Após o aumento de potência do reator IEA-R1 de 2 MW para 5 MW observou-se um aumento da taxa de corrosão nas placas laterais de alguns elementos combustíveis e algumas dúvidas surgiram com relação ao valor de vazão utilizada nas análises termo-hidráulicas. A fim de esclarecer e medir a distribuição de vazão real pelos elementos combustíveis que compõe o núcleo do reator IEA-R1, um elemento combustível protótipo, sem material nuclear, chamado DMPV-01 (Dispositivo para Medida de Pressão e Vazão), em escala real, foi projetado e construído em alumínio. A vazão no canal entre dois elementos combustíveis é muito difícil de estimar ou ser medida. Esta vazão é muito importante no processo de resfriamento das placas laterais. Este trabalho apresenta a concepção e construção de um elemento combustível instrumentado para medir a temperatura real nestas placas laterais para melhor avaliar as condições de resfriamento do combustível. Quatorze termopares foram instalados neste elemento combustível instrumentado. Quatro termopares em cada canal lateral e quatro no canal central, além de um termopar no bocal de entrada e outro no bocal de saída do elemento. Existem três termopares para medida de temperatura do revestimento e um para a temperatura do fluido em cada canal. Três séries de experimentos, para três configurações distintas, foram realizadas com o elemento combustível instrumentado. Em dois experimentos uma caixa de alumínio foi instalada ao redor do núcleo para reduzir o escoamento transverso entre os elementos combustíveis e medir o impacto na temperatura das placas externas. Dada a tamanha quantidade de informações obtidas e sua utilidade no projeto, melhoria e capacitação na construção, montagem e fabricação de elementos combustíveis instrumentados, este projeto constitui um importante marco no estudo de núcleos de reatores de pesquisa. As soluções propostas podem ser amplamente utilizadas para outros reatores de pesquisa. / After the IEA-R1 upgrade from 2 MW to 5 MW it was observed that the corrosion rate increased in a lateral plate of one fuel element and some issues appeared concerning the flow values used in the thermal-hydraulic analysis. In order to clear it up and measure the actual flow distribution among the fuel elements composing the IEA-R1 active core, a dummy element without nuclear fuel material, called DMPV-01 (Pressure and Flow Measurement Device), full scale, was designed and manufactured in aluminum. The flow rate in the channel between two fuel assemblies is very difficult to estimate or measure. This flow rate is very important to the cooling process of the external plates. This work presents the design and construction of an instrumented fuel assembly in order to measure the actual temperature in these lateral plates. Fourteen thermocouples were installed in this instrumented fuel assembly. Four in each lateral channel, one in the inlet nozzle and one in the outlet nozzle. There are three thermocouples in each channel to measure the clad temperature and one thermocouple to measure the fluid temperature. Three series of experiments, for three different core configuration were carried out with the instrumented fuel assembly. In two experiments a box was installed around the core to reduce the cross flow between the fuel assembly and measure the impact in the temperatures of external plates. Given the amount of information generated and its utility in the design, improvement and qualification in construction, assembly and manufacturing of instrumented fuel, this project turned out to be an important landmark on the thermal-hydraulic study of research reactor cores. The proposed solutions could be useful for other research reactors.

