The time required for inspection and maintenance of piping systems and vessels needs to be reduced to both minimize down time and decrease operational costs of petrochemical plants. Current ultrasonic inspection systems are not suited for on-line monitoring, with the main issues being the resistance of transducers and their coupling to high temperatures and the removal of insulation to access structures. The use of welded cylindrical rods is thus proposed, but measurements are threatened by "trailing echo" generation in waveguides. The introduction of a taper angle is investigated to attenuate these undesired echoes. While clean signals can always be obtained by increasing the taper angle in long rods, that is not always the case for short rods, which are considered here. In addition, temperature variations have a non-negligible impact on the arrival time of the backwall echo when performing measurements with a waveguide, and on-line compensation is essential. Since the interface echo between the rod and the pipe wall may be suppressed after the welding operation, a notch is machined at the end of the rod to create a reflected echo, which can be used for on-line compensation. Finally, the implementation of waveguides is considered for both pulse-echo and pitch-catch modes. In the pitch-catch mode, the backwall echo and the notch echo are received by different transducers and signals of interst are both first arrivals. As a result, trailing echoes do not impede measurements and their attenuation becomes unnecessary. In contrast, pulse-echo measurements are sensitive to trailing echoes and the waveguide's design plays an essential role in the feasibility of measurements. However, the environment also imposes a set of constraints on waveguide dimensions that complicates the implementation of pulse-echo measurements. Being more flexible, the pitch-catch configuration is chosen for final implementation. Experiments are performed to verify the concept feasibility, and the accuracy of measurements with thickness and temperature changes is also confirmed.

Thesis (M.Sc.-Res.)--University of Wollongong, 2007. / Typescript. Includes bibliographical references: leaf 77-80.

Thesis (Ph. D.)--Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, 2005. / Madhavan Swaminathan, Committee Chair ; Sung Kyu Lim, Committee Member ; Abhijit Chatterjee, Committee Member ; David C. Keezer, Committee Member ; C. P. Wong, Committee Member. Vita. Includes bibliographical references.

We consider linear and semilinear stochastic partial differential equations that in some sense can be viewed as being at the "endpoints" of the classical variational theory by Krylov and Rozovskii [25]. In terms of regularity of the coeffcients, the minimal assumption is boundedness and measurability, and a unique L2- valued solution is then readily available. We investigate its further properties, such as higher order integrability, boundedness, and continuity. The other class of equations considered here are the ones whose leading operators do not satisfy the strong coercivity condition, but only a degenerate version of it, and therefore are not covered by the classical theory. We derive solvability in Wmp spaces and also discuss their numerical approximation through finite different schemes.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HannielFSF_DISSERT.pdf: 2655706 bytes, checksum: fff21ca883e2c0c137ef98496660b572 (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The present work has the main goal to study the modeling and simulation of a biphasic separator with induced phase inversion, the MDIF, with the utilization of the finite differences method for the resolution of the partial differencial equations which describe the transport of contaminant s mass fraction inside the equipment s settling chamber. With this aim, was developed the deterministic differential model AMADDA, wich was admensionalizated and then semidiscretizated with the method of lines. The integration of the resultant system of ordinary differential equations was realized by means of a modified algorithm of the Adam-Bashfort- Moulton method, and the sthocastic optimization routine of Basin-Hopping was used in the model s parameter estimation procedure . With the aim to establish a comparative referential for the results obtained with the model AMADDA, were used experimental data presented in previous works of the MDIF s research group. The experimental data and those obtained with the model was assessed regarding its normality by means of the Shapiro-Wilk s test, and validated against the experimental results with the Student s t test and the Kruskal-Wallis s test, depending on the result. The results showed satisfactory performance of the model AMADDA in the evaluation of the MDIF s separation efficiency, being possible to determinate that at 1% significance level the calculated results are equivalent to those determinated experimentally in the reference works / O presente trabalho tem como objetivo estudar a modelagem e simula??o de um separador bif?sico com invers?o de fases induzida, o MDIF (Misturador Decantador ? Invers?o de Fases), por meio da utiliza??o do m?todo das diferen?as finitas para a resolu??o das equa??es diferenciais parciais que descrevem o transporte da fra??o m?ssica do contaminante no interior da c?mara de decanta??o do equipamento. Com esse intuito, foi desenvolvido o modelo determin?stico diferencial AMADDA, o