Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-06T11:20:50Z No. of bitstreams: 1 157914.pdf: 3444355 bytes, checksum: efa6af15d9289041778a532371d72162 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T11:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157914.pdf: 3444355 bytes, checksum: efa6af15d9289041778a532371d72162 (MD5) Previous issue date: 1982-12 / Devido ao crescente aumento populacional e industrial, o estudo do comportamento de poluentes em cursos d'água, dos modelos sugeridos e dos métodos propostos para otimizá-los, tornou-se objeto de grande interesse. A maioria dos modelos de qualidade de água utilizados atualmente, são extensões das duas equações, simples, propostas por Streeter e Phelps (1925), para simular as concentrações de Oxigênio Dissolvido (OD) e de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), resultantes das descargas de despejos orgânicos biodegradáveis lançados nos sistemas de rios. O estudo aqui apresentado, analisa o comportamento da poluição de um rio e fornece urna metodologia para calibrar os parâmetros envolvidos no modelo utilizado. A aplicação é feita utilizando-se o Modelo QUAL-II/ SEMCOG, simulando seis constituintes e tomando-se como exemplo o Rio Atibaia (SP). Na estimativa dos parâmetros é utilizada a técnica de QUASILINEARIZAÇÃO, método efetivo para estimar coeficientes das equações diferenciais resultantes do modelamento da qualidade d'água. / Due to the increasing of the population and of industrial development, the study of pollutants behavior in water bodies, of suggested models and the study of proposed otimizations methods, became a subject of great interest. Most of water quality models now in use are extensions of two fairly simple equations, proposed by Streeter and Phelps (1925), for predicting the Dissolved Oxygen (DO) and Biochemical Oxygen Demand (BOD) concentrations resulted from the discharge of biodegradable organic waste into river systems. The study presented here analyses the pollution behavior in a river and provides a methodology to calibrate the parameters involved in the utilized model. The application is made in Atibaia River (SP) where is utilized the QUAL-II/SEMCOG Model, simulating six oonstituents. The parameter estimation problem is solved by Quasilinearization technique, an effective approach for coefficients estimation in differencial equations arising from stream quality modelling.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-06T11:52:39Z No. of bitstreams: 1 157870.pdf: 3392249 bytes, checksum: 5a2176e1c31a7ead100dab42aaee8613 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T11:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157870.pdf: 3392249 bytes, checksum: 5a2176e1c31a7ead100dab42aaee8613 (MD5) Previous issue date: 1982-12 / Neste trabalho, é feito um estudo com o objetivo de determinar experimentalmente o coeficiente de reaeração, K2, em escoamentos naturais, utilizando-se o método de traçadores radioativos introduzido por Tsivoglou. A técnica empregada utiliza um gás radioativo inerte, kr-85, como traçador para o oxigênio, água tritiada, HTO, para corrigir os efeitos da dispersão e da diluição do traçador e um traçador fluorescente, Amidorodamina G.E., com o propósito de informar o momento de iniciar a coleta de amostras no campo. O local escolhido, para a realização das experiências de campo, abrange parte do canal Mato Grosso e do rio Saracuruna (RJ), compreendendo um trecho de 11,2 km. Apresenta-se um resumo do estudo do modelamento da reaeração e uma análise comparativa dos métodos de determinação experimental do coeficiente de reaeração. São apresentados os fundamentos do método de traçadores radioativos, bem corno detalhes experimentais e dispositivos especiais projetados para uso no laboratório e no campo. Os valores medidos de K2 são apresentados e comparados com os valores calculados através dos modelos de estimativa. Ajusta-se, aos dados experimentais, uma equação semi-empírica, relacionando K2 com os parâmetros hidráulicos característicos do escoamento. Faz-se uma análise das perdas sofridas pela Amidorodaamina G.E., comparando seu comportamento com o do traçador conservativo, HTO. / In this work, the reaeration coefficient, K2 in natural waters is determined experimentally using Tsivoglou's radioactive tracer method. The technique employed involves the use of an inert radioactive gas, Kr-85, as a tracer for oxygen, tritiated water, HTO, to correct for dispersion and dilution of tracer, and a fluorescent tracer, Amidorodamina G.E., with a view to determining the instant at which to start sample collection in field work. The experiments were performed in a part of the Mato Grosso channel and Saracuruna river (RJ) along a 11.2 km reach. A summary of reaeration modelling studies, a comparative analysis of the experimental methods for the determination of the reaeration coefficient, and radioactive tracer method fundamentals, are presented along with specific experimental details and special devices which were used in both laboratory and field work. Measured values of K2 are compared with computed values obtained from predictive models and are fit to a semiempirical equation involving hidraulic parameters. An analysis is made of losses of Amidorodamina G. E., and these are compared with those of conservative tracer, HTO.