Após o aumento de potência do reator IEA-R1 de 2 MW para 5 MW observou-se um aumento da taxa de corrosão nas placas laterais de alguns elementos combustíveis e algumas dúvidas surgiram com relação ao valor de vazão utilizada nas análises termo-hidráulicas. A fim de esclarecer e medir a distribuição de vazão real pelos elementos combustíveis que compõe o núcleo do reator IEA-R1, um elemento combustível protótipo, sem material nuclear, chamado DMPV-01 (Dispositivo para Medida de Pressão e Vazão), em escala real, foi projetado e construído em alumínio. A vazão no canal entre dois elementos combustíveis é muito difícil de estimar ou ser medida. Esta vazão é muito importante no processo de resfriamento das placas laterais. Este trabalho apresenta a concepção e construção de um elemento combustível instrumentado para medir a temperatura real nestas placas laterais para melhor avaliar as condições de resfriamento do combustível. Quatorze termopares foram instalados neste elemento combustível instrumentado. Quatro termopares em cada canal lateral e quatro no canal central, além de um termopar no bocal de entrada e outro no bocal de saída do elemento. Existem três termopares para medida de temperatura do revestimento e um para a temperatura do fluido em cada canal. Três séries de experimentos, para três configurações distintas, foram realizadas com o elemento combustível instrumentado. Em dois experimentos uma caixa de alumínio foi instalada ao redor do núcleo para reduzir o escoamento transverso entre os elementos combustíveis e medir o impacto na temperatura das placas externas. Dada a tamanha quantidade de informações obtidas e sua utilidade no projeto, melhoria e capacitação na construção, montagem e fabricação de elementos combustíveis instrumentados, este projeto constitui um importante marco no estudo de núcleos de reatores de pesquisa. As soluções propostas podem ser amplamente utilizadas para outros reatores de pesquisa. / After the IEA-R1 upgrade from 2 MW to 5 MW it was observed that the corrosion rate increased in a lateral plate of one fuel element and some issues appeared concerning the flow values used in the thermal-hydraulic analysis. In order to clear it up and measure the actual flow distribution among the fuel elements composing the IEA-R1 active core, a dummy element without nuclear fuel material, called DMPV-01 (Pressure and Flow Measurement Device), full scale, was designed and manufactured in aluminum. The flow rate in the channel between two fuel assemblies is very difficult to estimate or measure. This flow rate is very important to the cooling process of the external plates. This work presents the design and construction of an instrumented fuel assembly in order to measure the actual temperature in these lateral plates. Fourteen thermocouples were installed in this instrumented fuel assembly. Four in each lateral channel, one in the inlet nozzle and one in the outlet nozzle. There are three thermocouples in each channel to measure the clad temperature and one thermocouple to measure the fluid temperature. Three series of experiments, for three different core configuration were carried out with the instrumented fuel assembly. In two experiments a box was installed around the core to reduce the cross flow between the fuel assembly and measure the impact in the temperatures of external plates. Given the amount of information generated and its utility in the design, improvement and qualification in construction, assembly and manufacturing of instrumented fuel, this project turned out to be an important landmark on the thermal-hydraulic study of research reactor cores. The proposed solutions could be useful for other research reactors.

The topic of structural dynamics involves an ample actuation field since the most of nature actions are time dependent. The analyses of structures in aerospace engineering, offshore engineering, civil engineering and others might be realized including the inertial effects since they have important role in reliability and safety of them. Due to the various nonlinearities that can be present in the dynamic analysis, the preview of the dynamic behavior of a structure can become a complex task. That analysis is generally executed using computational numeric algorithms improved for spatial and temporal discretization where computational requirements are excessive. Techniques based on element-by-element concept have gained recognition due to its increasing efficiency caused by the recent development of parallel computers. This work is focused on time integration algorithms for nonlinear dynamic problems formulated by the finite element approach. Besides, the considered algorithms have been prepared to be used, in the future, on parallel computational architectures. The main algorithms for nonlinear structural dynamics and alternatives of implementation of the element-by-element techniques are studied. The software MATLAB has been used for implementation of some algorithms, whose features are analyzed by examples. Some characteristics as computational cost, number of iterations and solutions quality are observed for nonlinear quasistatic and dynamic problems, adopting several spatial and temporal discretization levels. / A dinâmica de estruturas compreende uma vasta área de atuação visto que as ações da natureza são geralmente variáveis com o tempo. Análises de aeronaves, estruturas offshore, estruturas sujeitas a terremotos, entre outras, devem ser realizadas considerando também os efeitos inerciais, que têm papel importante na performance e segurança dessas estruturas. A análise do comportamento dinâmico dessas estruturas é bastante complexa em virtude das diversas não linearidades que podem estar presentes. Atualmente, essas análises são realizadas utilizando-se algoritmos numéricos computacionais para discretização espacial e temporal, exigindo, em geral, grandes esforços computacionais. Com o advento dos clusters de computadores na década de 90, o emprego de algoritmos numéricos paralelos utilizando a técnica elemento por elemento tem se difundido e se mostrado eficiente na solução desses problemas. Nesse contexto, este trabalho está direcionado ao estudo de algoritmos de integração no tempo para problemas de dinâmica não linear de estruturas pelo método dos elementos finitos, que possibilitem seu uso futuro em arquiteturas computacionais paralelas. Os principais algoritmos para dinâmica não linear de estruturas são revisados, assim como as alternativas de implementação através da utilização da técnica elemento por elemento. Em seguida, utilizando-se o programa computacional MATLAB, implementam-se alguns desses algoritmos e avaliam-se suas características através de exemplos ilustrativos. Observam-se, nesses exemplos, características como custo computacional, número de iterações e qualidade das respostas geradas para problemas quase estáticos e dinâmicos não lineares considerando-se diversos níveis de discretização espacial e temporal.