qual foi admensionalizado e ent?o semidiscretizado atrav?s do m?todo das linhas. A integra??o do sistema de equa??es diferenciais ordin?rias resultante foi realizada atrav?s de um algoritmo modificado do m?todo de Adam-Bashfort-Moulton, e a rotina de otimiza??o estoc?stica de Basin-Hopping foi utilizada no procedimento de estima??o de par?metros do modelo. Com o intuito de estabelecer um referencial comparativo para a valida??o dos resultados obtidos com o modelo AMADDA, foram utilizados dados experimentais apresentados na literatura (FERNANDES JR, 2002; FERNANDES JR, 2006; MEDEIROS, 2008). Os resultados experimentais e aqueles obtidos com o modelo foram avaliados quanto ? sua normalidade por meio do teste de Shapiro-Wilk, e validados frente aos resultados experimentais atrav?s do teste t de Student e o o teste de Kruskal-Wallis, ? depender do resultado. Os resultados obtidos atrav?s do modelo AMADDA mostraram um desempenho satisfat?rio na determina??o da efici?ncia de separa??o do MDIF, sendo poss?vel determinar que, a um n?vel de signific?ncia de 1%, os resultados calculados s?o equivalentes ?queles determinados experimentalmente nos trabalhos de refer?ncia

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PiraguaAriza_HernanAugusto_M.pdf: 2180545 bytes, checksum: 40077d2d7ba837a5004e12af62d3c5b0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho foram realizadas duas tarefas. Na primeira delas, comparamos a estratégia de Linhares e Oliveira para a evolução temporal do kink ?ø4, que usa o método de Galerkin e um mapeamento, com o método de diferenças finitas em um intervalo finito. Achamos que a dinâmica é diferente nos dois casos. Encontramos que o método com mapeamento não é apropriado para a evolução do sistema. A segunda consistiu em utilizar o método de diferenças finitas para perturbar alguns kinks de um, dois e três campos, em uma dimensão espacial. Foi mostrada a estabilidade ou instabilidade dos kinks. Para o caso em que os kinks foram instáveis, achamos o produto de decaimento deles / Abstract: In this dissertation we did two things. First, we compared the Linhares and Oliveira approach for the temporal evolution of the ?ø4 kink, which uses the Galerkin method and a domain mapping, with the method of finite differences in a finite interval. It was found that the dynamics in these two cases were different. We found that the mapping method was not appropriated for the evolution of these kind of systems. The second part was the use of the finite difference method to perturb some kinks of one, two and three scalar fields in one spacial dimension. It was shown the (in)stability of the kinks. When they were unstable, it was found their decay products / Mestrado / Física Clássica e Física Quântica : Mecânica e Campos / Mestre em Física

Orientador: João Frederico da Costa Azevedo Meyer / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:39:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseRicardoFerreirade_M.pdf: 4553728 bytes, checksum: 624a425a2bcd810bbcf5f8306e5edca4 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho usa o modelo clássico de Difusão-Advccção-Reação para simular o comportamento evolutivo bidimensional de manchas de poluentes em um domínio aquático. Em função da ausência de possibilidade de solução analítica (primordialmente pelo tipo de domínio em que sit estuda o referido problema), recorre-se a um método de aproximação baseado em diferenças finitas centradas tanto para as variáveis espaciais quanto para a variável temporal (esta, via uso adequadamente explicitado do método de Crank-Nicolson). As condições de contorno são definidas com foco na situação real, considerando a absorção de poluentes nas margens em trechos determinados em função de seu comportamento. O trecho de rio considerado é o do rio Paraíba do Sul na região de Volta Redonda. RJ, que se caracteriza por ser um trecho reto do referido corpo aquático. Adota-se, como perfil de velocidades, a parábola devida a Poiseuille [11], o que afeta a montagem do sistema de diferenças finitas. Especial atenção é dedicada à precisão numérica resultante da estratégia de aproximação, bem como à possibilidade de visualizar qualitativamente os resultados, criando, assim, um recurso de software que podo ser usado em muitas outras situações minimamente semelhantes de contaminação hídrica sistemática ou emergência / Abstract: His work use the classical model of diffusiou-advection-reaction to simulate the evolutionary two-dimensional behavior of patch.es of pollutants in an aquatic domain. Because of the lack of possibility of analytical solution (primarily by the type of domain where you study the problem), it resorts to an approximation method based on finite differences centered for both spatial variables and for the time variable (this, via the use adequately explained of the Crank-Nicolson method). The boundary conditions are set to focus on the real situation, considering the absorption of pollutants into the bank in determined sections depending on their behavior. The considered stretch of river is this Paraíba do Sul river in region of Volta Redonda, RJ, which is characterized by a straight stretch of that body of water. It is adopted, such a velocity profile, the parabola due to Poiseuillc, which affects the mounting of the system of finite differences. Special attention is devoted to numerical accuracy resulting from the approximation strategy, and the ability to qualitatively