIG, à uma rede de 29 barras e 7 geradores. Todo o sistema foi representado em um programa de transitórios eletromagnéticos para comparação com os resultados do programa híbrido. Os resultados se mostraram encorajadores já que houve diminuição de quase 70% do tempo de processamento. / This dissertation presents a hybrid simulation technique in the time domain of electromechanical and electromagnetic transient programs using the MatLab/Simulink, which confers computational efficiency and precision, in both power system and control analysis, mainly in situations where electromagnetic and electromechanical phenomena overlap, such as the integration of large wind farms. In order to guarantee the interaction between the two programs it is necessary to adapt the phasor magnitudes to waveforms and vice versa, thus, a new approach is presented for the extraction of instantaneous phasors using the DSOGI approach, with good computational efficiency and negligible loss of information. The regular communication between the programs is done through the communication protocol based on the TCP/IP platform, which allows the representation of distributed models and enables the division of computational effortt between computers. Simulation results are presented for the integration of a wind farm, represented by a DFIG, to a network of 29 bars and 7 generators. The entire system was represented in an electromagnetic transient program for comparison with the results of the hybrid program. The results were encouraging since there was a decrease of almost 70 % of the processing time.

Orientadores: Edson Eiji Matsura, Regina Célia de Matos Pires / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LeonardoNazarioSilvados_D.pdf: 9014714 bytes, checksum: 443fd6aa43099fa45fe1a9d094fc9afb (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A agricultura irrigada é a atividade caracterizada pelo alto consumo de água. Nesse contexto, a utilização de efluente de esgoto tratado (EET) como fonte de água para a irrigação pode ser uma alternativa para substituição de água doce, mas que requer estudos específicos para adoção e uso de forma sustentável. Assim, objetivou-se avaliar os efeitos da aplicação de EET via gotejamento subsuperficial sobre as propriedades físicas do solo (Latossolo Vermelho distroférrico), distribuição da umidade no perfil do solo, desenvolvimento do sistema radicular, a produção de colmos e a qualidade tecnológica do caldo da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.). O experimento foi instalado em Campinas-SP, Brasil, adotando-se delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial 2x2x2+1, com cinco repetições. Os fatores estudados foram: duas profundidades de instalação do tubo gotejador (0,2 e 0,4 m); duas qualidades de água (efluente de esgoto tratado ¿ EET, e água de reservatório superficial ¿ ARS); complementação nutricional via fertirrigação (com complementação nutricional ¿ CN, e sem complementação nutricional ¿ SN); e a testemunha sem irrigação. Para avaliação da umidade no perfil do solo foi utilizada a técnica da TDR (Time Domain Reflectometry); para a avaliação radicular foi utilizado o sistema minirhizotron; para determinar os atributos físicos do solo foram utilizadas amostras deformadas e indeformadas; e a produtividade estimada por biometria. O uso de efluente de esgoto tratado como fonte hídrica na irrigação demonstrou ser opção sustentável do ponto de vista agronômico, proporcionando incrementos na produtividade e melhoria na qualidade tecnológica da cana-de-açúcar em relação ao tratamento sem irrigação. A instalação do tubo gotejador a 0,2 m de profundidade disponibilizou água na região de maior desenvolvimento radicular e reduziu as perdas de água por evaporação e por percolação profunda. Os fatores testados não alteraram significativamente os parâmetros sódico-salinos, as propriedades físicas do solo e o comprimento radicular da cana-de-açúcar / Abstract: Irrigated agriculture is characterized by higher water consumption. In this context, the use of treated sewage effluent (TSE) as a water resource for irrigation can be an alternative in replacing freshwater, however it requires specific studies for adoption and as well as for sustainable use. Therefore, this study aimed to evaluate the TSE subsurface drip irrigation effect on a dystrophic Red Latossolo (Oxisol) physical properties, the effect on the moisture distribution in the soil profile, on the root system development, as well as on the yielding and quality of produced sugarcane (Saccharum officinarum L.). The experiment was carried out in Campinas-SP, Brazil, adopting a