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-06T12:20:16Z No. of bitstreams: 1 157850.pdf: 3261434 bytes, checksum: 39ce762d6d7ea1d522a7b00c52fe0085 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T12:20:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157850.pdf: 3261434 bytes, checksum: 39ce762d6d7ea1d522a7b00c52fe0085 (MD5) Previous issue date: 1982-11 / A poluição de águas subterrâneas pode ser modelada por um conjunto de equações que envolve duas equações de continuidade, uma para a mistura água e poluente (equação de fluxo) e outra para o poluente (equação de transporte de massa ou de dispersão), além da equação de Darcy e de equações de estado para a mistura. Devido a condições de contorno complexas, não é possível, na maioria dos casos práticos, obter soluções analíticas para esse conjunto de equações, sendo necessário recorrer-se a métodos numéricos. A solução numérica da equação de fluxo praticamente não apresenta problemas, ao contrário do que se sucede com a equação de transporte de massa, que apresenta oscilações e amortecimento. Neste estudo foram analisados e comparados vários métodos propostos para se eliminar esses problemas que surgem na resolução numérica da equação de transporte de massa. As comparações foram feitas para casos simplificados (uni e bidimensional) onde se conhecem soluções analíticas. Essas comparações, permitiram, na sequência dos estudos, selecionar um modelo de simulação para o transporte de poluentes em águas subterrâneas, sendo apresentados os seus fundamentos teóricos. O desempenho desse modelo foi verificado também para situações simplificadas onde se conhecem soluções analíticas. / An approach to the groundwater pollution may be done by a set of equations which includes two continuity equations, one for the mixture water and pollutant (flow equation) and other only for the pollutant (mass-transport equation), Darcy's equation and state equations for the mixture. Complex boundary conditions in practical cases may lead to the use of numerical methods to solve this set of equations, because analytical solutions are not available. However, some difficulties appear when numerical methods are applied to the mass transport equation: the numerical solution presents overshoot and numerical dispersion. In this work, several methods developed for eliminating this type of problems were analysed and compared. The comparisons were made for simplified cases (uni and bidimensional) for which there are known analytical solutions. In the sequence of the works, it was possible to select a simulation model for the pollutant transport in groundwater, whose theoretical background and numerical methods are presented. The model's performance was verified for two simple cases.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-06T12:52:02Z No. of bitstreams: 1 157916.pdf: 3495940 bytes, checksum: 27ac0fdedefaff4dc42250ada03bb3d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T12:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157916.pdf: 3495940 bytes, checksum: 27ac0fdedefaff4dc42250ada03bb3d3 (MD5) Previous issue date: 1982-11 / O método das estruturas equivalentes para análise de edifícios, descrito pelo "ACI Building Code Requirements" (ACI-318-77), é apropriado para análises de edifícios sujeitos somente a carregamentos verticais. Neste trabalho apresenta-se o conceito do ACI, também para carregamentos laterais, bem como um novo procedimento, desenvolvido por Vanderbilt, que permite utilizar a ideia do pórtico equivalente para analisar edifícios, tanto para carregamentos laterais, como verticais. É apresentado um programa automático, dimensionado para calcular os esforços solicitantes nas lajes, vigas e pilares do edifício, e os deslocamentos de cada ponto nodal. Este programa caracteriza-se pelo tratamento em faixa e montagem em blocos da matriz de rigidez global de estrutura. Analisando-se algumas estruturas, fizeram-se comparações entre os procedimentos aqui propostos, e os métodos tradicionais, tendo sido possível concluir que o programa desenvolvido conduz a resultados satisfatórios. / The equivalent frame method for analysing reinforced concrete buildings which is described in the "ACI Building Code Requirements" (ACI-318-77) is suitable for analysing only the gravity loading. This paper adds the analysis of lateral load to the ACI concept. It also presents a new procedure, developed from Vanderbilt’s theory that permits the use of equivalent frame concept for the analysis of multistore buildings for both lateral and gravity loads. A computer program is presented to compute the internal forces in slabs, beams and columns of building and the displacements in each nodal point. This program uses the properties of the banded stiffness matrix. The technique used to assemble and store the stiffness matrix is a modified version of the partition method. Comparisons between the procedure proposed and traditional methods are made for some particular structures. The results are very close for both methods for each type of structure.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-06T15:15:10Z No. of bitstreams: 1 158114.pdf: 2306099 bytes, checksum: 064044a9c1ffde7165f28fc08e7c44aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T15:15:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 158114.pdf: 2306099 bytes, checksum: 064044a9c1ffde7165f28fc08e7c44aa (MD5) Previous issue date: 1982-12 / Critérios que permitem planejar e otimizar o sistema de coleta de dados de uma rede pluviométrica são discutidos neste trabalho. São apresentadas metodologias que permitem determinar a precisão com que a rede estima a altura média da precipitação sobre uma determinada área. A análise da confiabilidade da informação com base: a) na variância relativa do erro, b) nos fatores de redução da variância pontual e c) na integração da superfície de precipitação, é usada no planejamento de redes operadas com o objetivo de estimar a média de um longo-termo da altura média sobre a área da precipitação acumulada em um longo período de tempo. É apresentado um caso exemplo para a rede pluviométrica da bacia do Rio Pardo (Estado de São Paulo). Dois métodos, um considerando implícita e o outro explicitamente a configuração da rede, utilizados para otimizar redes que visam estimar a altura média da precipitação sobre a área quando da ocorrência de uma tempestade, são aqui discutidos. Estes dois enfoques são aplicados a rede pluviométrica da cidade do Rio de Janeiro. / Planning and optimization criteria for rainfall network data collection system are discussed. Methodologies which quantify the accuracy of areal average rainfall estimates are presented. Analysis of the information reliability based on: a) variance of relative error, b) in reduction factors and e) in integration of precipitation trend surface, is used for network planning operated to estimate the long-term mean total rainfall over a long period of time, averaged over a given region. A case-study with tne Pardo river (São Paulo state) basin precipitation network is presented. Two methods used for the design of network aiming total areal storm depth estimation, one considering implicit and the other explicity the configuration are discussed. These two approaches are applied to the Rio de Janeiro city rainfall network.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-06T16:54:09Z No. of bitstreams: 1 157906.pdf: 1880095 bytes, checksum: 3c9d0625a1e9e1d87c702c3bed09d73b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T16:54:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157906.pdf: 1880095 bytes, checksum: 3c9d0625a1e9e1d87c702c3bed09d73b (MD5) Previous issue date: 1982-11 / A operação de reservatórios projetados para fins conservativos é feita procurando-se manter o estoque de água tão elevado quanto possível. Este objetivo é conflitante com o controle de inundações que visa alocar uma parte do volume útil (volume de espera) para encaixar os volumes afluentes durante as cheias de período de retorno moderado (até 50 anos). O objetivo deste trabalho é calcular o máximo volume armazenável no reservatório sujeito a manter um risco de inundação à jusante (emergência) abaixo de um valor pré-determinado. O cálculo do volume de espera é feito usualmente por simulação ou pelo método da curva volume-duração. Esta tese propõe o método dos volumes críticos que determina, para cada dia da estação chuvosa, o volume de espera necessário para manter a probabilidade de emergência igual a um valor pré-estabelecido (risco meta). Este método emprega um algoritmo recursivo sobre séries sintéticas de vazões. Apresenta-se um exemplo com o reservatório de Furnas, situado no rio Grande. A alocação dos volumes de espera numa cascata de reservatórios pode ser feita de diversas maneiras, de modo que todos os reservatórios do sistema compartilhem a responsabilidade de proteger o vale contra inundações. Neste trabalho, propõe-se adotar a alocação que minimize a perda de capacidade de geração energética, garantindo-se que o risco de inundação seja inferior ao risco meta. A função objetivo selecionada é maximizar o valor esperado da energia armazenada no sistema hidrelétrico no início do período seco. Desenvolveu-se uma abordagem aproximada para definir a função objetivo a partir do método da curva volume-duração. Esta aproximação resulta num problema de otimização não linear com restrições lineares. Este método é aplicado ao sistema de reservatórios formado pelos rios Grande e Paranaíba e pelas usinas de Ilha Solteira e Jupiá. / Reservoirs operated for conservative purposes are usually kept at their highest possible levels. This conflicts with flood control requirements, which seek to empty a portion of the total volume (flood control storage) in order to be able to store the excess inflow during floods of return period up to 50 years. The objetive of this work is to calculate the maximum storage allowed in the reservoir constrained by a predeterminated risk of downstream flooding (emergency). The flood control storage is usually calculated based on simulation or in the volume-duration method. This thesis proposes the critical volume method that determines, for each day of the rainy season, the flood control storage necessary to keep the emergency probability equal to a pre-established value (target risk). This method uses a backward recursion scheme over synthetic flow sequences. A case study with Furnas reservoir (Grande river) is presented. The flood control storage volumes in a reservoir system can be allocated in many alternative ways, so that each reservoir shares the responsibility for valley protection. In this work, it is proposed the allocation that minimizes the loss of energy generation capability while keeping the flood risk below the target risk. The selected objective function is to maximize the expected value of the stored energy in the hydroelectric system at the beginning of the dry season. It is developed an approximate approach for defining the objective function through the volume-duration method. The approximation results in a non-linear optimization problem with linear constraints. This method is used in a case study with the reservoir system of the Grande and Paranaíba rivers and the power plants of Ilha Solteira and Jupiá.