visualize the results, thus creating a software feature that can be used in many other similar minimally situations of systematic water contamination or emergency / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes Hernandez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T04:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AdrianodaSilva_M.pdf: 3529460 bytes, checksum: 6c56923b440eba1f061eb8ad9e0f144f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo desenvolver um ambiente computacional livre para o software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), um simulador eletromagnético de código aberto baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (Finite-Difference Time-Domain - FDTD). Este ambiente computacional foi implementado sob o paradigma de Programação Orientada à Objetos, através da linguagem de programação Java, e estruturado em Préprocessamento (configuração do cenário da simulação eletromagnética), Processamento (aplicação do FDTD no cenário configurado) e Pós-processamento (análise e visualização dos resultados da simulação), com o propósito de prover novas funcionalidades para o Préprocessamento e o Pós-processamento do MEEP. Através do VTK (Visualization Toolkit), um software de Visualização e Computação Gráfica Tridimensional, buscou-se implementar requisitos geométricos e gráficos ausentes no Pré-processamento do MEEP com o desenvolvimento de funcionalidades para leitura de arquivos gráficos e construção de modelos geométricos de cristais fotônicos pré-definidos, e com o desenvolvimento de mecanismos eficientes de geração, interação e visualização de objetos gráficos. Utilizou-se, do VTK, funcionalidades para leituras de arquivos STL (Standard Tessellation Language) e Wavefront OBJ, ambos fornecedores de geometrias, e implementou-se um importador de arquivos CAD (Computer-Aided Design), de formato DXF (Drawing Exchange Format), que fornece dados de geometrias e de materiais. O objetivo é prover uma interface gráfica de usuário para possibilitar e facilitar, através da inserção automática e visualização de objetos gráficos, a configuração de cenários mais elaborados nas simulações eletromagnéticas, em oposição ao mecanismo de scripting em linguagens de programação específicas disponíveis nas versões atuais do MEEP. Após executar o estágio de Processamento, o MEEP gera dois arquivos de saída, ambos em formato HDF5, que representam a geometria discretizada e o resultado dos cálculos da simulação. Softwares como MATLAB®, HDFView ou H5utils (ferramenta livre desenvolvida pelo próprio grupo do MEEP) podem manipular arquivos HDF5. Entretanto, essas ferramentas carecem de funcionalidades que permitem análises mais elaboradas e detalhadas em Pós-processamento, oferecendo mecanismos muito simples e limitados para a realização de cortes em geometrias e animação de simulações. Neste sentido, objetiva-se, com este ambiente computacional, contribuir com um Pós-processamento capaz de realizar cortes através de planos posicionados, arbitrariamente, em geometrias tridimensionais simuladas e gerar animações bidimensionais de propagação de ondas eletromagnéticas em simulações bidimensionais e tridimensionais, tomando, como base, os softwares H5utils e VTK / Abstract: This work aims the development of a free computational environment for the software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), an open-source electromagnetic simulator based on Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. This computational environment has been implemented under the Object Oriented Programming paradigm using Java programming language, and it is structured in Preprocessing (configuration of electromagnetic simulation scenario), Processing (execution of the FDTD on defined scenario) and Post-processing (analysis and visualization of simulation results), with the purpose of providing new functionalities of Pre-processing and Postprocessing for the MEEP. Through the VTK (Visualization Toolkit), a 3D Visualization and Computer Graphics software system, we have implemented geometrical and graphical requirements missing in MEEP's Pre-processing with the development of features for reading graphics files and for building of geometrical pre-defined photonic crystals models, and with the development of efficient mechanisms for generation, interaction and displaying of graphics objects. We used VTK features for reading STL (Standard Tessellation Language) and Wavefront OBJ files, both suppliers of geometries, and we implemented a CAD file importer (Computer-Aided Design), based on DXF format (Drawing Exchange Format), which provides geometrical and material data. The goal is to provide a graphical user interface to enable and facilitate, through automatic insertion and visualization of graphical objects, the configuration of more elaborate scenarios in electromagnetic simulations, as opposed to the scripting engine in specific programming languages available in the current versions of MEEP. After executing the Processing stage, MEEP generates two output files, both in HDF5 format, which represent the discretized geometry and the calculation result of the simulation. Softwares such as MATLAB®, HDFView or H5utils (free tool developed by the MEEP's group) can manipulate HDF5 files. However, these tools lack features that allow more elaborate and detailed analysis in Post-processing, offering very simple and x limited mechanisms for making cuts in geometries and