Submitted by JOSÉ ZENÓBIO DE SOUZA (j.zenobio@ifma.edu.br) on 2018-05-03T20:36:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Jose_Zenobio_Souza_2018.pdf: 1297284 bytes, checksum: 14b302d268235eca24061b9182a49edc (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-05-04T18:20:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_jz_me_jabo.pdf: 1297284 bytes, checksum: 14b302d268235eca24061b9182a49edc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T18:20:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_jz_me_jabo.pdf: 1297284 bytes, checksum: 14b302d268235eca24061b9182a49edc (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 / O silício (Si) é um elemento benéfico para as plantas que pode incrementar seu crescimento em condições de estresse e ainda refletir na qualidade, mas cujos efeitos não são conhecidos com a aplicação foliar do elemento na acelga e na couve, objetivou-se avaliar fontes e concentrações de Si via foliar na produção e na qualidade da acelga e da couve. Realizaram-se dois experimentos em casa de vegetação com acelga (Beta vulgaris var. cicla), cultivar verde-escura, e com couve (Brassica oleracea L var. acephala), cultivar manteiga-da-geórgia, em sistema de cultivo hidropônico, em vasos com areia contendo uma planta, cultivadas com a média da temperatura máxima de 43,1 °C ± 10,6 °C. Os experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizados, com oito tratamentos e quatro repetições, em esquema fatorial 2 x 4, sendo duas fontes de Si, silicato de potássio (Si = 128 g L-1; K2O = 126,5 g L-1) e silicato de potássio e sódio estabilizado (Si = 115 g L-1; K2O = 19 g L-1), e quatro concentrações (0,00; 0,84; 1,68 e 2,52 g L-1) de Si. Realizaram-se três pulverizações foliares a cada 10 dias, iniciando aos 20 dias após o transplantio (DAT). As plantas de acelga e de couve foram colhidas aos 48 e 54 (DAT), respectivamente. Avaliaram-se a altura das plantas, a massa da matéria fresca, o teor de vitamina C (Ascorbato), a perda de água durante o armazenamento, massa da matéria seca, o teor e o acúmulo de Si nas folhas. A aplicação de Si foliar é viável para hortaliças folhosas de acelga e couve, pois incrementou o teor e o acúmulo do elemento, o crescimento, a produção, e melhorou a qualidade, inclusive a biofortificação, destacando-se a concentração de Si foliar de 2,52 g L-1 na forma de silicato de potássio. / Silicon (Si) is a beneficial element for plants. Its usage can increase plant growth under stressful conditions and still improve plant quality, but these effects are still unknown with foliar application of the element in chard and kale. This aim of this study was to evaluate sources and concentrations of Si leaf fertilization on the production and quality of chard and kale. Two experiments were carried out in a greenhouse with chard (Beta vulgaris var. cicla), “verde-escura” cultivar and kale (Brassica oleracea L var. acephala), “manteiga-da-geórgia” cultivar using a hydroponic culture system in pots filled with sand containing one plant each, grown under the mean maximum temperature of 43.1 °C ± 10.6 °C. The experiments were carried out under a completely randomized design with eight treatments and four replications in a 2 x 4 factorial scheme and two sources of silicon: potassium silicate (Si = 128 g L-1, K2O = 126.5 g L-1) and (Si = 115 g L-1, K2O = 19.0 g L-1) and four concentrations (0.00; 0.84; 1.68 and 2.52 g L-1). We performed three leaf sprays every 10 days, starting at 20 days after transplanting (DAT). The chard and kale plants were harvested at 48 and 54 (DAT), respectively. We evaluated plant height, fresh matter mass, vitamin C content (Ascorbate), water loss during storage, dry matter mass, Si content, and Si accumulation in the leaves. Si leaf fertilization is viable for leafy vegetables as chard and kale, because this fertilization increased the content and the accumulation of Si, growth, production, and also improved the quality, including the biofortification, where the Si leaf concentration of 2.52 g L-1 as potassium silicate was highlighted.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-29T16:17:04Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO MESTRADO - DAVID NEVES.pdf: 7961414 bytes, checksum: a6e16e2489660cbcfdc1ee3990007b0a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-29T16:17:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO MESTRADO - DAVID NEVES.pdf: 7961414 bytes, checksum: a6e16e2489660cbcfdc1ee3990007b0a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / As águas superficiais brasileiras vêm sofrendo constantes alterações em sua qualidade devido às atividades antrópicas e influências do uso e ocupação da região do entorno das bacias hidrográficas. Diante da complexidade dos sistemas lóticos, através de mét odos estatísticos , muitos pesquisadores buscam identificar variáveis representantes d as condições do corpo hídrico. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi analisar temporal e espacialmente os aspectos hidrogeoquímico s e de qualidade das águas dos rios Piabanha, Paraibuna e Paraíba do Sul no município de Três Rios ( RJ ) , por meio de análise fatorial . Para isso foram selecionados oito pontos de amostragens ao longo dessas drenagens, sendo seis localizados no rio Paraíba do Sul, um no Piabanha e um no Parai buna. Além de medidas físico - químicas ―in situ‖ como pH, potencial oxi - redutor, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido , a mostras foram coleta da s trimestralmente durante um ano hidrológico para análises de íons como Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cl - , SO 4 2 - , HCO 3 - , F - e B - , elementos traço Al, As, Ba, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Se, Sr e V, nutrientes como N - total, NH 4 + , NO 2 - , NO 3 - , P - total e PO 4 3 - , SiO 2 , coliformes totais , termotolerantes, material particulado em suspensão - MPS , carbono orgânico dissolvido - COD e demanda bioquímica de oxigênio - DBO . Dentre os parâmetros físico - químicos, apenas o oxigênio dissolvido e a turbidez apresentaram discordância com os valores de referência estabelecido na Resolução CONAMA 357 de 2005. A concentração de MPS foi con dicionada ao regime pluviométrico da área de estudo, de modo que as maiores concentrações foram registradas no período chuvoso e as menores no período de estiagem. No entanto, as diversas barragens e/o u sistemas de contenções de erosões presente s a montant e dos segmentos amostrados , reduziram em maior ou menor grau os valores de MPS obtidos nos três rios. Para os períodos chuvoso e seco , as águas superficiais foram classificadas predominantemente como bicarbonatada sódica a mista. Entre as frações nitrogena das, o nitrato prevaleceu em época seca , como resultado da oxidação da matéria orgânica de efluentes domésticos. Dentre os metais, os elementos - traço Al, Fe e Hg foram os mais representativos para depreciação da qualidade hídrica. De modo geral, a qualidad e das águas superficiais durante o período chuvoso foi influenciada por processos erosivos, ao passo que no período seco foi controlada pel o escoamento de base e pelo lançamento de efluentes domésticos sem tratamento prévio / The Brazilian surface waters have been constantly changing th eir quality due to the anthropic activities and influences of the use and occupation of the region around the watersh eds. Given the complexity of the lotic systems, many researchers have sought through statistical methods to recognize variables that can represent the conditions of the hydric body. In this context, the aim of thi s work was to analyze in the time and in t he space the hydrogeochemical aspects and water quality of the Piabanha, Paraibuna and Paraíba do Sul rivers in Três Rios municipality, Rio de Janeiro State , and its surroundings by multivariate statistical analyzes. Therefore, eight sampling points were s elected along those wat er bodies, which six are situated in the Paraíba do Sul river, one in Piabanha and one in Paraibuna. The samples were collected quarterly during a hydrological year. In the field , the physicochemical parameters were measured in loco such as pH, oxy - reductive potential, electrical conductivity and dissolved oxygen and in the laboratory were carried out analyzes for the ions Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cl - , SO 4 2 - , HCO 3 - , F - and B - ; for the trace - elements Al, As, Ba, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Se, Sr e V; for the main nutrients N - total, NH 4 + , NO 2 - , NO 3 - , P - total and PO 4 3 - , SiO 2 , the total coliforms and thermotolerants, the suspension particulate matter – SPM, the dissolved organic carbon – DOC and the biochemical oxygen demand – BOD. Among the physical - chemical parameters, only the dissolved oxygen and turbidity showed disagreement with the reference values s et out in Federal R esolution CONAMA 357/ 2005 . The concentration of SPM was conditioned by the rainfall behavior of the study area, disp laying the highest concentrations in the rainy season and the lowest ones in the dry season. However, the various dams and/or retaining walls present upstream from the segments sampled, reduced the SPM values obtained in the three rivers. The surface wate rs were chemically classified as sodium bicarbonate to mix for both wet and dry periods . Among the nitrogenous fractions present in surface waters , the nitrate prevailed in the dry season as a result of the oxidation of the organic matter from domestic eff luents. Regarding the trace elements Al e Hg were the most representative for the depreciation of water quality. In general, the quality of the surface waters during the rainy season was influenced by erosive processes in the rivers banks, while in the dry season the influence was based on the base flow and on the launch of domestic effluent without previous treatment

[pt] O processo de fraturamento hidráulico tem sido amplamente usado para aumentar o volume de petróleo e gás extraído na indústria petroleira. Durante a injeção de fluido, uma região determinada do reservatório é fraturada com a finalidade de aumentar a permeabilidade do meio poroso, de tal forma que o fluxo do fluido desde o reservatório para o poço seja favorecido notoriamente. Porém, este processo pode ocasionar danos ambientais tais como contaminação de aguas subterrâneas, vazamentos de gás, fraturas indesejadas nas camadas capeadoras pela injeção de agua e atividade sísmica fazendo primordial um estudo rigoroso do fraturamento hidráulico com a finalidade de reduzir os riscos potenciais associados a esta operação. Umas das metodologias usadas para projetar o fraturamento hidráulico é a simulação computacional. É possível determinar o volume injetado e a potência da bomba de injeção necessária para obter a geometria de fratura (comprimento, abertura e altura) desejada. A modelagem numérica através de elementos coesivos acoplados do processo de fraturamento hidráulico pode ser efetuada considerando o processo transiente ou permanente, tendo geometrias da fratura e curvas de injeção diferentes. Neste trabalho foi simulado numericamente o modelo KGD nos regimes de fluxo transiente e permanente para dois casos de estudo, (1) injeção numa única camada e (2) injeção em três camadas com contraste de tensões e poropressões entre elas. O estudo numérico foi desenvolvido usando o método dos elementos finitos com modelo de zona coesiva no software Abaqus o qual foi comparado com as soluções analíticas do KGD no regime dominado pela rigidez (Vértice-K) para uma camada e de Simonson e Fung para três camadas. / [en] The hydraulic fracturing process has been widely used to improve oil and gas recovery in the petroleum industry. During the fluid injection, the desired section of rock formation is fractured in order to increase the permeability of the medium that can facilitate the flow of oil to a producing well. However, this process can lead to potential environmental risks such as seismic activity, unwanted fractures in cap layers by water injection, water contamination and gas leakage making primordial to develop a rigorous study in order to reduce this environmental risks associated to hydraulic fracturing. One of the studies developed to design the hydraulic fracturing is computational simulation to determine the fluid volume and hydraulic horsepower required in order to produce the wanted fracture geometry (length, opening and height). The numerical modelling of fracturing process by using fully coupled cohesive element hydraulic can be carried out considering either a steady state or a transient analysis, which modify the fracture geometry and injection pressure. In this work, the KGD model is simulated in transient and steady analysis for two cases: (1) injection in a single layer formation and (2) injection in tri-layered formation with stress and porepressure contrast between them. The numerical simulation of a hydraulic fracturing is carried out using the finite element method with the zone cohesive model in Abaqus whose results are compared with analytical solutions of toughness-dominated propagation regime for the one layer formation model and Simonson and Fung analytical solutions for tri-layered formations model.

[pt] O Método Híbrido dos Elementos de Contorno foi formulado em 1987. Desde então, este método tem sido aplicado com sucesso a diversos tipos de problemas de elasticidade e potencial, inclusive problemas dependentes do tempo. Porém, alguns aspectos importantes do método permaneceram abertos a investigação. Esta dissertação apresenta três contribuições, com desenvolvimentos feitos para problemas de elasticidade, mas prontamente extensíveis a problemas de potencial. Numa primeira etapa, desenvolve-se uma expressão para os resultados de deslocamentos no domínio, levando-se em conta corretamente a parcela de deslocamentos de corpo rígido. A partir deste primeiro desenvolvimento, é proposta uma formulação simplificada do método, na qual uma matriz de flexibilidade é obtida diretamente, num procedimento que dispensa qualquer tipo de integração. Esta nova formulação, como mostrado nos exemplos numéricos, é extremamente precisa e de simples implementação computacional. No entanto, por não ter uma base variacional, esta formulação conduz a uma matriz de rigidez não-simétrica. Na terceira contribuição, o Método Híbrido dos Elementos de Contorno e o Método Híbrido Simplificado dos Elementos de Contorno são aplicados a problemas gerais de meio infinito, para qualquer tipo de condições de contorno. Para isto é mostrado que as propriedades espectrais de ambos os métodos estão interrelacionadas. Apresenta-se um grande número de resultados numéricos de problemas bidimensionais, para validação dos desenvolvimentos teóricos realizados. / [en] The hybrid boundary element method was introduced in 1987. Since then, the method has been applied successfully to different problems of elasticity and potential, including time-dependent problems. However, some important aspects of the method have remained open to investigation. This dissertation consists in a threefold contribution, with developments outlined for elasticity, but readily extensible to potential problems. The first step is aimed at improving the expression of displacement results in the domain by taking correctly into account the amount of rigid body movements. Based on the assessment of displacements, a simplified formulation of the method is proposed, in which a flexibility-like matrix is directly obtained, in a procedure that requires no integration at all. This novel formulation, as shown in the numerical examples, is extremely accurate and rather inexpensive. Since it lacks a variational basis, however, the method leads to a non-symmetric stiffness matrix. In a third step, both hybrid and simplified boundary element methods are extended to general problems in an infinite domain, for any type of boundary conditions. It is shown that the matrices of both methods are spectrally interrelated. A large number of numerical results of two-dimensional problems validate the theoretical achievements. / [es] El Método Híbrido de los Elementos de Contorno fue formulado en 1987. Desde entonces, este método ha sido aplicado con éxito a diversos tipos de problemas de elasticidad y potencial, incluso en problemas dependientes del tiempo. No obstante, algunos aspectos importantes del método han permanecido abiertos a la investigación. Esta disertación presenta tres contribuciones, desarrolladas para problemas de elasticidad, pero perfectamente extendibles a problemas de potencial. En una primeira etapa, se desarrolla una expresión para los resultados de deslocamientos en el dominio, teniendo en cuenta la parcela correcta de deslocamientos del cuerpo rígido. A partir de este primer desarrollo, se propone una formulación simplificada del método, en el cual, se obtiene una matriz de flexibilidad diretamente, a través de un procedimiento que dispensa cualquier tipo de integración. Esta nueva formulación, como muestran los ejemplos numéricos, es extremamente precisa y de simple implementación computacional. Sin embargo, por no tener una base variacional, esta formulación conduce a una matriz de rígidez no simétrica. En la tercera contribución, se aplican el Método Híbrido de los Elementos de Contorno y el Método Híbrido Simplificado de los Elementos de Contorno a problemas gerales de medio infinito, para cualquier tipo de condiciones de contorno. Para ello, se demuestra que las propriedads espectrales de ambos métodos están interrelacionadas. Con el objetivo de evaluar los desarrollos teóricos aquí abordados se presentan un gran número de resultados numéricos de problemas bidimensionales.

[pt] Reservatórios de petróleo e gás estruturalmente compartimentados por falhas geológicas selantes são encontrados em diversas regiões do mundo. Durante a fase de explotação, a integridade do selo destas falhas pode ser comprometida pelas deformações decorrentes dos processos de depleção e/ou injeção de fluidos. Estas deformações, em conjunto com as propriedades físicas e geométricas das rochas e falhas presentes, podem alterar significativamente o estado de tensões do maciço rochoso fazendo com que uma falha reative e se torne hidraulicamente condutora. A esse fenômeno estão associados riscos de exsudação, perda de integridade de poços e outros potencias problemas geomecânicos. Na literatura, diversas modelagens numéricas têm sido utilizadas a fim de caracterizar e prever os fenômenos de reativação e/ou abertura de falhas geológicas. A maior parte de estas abordagens faz uso de modelos bidimensionais considerando seções críticas na hipótese de estado plano de deformação. Essas simplificações são adotadas a fim de evitar a complexidade geométrica e o alto custo computacional de uma modelagem tridimensional. No entanto, a configuração tridimensional dos planos de falha pode induzir a reativação em direção a zonas mais críticas do que aquelas contidas numa única seção. Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para análise de reativação de falhas geológicas e discute-se a importância do uso dos modelos 3D na previsão do comportamento geomecânico de reservatórios compartimentados por falhas geológicas. São apresentados 3 modelos diferentes. O primeiro exemplo traz um modelo bidimensional apresentado na literatura, faz-se uma comparação dos resultados com representação por meio do elemento de interface, por meio do continuo equivalente e por meio de um elemento solido com fraturas embutidas. O segundo exemplo faz-se um comparativo entre a utilização de elementos quadrilaterais e triangulais para a representação da falha em modelos 3D. Para o terceiro modelo foram realizadas simulações numéricas considerando modelos 2D e 3D em um simulador in-house baseado no método dos elementos finitos. Para a representação do meio continuo foram utilizados elementos quadrilaterais para o caso 2D, e elementos hexaédricos e tetraédricos para o caso 3D. Para a representação das falhas geológicas foram utilizados elementos de interface de espessura nula segundo o critério de ruptura de Mohr-Coulomb. Da comparação dos resultados, constata-se que as análises 2D e 3D forneceram previsões de reativação similares. No entanto, as previsões de pressões de abertura foram distintas em ambos os modelos devido às diferentes trajetórias de migração de fluido. Particularmente em modelos com geometria irregular confirma-se a importância do emprego de modelo 3D. / [en] Oil and gas reservoirs that are structurally compartmented by sealing geological faults are common in several areas around the world. During production, the deformations from the processes of fluid depletion and/or injection can compromise the integrity of the seal of the faults. This deformation, together with the physical and geometrical properties from the rocks and faults can significantly change the stress state. Therefore, it might cause fault reactivation, turning it in a hydraulic conduit. Related to this phenomenon, are the exudation, loss of wellbore integrity and other potential geomechanical problems. There are several numerical modelling techniques available in literature to characterize and predict the reactivation and/or opening of geological faults. In most of these modelling approaches, bi-dimensional models are used for critical sections through the assumption of plane strain conditions. The reason for using 2D models is to avoid the geometrical complexity and the high computational costs associated to three-dimensional modeling. On the other hand, the fault planes in the three-dimensional approach can show fault reactivation in a more critical direction e than the one represented by the bi-dimensional model. In this work, a methodology is presented in order to assess geological fault reactivation. In addition, the importance of using 3D models in the prediction of the geomechanical behavior of reservoirs compartmented by geological faults is discussed. Three different models are presented. The first example is based on a two dimensional model from the literature. A comparison between approaches using interface elements, equivalent continuum elements and solid element with fractures is carried out in the first example. The second example brings a comparison between the quadrilateral and triangular elements to represent faults in a 3D model. In addition, an analysis was carried out considering 2D and 3D models using an in house software based on the finite element method. To simulate the continuum medium, quadrilateral elements are used in the 2D case and in the 3D case hexahedral and tetrahedral elements are employed. In addition, to represent the geological faults, interface elements with zero thickness are used in association with the Mohr-Coulomb failure criterion. In the case study, predictions of fault reactivation were similar in the 2D and 3D models. However, fault opening pressures were different in both models, due to the 3D fluid migration path. It also confirmed the importance of using 3D models when simulating irregular geometries.

[pt] O objetivo desta dissertação consiste no desenvolvimento e na realização de um analisador de redes e elementos de redes na taxa de 1 Gbps. A tecnologia de lógica programável (FPGA) é utilizada através de uma placa de desenvolvimento ativada por ferramentas computacionais dedicadas a esta aplicação. O módulo realizado é utilizado para caracterizar uma rede e alguns elementos de rede em função da taxa máxima de transmissão de pacotes, número de pacotes perdidos e retardo. Uma comparação entre os resultados fornecidos pelo módulo desenvolvido e um equipamento comercial é apresentada e comentada. Finalmente, as principais vantagens da proposta desta dissertação são destacadas. / [en] The main purpose of this dissertation is the development and realization of a Gigabit Ethernet network element analyzer. The FPGA technology is employed through a development board, activated by dedicated software tools. The prototype realized is employed to describe a network and network elements by maximum transmission capacity, frame loss and delay. A comparative analysis between this prototype and a commercial equipment is performed. Finally, the main advantages of this dissertation will be highlighted.

O objetivo desta pesquisa foi avaliar in vitro as tensões transmitidas às estruturas de suporte, por meio da associação dos métodos fotoelásticos e elementos finitos, decorrentes da aplicação de forças sobre overdentures retidas em implantes com sistema de encaixe barraclipe, particularmente quando duas posições dos implantes são simuladas. Assim, dois modelos fotoelásticos de mandíbulas foram confeccionados, com dois implantes cada um, posicionados na região interforaminal a 22 mm de distância: modelo 1, denominado AFIP, modelo fotoelástico com implantes paralelos e orientados verticalmente; e modelo 2, denominado AFII, modelo fotoelástico com implantes angulados 10º em relação à linha média da mandíbula. Sobre os implantes, em cada modelo, foi posicionada uma prótese tipo overdenture, com sistema de retenção barra-clipe. Para simulação da mucosa, foi interposta entre a base da prótese e o rebordo residual uma camada de 2 mm de silicone. Este mesmo modelo foi representado para uma análise tridimensional (3D) de elementos finitos. As estruturas foram consideradas homogêneas, isotrópicas e lineares, além de serem atribuídas as correspondentes propriedades mecânicas para cada uma delas. Foram simuladas quatro mandíbulas de elementos finitos, sendo modelo 1, denominado EFRIP, com implantes paralelos; modelo 2, denominado EFRII, com implantes angulados em 10º, ambos modelos (1 e 2) simulando o modelo mandibular de resina fotoelástica; modelo 3, denominado EFOIP, com implantes paralelos; e modelo 4, denominado EFOII, com