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-06T17:34:34Z No. of bitstreams: 1 157103.pdf: 2587196 bytes, checksum: 7af85c9b2046aa8e9c9da8779cc35a70 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T17:34:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157103.pdf: 2587196 bytes, checksum: 7af85c9b2046aa8e9c9da8779cc35a70 (MD5) Previous issue date: 1982-05 / O presente trabalho tem como objetivo o estudo da flexão de placas delgadas e do problema da conexão múltipla nas chapas; mais especificamente nos casos particulares de: 1) Placas retangulares delgadas, de espessura constante, engastadas e simplesmente apoiadas nos bordos externos, com um orifício central e sujeitas a carregamento transversal uniformemente distribuído. 2) Placa retangular delgada, de espessura constante, engastada em dois bordos adjacentes e livre nos outros dois, submetida a carregamento linearmente distribuído. 3) Chapa retangular delgada de espessura constante, (com um orifício central), sujeita a carregamento simétrico parcialmente distribuído nos bordos superior e inferior. Inicialmente estabelecem-se as equações necessárias a resoluções dos problemas, através de Diferenças Finitas em coordenadas cartesianas retangulares; comparam-se os resultados com os obtidos pelo Método dos Elementos Finitos (2), através do sistema Lorane Linear. No caso da placa caracterizada no item "2" acima, comparam-se também com os verificados experimentalmente e citados na literatura especializada (3). Na análise das placas foi aplicado o elemento finito retangular não conforme, com quatro nós e doze deslocamentos nodais. Para a chapa foi utilizado o elemento finito triangular do segundo grau, com seis nós, possuindo doze deslocamentos nodais. O Método das Diferenças Finitas apresentou bons resultados, especialmente para a placa com o contorno externo engastado e livre, de acordo com a investigação experimental citada. / The present subject has as an object to study the bending of thin plates and the problem of multiple connection in slabs, that is explained in the particular case such as: 1) Thin rectangular plates of constant thickness clamped and simply supported at the external edges, with a central hole and with a transversal loading distributed uniformly. 2) Thin rectangular plates of constant tickness clamped at two adjacent edges and free on your others, submitted to a loading distributed linearly. 3) Thin rectangular slab of constant thickness, double connected (with a central hole) exposed to a symmetrical loading parcially distributed at the superior and lowes edges. Inicially we have to stablish the equations to the resolution of the problem, through the Finite Differences in Cartesian rectangular coordinate; the results were compared with those which were obtained through the Finite Element Method (2) with he of the Lorane Linear System. ln the case mentioned in item 2 above, we compared with results obtained experimentally which were treated in the specialized literature (3) For the plate analysis was applied a non conformed rectangular finite element presenting four nodes and twelve nodals displacements. For the slab was used a finite triangular element of second degree, with six nodes having twelve nodals displacements. The Finite Difference Method showed good results specially for the plate which had an external edge clamped and free conformed to the experimental investigation mentioned.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-07T16:15:53Z No. of bitstreams: 1 157051.pdf: 4791392 bytes, checksum: 70fd492a34dd8ef1ed0e265d248b6b72 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-07T16:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157051.pdf: 4791392 bytes, checksum: 70fd492a34dd8ef1ed0e265d248b6b72 (MD5) Previous issue date: 1982-03 / Apresenta-se uma sistematização lógica, básica e intuitiva do problema interação fluido-estrutura, orientado às estruturas no mar. Na sua generalidade, o problema é identificado, caracterizado e classificado; voltando-se às estruturas n' água, é colocado num contexto físico e fenomenológico, nos seus aspectos mais qualitativos; todavia, sua abordagem se degenera para um tratamento simplificado, através das duas formulações clássicas conhecidas: (a) equação de Morison, (b) teoria da difração linear invicita; envolvidas em todas suas manifestações e sequências. A magnitude dos efeitos de interação é quantificado através das forças induzidas pelas ondas; depois comparadas e estimadas a importância relativa destas, em função de certos parâmetros significativos, que definem a natureza e o domínio destes efeitos. Finalmente estuda-se o comportamento dinâmico das estruturas no mar, com muitas de suas implicações, mostrando-se algumas aplicações e resultados. Para a obtenção de resultados e a comparação destas formulações, programas de computador foram especificamente desenvolvidos; bem como orientados a algumas aplicações típicas e significativas onde se efetuou a análise hidro-estrutural dinâmica completa. / The fluid-structure interaction problem is presented in a logical, basic and intuitive systematization, concerning offshore structures. The problem is identified, characterized and classified, as a whole; when particularized to structures in water, it is placed in a fisical and phenomenologic context, in its more qualitative aspects; however, its abordage degenerates in a simplified treatment, through two known classical formulations: (a) Morison's operation, (b) invicit linear difraction theory, involved in all their manifestations and consequences. The magnitude of the interaction effects were quantificated through wave-induced forces, lates compared and estimated its relative importance, in function of certain significant parameters, wich define the nature and domain of these effects. Finally it is studied the dynamic behaviour, of offshore structures, with many of its implications showing some applications and results. To obtain results end the confrontment of this formulations, computer programs were developed and directed to some tipical and significant applicationes, in which complete dynamic hydro-structural analysis were accomplished.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-07T16:45:19Z No. of bitstreams: 1 157058.pdf: 1679872 bytes, checksum: 5ad74a59f773118857b5e2b842b4714d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-07T16:45:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157058.pdf: 1679872 bytes, checksum: 5ad74a59f773118857b5e2b842b4714d (MD5) Previous issue date: 1982-06 / Apresentam-se resultados de cargas de bifurcação primárias e secundárias e também os resultados de uma análise não linear da estabilidade elástica local de cascas cilíndricas enrijecidas longitudinalmente sob compressão axial. Os efeitos causados pela esbeltez e espaçamento dos enrijecedores, interação modal e imperfeições geométricas iniciais são investigados. Mostra-se que a utilização de enrijecedores esbeltos, da maneira sugerida pela Teoria Ortotrópica, pode conduzir a interação entre modos locais e globais de deformação, resultando em cargas de bifurcação primária inferiores à carga crítica clássica da casca isotrópica. A possibilidade de ocorrência de interação entre modos primários e secundários, em função do Índice de esbeltez e imperfeições iniciais, é também evidenciada. O presente trabalho constitui assim uma contribuição a um melhor entendimento do comportamento e estabilidade dessas cascas e também serve como uma primeira orientação para escolha adequada de parâmetros geométricos numa fase de pré-projeto. / Results from primary and secondary bifurcation loads and also results from a non-linear analysis of elastic local stability of stringer stiffened cylindrical shells under axial compression are presented. The effects due to stiffeners spacing and slenderness as well as modal interaction and inicial geometric imperfections are investigated. It is shown that the use of slender stiffeners as suggested by the orthotropic theory, can lead to interaction between local and overall modes resulting in primary bifurcation loads lower than the classical critical load for the isotropic shell. It is also indicated that interaction between primary and secondary buckling modes can occur and this is, in general, a function of stiffeners slenderness and imperfection levels. The present work constitutes then a contribution towards a better understanding of the behaviour and stability of these shells. Moreover it could serve as a guideline for adequated choice of geometric parameters for design.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-12-07T17:19:58Z No. of bitstreams: 1 157802.pdf: 3440561 bytes, checksum: 4e1bd7ddfcf9fe130c9b97aeb729c178 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-07T17:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157802.pdf: 3440561 bytes, checksum: 4e1bd7ddfcf9fe130c9b97aeb729c178 (MD5) Previous issue date: 1982-10 / A determinação das tensões localizadas atuantes nas juntas tubulares de estruturas offshore é de grande importância e interesse. O Método dos Elementos Finitos é utilizado para a análise de tensões. Entretanto, devido à relativa complexidade geométrica do problema, a geração não-automatizada da malha de elementos é extremamente árdua e sujeita a erros. Os esquemas utilizados para a geração automática são restritos e apresentam várias limitações geométricas, tratando apenas juntas planas. Um novo procedimento especializado de geração automática por computador é apresentado. As malhas são geradas para juntas completas, conforme ocorrem na situação real das plataformas, não se restringindo a tipos-padrão, nem a configurações planas. O grau de refinamento da malha é completamente variável, sendo definido pelo usuário. / The evaluation of localized stress in offshore structure tubular joints is of great importance and interest. The Finite Element Method is used to stress analysis but the non-automatic mesh generation of relatively complex configurations is extremely hard and subject to errors. The automatic generation approaches in use have geometric limitations and deal only with plane joints. A new especialized automatic mesh generation approach by computer is presented. It is neither restricted to standard joint types nor to plane configurations. The meshes are generated for real joints. The user especifies the refinement degree which is completely variable.