randomized block design in a 2x2x2+1 factorial, with five replications. Studied factors included: two depths of the dripline (0.2 to 0.4 m); two water qualities (treated sewage effluent ¿ TSE, and surface reservoir water ¿ SRW); nutritional supplementation by fertigation (with nutritional supplementation ¿ NS, and without nutritional supplementation - WNS); and no irrigation (NI). To evaluate the moisture in the soil profile it was used the technique named TDR (Time Domain Reflectometry); to evaluate root development was used the system known as minirhizotron; to determine soil physical properties it was employed disturbed and undisturbed samples; and productivity estimated by biometrics. The use of treated sewage effluent as a water resource for irrigation proved to be a sustainable option through the agronomic point of view, providing productivity increases and improvement of technological quality of sugarcane compared to treatment without irrigation. The installation of the dripline to 0.2 m depth provided of water in the region highest root development and reduced water losses by evaporation and deep percolation. The tested factors did not significantly alter the sodic-saline parameters, the physical properties of soil and root length of sugarcane / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Edvaldo Sabadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T20:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ungarato_RafaelFernandoDeSanti_M.pdf: 3937275 bytes, checksum: bb5e422a60e0f90e98a552f1ea02db61 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O estudo de soluções para métodos especiais de recuperação de petróleo vem sendo amplamente utilizado, principalmente devido à grande quantidade de óleo remanescente nos reservatórios após as recuperações primária e secundária. Soluções consideradas de potencial recuperador devem possuir algumas características específicas como uma baixa tensão interfacial água/óleo e viscosidade moderada, de modo a melhorar a eficiência do petróleo varrido. Interações fluidos-rocha e óleo-rocha são determinantes no montante de óleo a ser recuperado, assim sendo, estudos com relação à molhabilidade das superfícies das rochas mostram-se fundamentais. Um método de análise largamente empregado e considerado como padrão para medidas de molhabilidade é o teste de Amott, porém, tal método apresenta grande tempo de análise e preparo de amostra. O presente trabalho analisa a molhabilidade de rochas utilizando-se a técnica de Ressonância Magnética Nuclear de Baixo Campo. Ela se baseia nos tempos de relaxação da magnetização das populações de água e óleo, livres ou ligadas na superfície da rocha, permitindo de maneira rápida, a determinação da quantidade de óleo removida. Nesse estudo foram analisadas amostras de arenito e carbonato, caracterizando-as comparativamente com relação ao tamanho e homogeneidade dos poros por dados de RMN. As rochas foram impregnadas com petróleo e deixadas em contato com diferentes soluções de surfactantes (não iônico e zwiteriônico), sendo possível a análise quanto à diferença de molhabilidade entre as mesmas. Com relação a essas soluções, foram utilizados diversos surfactantes, com diferenças quanto aos grupos funcionais, ao tamanho da cadeia hidrofóbica, a presença de uma ou duas dessas cadeias e em diferentes concentrações, sendo possível a obtenção de informações relacionadas à eficiência de extração de óleo para cada uma delas. Observou-se que a técnica utilizada apresentou excelentes resultados, permitindo diferenciar a capacidade de extração para cada solução estudada / Abstract: The study of solutions to enhance oil recovery has been widely used, mainly due to large amount of oil that remains in reservoirs after primary and secondary recoveries. Solutions with good potential to recovery must have some specific characteristics such as low water/oil interfacial tension and a moderate viscosity to improve the efficiency of the oil swept. The fluid-rock and oil-rock interactions are of great importance concerning the total oil recovered. Therefore, studies involving wettability of rock surfaces are essential. A traditional method of analysis, which is considered as standard to measures the wettability is the Amott test, however, this method spends too much time and sample preparation. This study analyzes rock wettability using the technique of Low Field Nuclear Magnetic Resonance (low-field NMR). This is based on the relaxation rates of the magnetization of water and/or oil molecules, free or bounded at the surface of the pores of the rock. The technique allows a quick determination of the amount of oil removed. In the present study, the size and pores homogeneity of sandstone and carbonate were analyzed using low field-NMR. The rocks were impregnated with oil and then left in contact with different solutions of surfactants (non-ionic and zwitterionic), being possible to analyze the differences in wettability among them. Several concentrations of surfactants, in which differences in their: functional groups, hydrophobic chain length and number of chains, were studied. The NMR technique revealed excellent results, providing information related to the efficiency of oil extraction for each studied solution / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

O bulbo molhado formado na irrigação por gotejamento pode ser modelado a partir informações das propriedades físico-hídricas do solo. Mas apesar do grande progresso na modelagem, a aplicação de modelos na irrigação e drenagem ainda não foi implementada em nenhum nível de maneira substancial. Assim, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um modelo numérico utilizando a técnica dos volumes finitos para estimar a forma e as dimensões do volume de solo molhado sob irrigação por gotejamento, e verificar a validade do modelo através da comparação com dados recolhidos em condições experimentais. O ensaio foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz-ESALQ/USP. As sondas de TDR foram confeccionadas segundo procedimentos descritos por Souza et al. (2006). O perfil do bulbo molhado formado no solo abaixo de um emissor do tipo gotejador foi determinado para 3 tipos de material: areia, solo arenoso e solo argiloso e para 3 vazões nominais do emissor: 2, 4 e 6 L/h. Cada uma das combinações entre tipo de solo e vazão foi repetida três vezes em caixas (1000 L) diferentes, totalizando 27 medições. Um modelo numérico foi desenvolvido para simular a distribuição da água no perfil do solo abaixo de uma fonte pontual. A solução da equação diferencial para o movimento da água em solo não saturado foi realizada pela discretização do espaço-tempo utilizando a técnica dos volumes finitos. Um algoritmo em linguagem Visual Basic foi escrito para implementar o conjunto de equações e simular a evolução do bulbo molhado no tempo. Foi simulada a formação do bulbo molhado nas mesmas condições do experimento, e gráficos de isolinhas de umidade foram traçados no software Surfer. O modelo numérico proposto foi capaz de simular a formação do bulbo molhado em diferentes condições de tipo de solo e vazão do emissor. / The soil water patterns in drip irrigation can be modeled from physical and hydraulic properties of soil. But despite the great progress in modeling, the models have not been implemented at any level in irrigation and drainage. The objective of this study was to develop a numerical model using finite volume technique to estimate the shape and dimensions of the wetted soil volume under drip irrigation and verify the validity of the model by comparing data collected under experimental conditions. The trial was conducted at the experimental site of the Department of Biosystems Engineering, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz- ESALQ/USP. The TDR probes were manufactured according Souza et al. (2006). The soil water patterns under a drip emitter type was determined for three types of material: sand, sandy soil and clay soil and three nominal flows of the emitters: 2, 4 and 6 L/h. Each of the combinations of soil type and flow rate was repeated three times in boxes (1000 L), totaling 27 measurements. A numerical model was developed to simulate the distribution of water in the soil profile below a point source. The solution of the differential equation for the movement of water in unsaturated soil was carried out by the discretization of space-time using the technique of finite volume. An algorithm in Visual Basic language was written to implement the set of equations and simulate the evolution of wetted soil volume in time. Contour plots of soil water content were drawn in Surfer software. The proposed numerical model was able to simulate wetted soil volume under different conditions of soil type and flow of the emitter.

Devido à importância do monitoramento da composição iônica da solução do solo, no que diz respeito ao meio ambiente e ao manejo da fertirrigação, associada às limitações práticas dos métodos tradicionais de sua determinação é crescente a procura por um método confiável que possibilite o monitoramento desta composição em tempo real e em curtos intervalos de tempo. Neste sentido a TDR tem sido uma alternativa viável. O presente trabalho objetivou, pelo uso da TDR, avaliar o desempenho de sete modelos na determinação da CEw; relacioná-los com a concentração dos íons potássio nitrato e cloreto avaliando os modelos em determinar a concentração dos íons; e por fim monitorar e determinar a concentração destes íons na água lixiviada em coluna de solo não saturado. O trabalho foi divido em dois experimentos, no primeiro os modelos foram calibrados em colunas de solo sendo formado por 24 tratamentos composto por 4 faixas de umidade volumétrica e 6 concentrações da solução de KCl. Para cada coluna de solo era realizada uma leitura com a TDR ( e CEa) e a CEw na solução do solo era determinada por condutivímetro de mesa, nesta solução foram determinadas as concentrações de potássio e cloreto. No segundo experimento o mesmo procedimento foi realizado, entretanto, foi aplicado KNO3 e determinados potássio e nitrato. Desta forma, foi possível calibrar os modelos para a estimativa da CEw, e para determinação das concentrações dos íons potássio, nitrato e cloreto. Os modelos foram avaliados pelos coeficientes de determinação (R²) e exatidão (d), pela estimativa do erro padrão (EEP) e, ainda, foram classificados de acordo com o índice c, produto dos dois coeficientes citados. Os resultados mostram que os modelos de Rhoads et al. (1976) e Vogeler et al. (1996) se ajustam melhor para solos com características texturais argilosas sendo classificados como Ótimos métodos para a determinação da CEw, tanto pela aplicação de KCl como pela aplicação de KNO3 via água de irrigação. Na estimativa da CEw no solo arenoso os modelos de Munõz-Carpena et al. (2005), Mualen e Friedman (1991), Vogeler et al. (1996) e Rhoads et al. (1976) apresentam melhores ajustes na determinação da CEw, sendo classificados com Muito bom. Na determinação do potássio pelos modelos avaliados o melhor ajuste se dá pela associação da relação K-CEw do tipo potência aplicada para solos argilosos e linear para solos arenosos, apresentando classificação de: Ótimo e Muito bom, respectivamente. Para o cloreto e o nitrato o melhor ajuste se dá pela relação de CEw-Cl e CEw-NO do tipo linear, apresentando classificação de Muito Bom e Ótimo respectivamente. A TDR é uma técnica confiável no monitoramento da concentração dos íons potássio e cloreto lixiviados no perfil do solo. / There is a growing demand for a reliable method applied to monitoring ionic composition of soil solution in real-time and short time intervals, due the importance to environmental sustainability and fertigation management and limitations of traditional methods for determination. Time domain reflectometry (TDR) is often considered a viable alternative to traditional methods. Consequently, this research looks for using TDR evaluate the performance of seven mathematical models for determining electrical conductivity (CEw) by comparing simulated and measured concentrations of potassium, nitrate and chloride, and to monitor and determine the concentration of these ions in water leached from unsaturated soil columns. The research was carried out under two experiments conditions. In the first experiment the models were calibrated with input data from 24 soil columns consisting of four soils with six different KCl concentrations. For each soil column CEw was determined by both TDR ( and CEa readings) and the CEw of soil solution was determined by direct measurements of potassium and chloride concentrations. In the second experiment the procedure was the same, but with KCl being replaced with KNO3. This was possible to calibrate the models to estimate the CEw, and to determine potassium, nitrate and chloride ions concentrations. The models were ranked using the c-index, the coefficient of determination (R²) and estimated standard error (ESE). The results showed were Rhoads et al. (1976) and Vogel et al. (1996) classified as \"Great\" for the CEw determination associated with the application of both KCl and KNO3 to irrigation water in clay soils. For estimating CEw in sandy soils, the models Muñoz-Carpena et al. (2005), Mualen and Friedman (1991), Vogel et al. (1996) and Rhoads et al. (1976) were classified as \"Very Good.\" The relationship between CEw and potassium concentration was best represented by a power function in clay soils, and a linear function in sandy soils, with index of \"Great\" and \"Very Good\", respectively. For chloride and nitrate, the best fits were obtained by representing the CEw-Cl and CEw-NO3 relationships with linear functions, which were classified as Very Good and Good, respectively. TDR proved to be a reliable technique for monitoring the concentration of potassium and chloride ions leached in soil profiles.

Nesta Pesquisa foi empregada a metodologia de Inversão Conjunta 2D de dados de caminhamento elétrico (CE) e caminhamento eletromagnético no domínio do tempo (CTDEM) num estudo hidrogeológico da Bacia de Taubaté. A área de estudo localiza-se na cidade de Taubaté/SP, onde o Aquífero Taubaté é uma importante fonte alternativa de água frente à recente crise hídrica. O Grupo Taubaté é o principal pacote sedimentar da bacia, sendo formado principalmente por folhelhos, que formam aquicludes, e arenitos, que formam o aquífero. Foram identificados 40 poços de exploração de água subterrânea na cidade, cadastrados no banco de dados do SIAGAS-CPRM, os quais forneceram informações importantes para a interpretação dos resultados. O objetivo principal da pesquisa é caracterizar a estratigrafia geoelétrica da subsuperfície para localizar o contato entre os sedimentos Quaternários e Terciários e mapear o aquífero. Os dados de CE permitem o reconhecimento das camadas mais rasas, da ordem de dezenas de metros, e os dados de CTDEM investigam as camadas mais profundas, numa ordem de centenas de metros, portanto, fornecem informações complementares. Os resultados das inversões conjuntas de CE/CTDEM permitiram mapear as camadas sedimentares mais rasas resistivas até aproximadamente 30 m de profundidade, uma camada sedimentar condutiva intermediária entre 30 m e 50 m de profundidade, e uma camada condutiva referente ao Grupo Taubaté entre 50 m e 300 m de profundidade. O topo do embasamento da bacia foi inferido em ~300 m de profundidade com base nas informações de poços e de geologia da bacia, por outro lado, também é possível que essa interface represente uma variação faciológica do Grupo Taubaté, portanto, mais estudos são necessários. / In this research, a 2D Joint Inversion of electrical resistivity tomography (ERT) and time domain electromagnetic (TDEM) data was applied to a hydrogeological study of the Taubaté basin. The study area is in Taubaté city, São Paulo State, Brazil, where the Taubaté aquifer is an important alternative water source due to the recent water crisis. The Taubaté Group is the main sedimentary package of the basin, which is formed mainly by shales, that form aquicludes, and sandstones that form the aquifer. 40 groundwater exploration wells were identified in the city, registered in SIAGAS-CPRM database, which provided important information for the results interpretation. The main objective of this research is to characterize the geoelectrical stratigraphy of the subsurface to locate the contact between the Quaternary and Tertiary sediments and to map the aquifer. The ERT is used for shallow investigations (tens of meters) and the TDEM can reach a great investigation depth (hundreds of meters), therefore, they provide complementary information. The 2D ERT/TDEM joint inversion results permitted to map the shallower resistive layers down to 30 m depth, an intermediate conductive layer between 30 m and 50 m depth, and the Taubate Group between 50 m and 300 m depth, which is very conductive. The top of the basement was inferred at ~300 m depth based on the well information and the basin geology, on the other hand, it is also possible that this interface represents a faciological variation of the Taubaté Group, therefore, more studies are needed.

This thesis addresses the development of a weakly non-linear Higher Order Time Domain Rankine Panel Method (TDRPM) for the linear and weakly non-linear seakeeping analysis of floating offshore structures, including wave-current interaction effects. A higher order boundary elements method is adopted based on the body geometry description using Non-uniform Rational B-splines (NURBS) formulation, which can be generated by many standard Computed Aided Design (CAD) softwares widely available, and the several computed quantities (velocity potential, free surface elevation and others) are described using a B-spline formulation of arbitrary degree. The problem is formulated considering wave-current-body interactions up to second order effects, these ones considering the terms obtained by interaction of zero/first order quantities. In order to provide numerical stability, the Initial Boundary Value Problem (IBVP) is formulated in terms of the velocity potential and the local acceleration potential, the later used to predict the hydrodynamic pressure accurately. The zeroth order problem is solved using the double-body linearization instead of the Neumman-Kelvin one in order to allow bluff bodies simulation, leading to very complex expressions regarding the m-terms computation. The method adopts the Rankine sources as Green\'s function, which are integrated using Gauss quadrature in the entire domain, but for the self-influence terms that are integrated using a desingularized procedure. The numerical method is verified initially considering simplified geometries (sphere and circular cylinder) for both, first and second-order computations, with and without current effects. The derivatives of the velocity potential are verified by comparing the numerical m-terms to the analytical solutions for a hemisphere under uniform flow. The mean and double frequency drift forces are computed for fixed and floating structures and the quantities involved in these computations (wave runup, velocity field) are also compared to literature results, including the free floating response of a sphere under current effects. Two practical cases are also studied, namely the wave-induced second order responses of a semi-submersible platform and the wavedrift-damping effect evaluated through the equilibrium angle of a turret moored FPSO. For the former, some specific model tests were designed and conducted in a wave-basin. / Essa tese aborda o desenvolvimento de um método de Rankine de ordem alta no domínio do tempo (TDRPM) para o estudo de problemas lineares e fracamente não lineares, incluindo o efeito de corrente, envolvendo sistemas flutuantes. O método de ordem alta desenvolvido considera a geometria do corpo como descrita pelo padrão Non-uniform Rational Basis Spline (NURBS), que está disponível em diverso0s softwares de Computed Aided Design (CAD) disponíveis, sendo as diversas funções (potencial de velocidades, elevação da superfície-livre e outros) descritos usando B-splines de grau arbitrário. O problema é formulado considerando interações onda-corrente-estrutura para efeitos de até segunda ordem, os de ordem superior sendo calculados considerando as interações somente dos termos de ordem inferior. Para garantir a estabilidade numérica, o problema de contorno com valor inicial é formulado0 com relação ao potencial de velocidade e de parcela local do potencial de acelerações, este para garantir cálculos precisos da pressão dinâmica. O problema de ordem zero é resolvido usando a linearização de corpo-duplo ao invés da linearização de Neumman-Kelvin para permitir a análise de corpos rombudos, o que requer o cálculo de termos-m de grande complexidade. O método adota fontes de Rankine como funções de Green, que são integradas através de quadratura de Gauss-Legendre no domínio todo, exceto com relação aos termos de auto-influência que adotasm um procedimento de dessingularização. O método numérico é inicialmente verificado considerando corpos de geometria simplificada (esfera e cilindro), considerando efeitos de primeira e segunda ordens, com e sem corrente. As derivadas do potencial de velocidade são verificadas comparando os termos-m obtidos numericamente com soluções analíticas disponíveis para a esfera em fluído infinito. As forças de deriva média e dupla-frequência são calculadas para estruturas fixas e flutuantes, sendo as funções calculadas (elevação da superfície, campo de velocidade) comparadas com resultados disponíveis na literatura, incluindo o movimento da esfera flutuante sob a ação de corrente e ondas. São também estudados dois casos de aplicação prática, a resposta de segunda ordem de uma plataforma semi-submersível e o efeito de wave-drift damping para o ângulo de equilíbrio de uma plataforma FPSO ancorada através de sistema turred. No caso da semi-submersível, os ensaios foram projetados e realizados em tanque de provas.

O desenvolvimento econômico e o aumento da produtividade agrícola intensificaram o uso de produtos químicos nas lavouras. Quando se pretende quantificar o impacto ambiental de tal uso é necessário empregar modelos que descrevam o fluxo de água e solutos na região não saturada do solo. Para esse fim, um dos parâmetros mais eficazes é conhecer a retenção de água no solo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver funções de pedotransferência (FPTs) que estimassem a partir de análise em redes neurais artificiais (RNAs) a retenção de água nos solos da microbacia hidrográfica do ribeirão Canchim, município de São Carlos, SP. Os atributos físicos, textura (argila, silte e areia), densidade e resistência à penetração dos solos: LVAd, LVe, LVdf e NVef, manejados com e sem cobertura vegetal e sob mata foram determinados com equipamentos não convencionais na Embrapa Instrumentação Agropecuária em São Carlos, SP. Esses parâmetros foram utilizados como variáveis de entrada nas duas redes neurais artificiais. Foram obtidas, ainda, as curvas de retenção de água no solo por meio da câmara de pressão de Richards e da tomografia computadorizada, além da porosidade total e da condutividade hidráulica não saturada. O analisador granulométrico de solos e o penetrômetro associado a TDR possibilitaram a obtenção de um grande número de dados. Os atributos físicos dos solos apresentaram grande variabilidade em função da constituição granulométrica e manejos adotados. As RNAs foram eficientes no desenvolvimento de FPTs capazes de estimar a retenção de água com base em propriedades básicas de solo obtidas em grande número. / Economic development and increasing agricultural productivity have intensified the use of chemical products in farming. The quantification environmental impact of these products requires the use of models that describe the flow of water and solutes in the unsaturated region of the soil. For this purpose, one of the most effective parameters belong to the water retention curve of the soil. The purpose of this work was to develop pedotransfer functions (PTFs) to estimate the retention of water by soils of the hydrographic microbasin of the Canchim river, in the municipality of São Carlos, state of São Paulo, Brazil, based on artificial neural networks (ANNs). The physical attributes, granulometry (clay, silt and sand), density and resistance to penetration of LVAd, LVe, LVdf and NVef soils, managed with and without vegetal cover and under forest, were determined using nonconventional equipment at Embrapa Instrumentação Agropecuária in São Carlos, SP. These parameters were used as input variables for two artificial neural networks. The soils\' water retention curves were also obtained using a Richards pressure chamber and computed tomography, as well as their total porosity and unsaturated hydraulic conductivity. A soil granulometric analyzer and a penetrometer allied to TDR provided a large number of data. The soils\' physical attributes displayed a wide variability as a function of their granulometric constitution and adopted managements. The ANNs were effective in developing PTFs able to estimate the water retention based on the large number of basic soil properties.

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