implantes angulados em 10º, ambos os modelos (3 e 4), simulando os ossos cortical e trabecular. Foram aplicadas cargas de 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 e 3 bar no método fotoelástico e 0,1 MPa no método de elementos finitos e em seguida as imagens foram fotografadas e analisadas. Os resultados mostraram que: não houve semelhança entre as áreas de tensão dos modelos de resina fotoelástica, quando avaliada a angulação dos implantes (modelo 1 AFIP - e modelo 2 AFII). Houve semelhança entre as áreas de tensão nos modelos de elementos finitos com mandíbula em resina (modelo 1 EFRIP - e modelo 2 EFRII), tendo ocorrido o mesmo entre os modelos de elementos finitos com simulação de osso (modelo 3 - EFOIP - e modelo 4 EFOII) quando avaliada a inclinação dos implantes. Quando comparados os diferentes modelos com a mesma angulação de implante, observou-se que houve semelhança na distribuição das áreas de tensão entre os modelos 1 (AFIP e EFRIP), com uma alta concentração de tensão nos ápices dos implantes. Porém, não houve relação entre os modelos de implantes inclinados, modelos 2 (AFII e EFRII). Da mesma forma, não houve relação entre os modelos de análise fotoelástica e elementos finitos com simulação de mandíbula em resina, independentemente da angulação dos implantes, comparado os modelos de elementos finitos com simulação de osso. Frente às limitações do presente trabalho, concluiu-se que a associação dos métodos de análise fotoelástica e de elementos finitos é de grande valia para a obtenção de informação em relação à biomecânica referente a esse tipo de prótese e sistema de retenção. Além disso, houve semelhança nas áreas de concentração de tensão, quando comparado os modelos de análise fotoelástica e de elementos finitos, quando as propriedades mecânicas inseridas no modelo de elementos finitos foram compatíveis com o modelo fotoelástico, pois, quando o modelo de elementos finitos simulou uma mandíbula com diferenciação entre osso cortical e medular, as áreas de concentração de tensão sofreram alterações. / The objective of this study was to appraise in vitro the load transmission in bar-clip retention system for overdenture when two implant positions are simulated, using for this purpose the association of photoelastic analysis and finite elements techniques. Therefore, two photoelastic mandible were manufactured with two implants each one, positioned in interforaminal region within 22 mm of distance: (i) model 1, named AFIP, photoelastic model with parallel and vertically oriented implants; and (ii) model 2, named AFII, photoelastic model with 10º angled implants in relation to mandible midline. A bar-clip retention system and an overdenture were fixed over both implants. To simulate oral mucosa were added a 2 mm silicon layer between overdenture prosthesis and photoelastic mandible. This same model was submitted to finite elements analysis in 3D, being attributed the correspondent mechanic properties to each structure analyzed and also being considered homogenous, isotropic and linear characteristics. Four finite elements mandible were simulated, (i) one with parallel implants and (ii) other with 10º angled implants, simulating photoelastic resin in mandible (models 1 and 2, named EFRIP and EFRII respectively); and a another couple of mandibles also with (iii) parallel and (iv) 10º angled implants, simulating cortical and cancellous bones in mandible (models 3 and 4, named EFOIP and EFOII respectively). 0.5; 1.0; 1.5; 2.0 and 3.0 bars loads were applied and correspondent images were analyzed. Results evidenced that there is no similarity in loaded areas between photoelastic resin models, when the implant angle is appraised in models 1 and 2 (AFIP and AFII). Notwithstanding, there are similarity between loaded areas in finite elements model with resin mandible, models 1 and 2 (EFRIP and EFRII), and the same have occurred with finite elements models with bone simulation, models 3 and 4 (EFOIP and EFOII), when appraised implant inclination. When different models are compared with the same implant angulations, was noted that there was similarity in the distribution of loaded areas between models 1 (AFIP and EFRIP), with high concentration of tension forces at the implant apex. Nevertheless, there was no relation between inclined models 2 (AFII and EFRII). At the same direction, there was no relation between photoelastic analysis and finite elements with resin model, with no influence of implant angulations, with finite element models with bone simulation. Considering the limitations of this study, it was concluded that association of photoelastic analysis and finite elements has a high potential value for obtaining information concerning the biomechanics of this kind of prosthesis and retention system; furthermore, there was similarity in areas where loads were applied, when compared photoelastic and finite elements models, provided that finite elements mechanic properties are compatible with photoelastic model, since concentration areas of tension forces suffer changes when finite elements model simulates a mandible with cortical and cancellous bones differentiation.