animation simulations. In this sense, the objective is, with this computing environment, to contribute with a Post-processing system able to perform cuts through arbitrary plans in three-dimensional simulated geometries and to generate two-dimensional animations of propagation of electromagnetic waves in two and three-dimensional simulations, based on H5utils and VTK softwares / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Frederico da Costa Azevedo Meyer / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:35:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prestes_ManoelFernandoBiagioni_M.pdf: 6775504 bytes, checksum: 58bb4307baf12ee09b0deeae72c3c8c9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo Este estudo visa descrever a evolução de material impactante na Lagoa do Taquaral, tendo sido inclusive apresentada inicialmente, uma descrição desse meio aquático, enfatizando-se os aspectos histórico, climático e geomorfológico nesta contextualização. Para a modelagem do fenômeno evolutivo utilizou-se a equação diferencial parcial clássica de Difusão-Advecção, tradicionalmente empregada na modelagem de fenômenos deste gênero. A discretização espacial do modelo caracteriza-se pelo uso do Método das Diferenças Finitas, sendo que a discretização temporal foi obtida através do Método de Crank-Nicolson. Quanto aos resultados numérico-computacionais obtidos, podemos destacar as três situações-cenário consideradas, conforme a direção predominante dos ventos adotada, com vistas a estabelecer adequados mecanismos de monitoramento, da dispersão de material impactante no meio aquático. Outrossim buscamos, neste trabalho, ferramentas capazes de propiciar estratégias a serem adotadas em políticas de prevenção e contingência, para os problemas gerados pela intervenção antrópica na micro-região em estudo. Ensejamos, ainda, estimular o poder público quanto instituição, a promover um planejamento e manuseio mais adequado do acervo ambiental / Abstract: This work has the purpose of describing the evolutionary behavior of a pollutant in a certain domain, and we have adopted the Taquaral lake as the objective example, which we initially describe in its historic, climatic and geomorphological aspects. In order to mathematically model this situation, we used a classical diffusive-advective partial differential equation. The spatial discretization is undertaken with the use of Second order central Finite Differences, while the discretization in time is done with the Crank-Nicolson Method. Three scenarios were considered, according to predominant wind directions, adopted for the numerical essays. The purpose of this was to create effective computational tools for monitoring pollutant spills and discharges in the aquatic medium. In other words, this work also intends to make available a numerical (and mathematical, as well as computational) tool for evaluating preventive and contingency policies for those polluting problems created by anthropic urban activities, besides stimulating a more precise environmental planning in this kind of situation / Mestrado / Matemática Universitária / Mestre em Matemática Universitária

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T07:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinelli_ValdisleyJose_M.pdf: 3830645 bytes, checksum: fa60238d6afea2e97d6f6e2886a91fc4 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar o desenvolvimento de transferência de calor laminar por convecção natural em canais de placas planas verticais sujeito a aquecimento assimétrico. São analisadas condições de contorno com fluxo de calor uniforme nas paredes das placas e temperatura da parede uniforme. Soluções para escoamento em regime permanente são obtidos para o ar para diferentes fluxos de calor e diferentes temperaturas nas paredes (acima da temperatura do fluido na entrada do canal); bem como para diferentes geometrias do canal (variação da distância entre as placas (b)). As equações foram escritas em diferenças finitas utilizando variáveis primitivas e resolvidas implicitamente, usando discretização central em todos os termos das equações governantes, exceto para o caso de fluxo de calor que foi utilizado diferença unilateral de três níveis nos termos da derivada da temperatma. Os resultados indicam que existe uma distância ótima entre as placas onde ocorre a máxima troca de calor entre as placas e o fluido. Os resultados foram comparados com a literatura, tanto trabalhos numéricos como experimentais / Abstract: This work studies the developm.entof laminar free convection in vertical flat parallel plates with asymmetric heating. Thermal boundary conditions of uniform wall heat fluxes and uniform wall temperature are considered. Solutions of the flow on steady state are obtained for air at different wall heat fluxes and wall temperature differences (above the temperature of the fluid at the channel) and also different geometries of the channel (distance between the plates (b)). The equations were written in finite difference using primitive variables and they were solved by implicitesqueme all the terms of the governing equations, and by means of a three point derivative formula the terms wall temperature at heat fluxes. The results show there is one optimal distance between the plates to maximize the heat transfer. The results were compared with the literature, both numerical and experimentalworks / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica