Programas para simulação numérica de escoamento de fluido são inerentemente aplicações complexas que envolvem múltiplas disciplinas de ciências de computação, matemática e engenharia. Normalmente, além do simulador, faz parte do ambiente de simulação os modeladores (pré-processamento) e o visualizadores (pós-processamento). O Freeflow3D é um desses ambientes, desenvolvido pelo laboratório LCAD (Laboratório de Computação de Alto Desempenho) do ICMC (Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação) da Universidade de São Paulo-USP. O simulador é bastante ativo com vários pesquisadores desenvolvendo ao mesmo tempo. Contudo, o visualizador e o modelador são praticamente os mesmos desde a criação do programa anos atrás, principalmente porque a estrutura desses programas dificultou suas evoluções e melhorias ao longo do tempo. Este trabalho propõe uma análise do modelador e visualizador do Freeflow3D a fim de executar uma reengenharia no software, propondo uma nova estrutura que promova uma mudança em sua dinâmica de funcionamento, modernizando-o, deixando-o principalmente mais flexível em relação a futuras evoluções e manutenções como também adicionando novas funcionalidades que promovam uma melhora na interface com o usuário / Programs for numerical simulation of fluid flow are inherently complex applications that involve multiple disciplines of computer science, mathematics and engineering. Usually, the simulation suite consists of the simulator itself, modelers (preprocessing) and viewers (post processing). The Freeflow3D is one of those environments, developed by the LCAD lab (Laboratório de Computação de Alto Desempenho) of the ICMC (Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação), USP (Universidade de São Paulo). The simulator development is quite active with several researchers working on it. However, its viewer and modeler are virtually the same since their creation years ago, mainly because their evolution and maintenance over time have been hampered by its structure. This paper proposes an analysis of the Freeflow3D modeler and viewer to implement a software reengineering, proposing a new structure that changes their dynamics, modernizing their structure and making they particularly flexible for future developments and maintenance as well as adding new features that promote an improved user interface

Um injetor de pastilhas (pellets) de impurezas foi projetado, construído e instalado junto ao tokamak TCABR do Instituto de Física da Universidade de São Paulo - USP. O injetor é basicamente constituído por uma câmara com gás a alta pressão cuja vazão é controlada por uma bobina de acionamento rápido. Uma fonte de alta tensão (7kV) e alta corrente (6kA) foi construída para alimentar a bobina. Ao ser disparada, o gás propulsor (N2 ou He) acelera a pastilha para o interior do vaso do tokamak, sem que gás penetre no mesmo. Pastilhas de grafite cilíndricas com diâmetro de 0,4mm a 0,9mm, e comprimento de 0,5mm a 1mm, foram utilizadas para investigar a possibilidade de se mitigar os e*feitos de uma disrupção maior O processo de ablação da pastilha no TCABR foi investigado através de simulações que consideraram, de uma maneira simplificada, o resfriamento sofrido pelo plasma devido à propagação da pastilha no seu interior. O modelo, ao ser aplicado aos dados experimentais do tokamak T-10, por exemplo, apresentou resultados bastante encorajadores. Na maioria dos casos em que houve a injeção das pastilhas no TCABR, o plasma terminou devido ao surgimento de uma disrupção maior. Analisando a taxa de queda da corrente de plasma em dois instantes próximos ao fim da descarga, tanto para pulsos que sofreram uma disrupção natural quanto aos que sofreram um disrupção induzida (devido à injeção de pastilhas de grafite), constatou-se que a corrente de plasma decresce mais lentamente nos casos em que houve o disparo do injetor. Isto significa uma menor sobrecarga nos sistemas eletro-mecânicos do tokamak, em resultado à ocorrência da disrupção. A análise da atividade MHD foi realizada no entorno da disrupção causada pela injeção de pastilha. Observou-se, em conseqüência, uma redução da velocidade de rotação das ilhas magnéticas após o início da interação da pastilha com o plasma. Também constatou-se, em todos os disparos analisados, um aumento significativo da atividade MHD. Um outro resultado interessante foi a constatação de que a emissão de raios-X de altas energias decresce significativamente no final das descargas nas quais ocorre a injeção de pastilhas. / An impurity pellet injector has been projected, built and installed in the TCABR tokamak, at the Physics Institute of Physics of the University of São Paulo - USP. Basically, the injector is composed of a high pressure gas chamber, in which the gas flow (N2 or He) is controlled by a fast switch valve. An high voltage (7kA) and high electric current (6kA) power supply has been built to provide energy for the valve. When fired, the propellant gas move the pellet into the interior of the tokamak vessel. During this process, the gas is properly collected before reaching the tokamak vacuum chamber. For this work, cylindrical carbon pellets with 0,4mm to 0,9mm in diameter and 0,5mm to 1mm in length were chosen as to investigate how the hazardous effects of a major disruption could be mitigated. The pellet ablation process in TCABR was studied trough running simulations that take into account, in a simplified way, the cooling of the plasma by the propagating pellet. The model, when applied to the T-10 tokamak experimental data, for example, exhibited very encouraging results. For the TCABR tokamak, in most of the cases in which pellets were injected, the plasma was terminated because of the advent of a major disruption. By analyzing the plasma current decay rate in two time intervals - within the end of plasma discharges, with and without the injection of pellets, it was observed that the plasma current decays significantly slower when pellets are injected. Consequently the load on the tokamak\'s electromechanical systems is reduced. Fourier analysis has been carried out to investigate the MHD activity near the disruption time, caused by the pellet injection. It could be noticed a reduction on the magnetic island\'s velocity rotation, after the pellet-plasma interaction initiates. Also, for all discharges analyzed, the MHD activities increased in amplitude after the pellet-plasma interaction. Another interesting result refers to the fact that the hard X-ray emission was observed to decrease significantly within the end of discharges in which pellets were injected

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-20T03:54:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leal_Isabel_M.pdf: 984828 bytes, checksum: b0a33558ae8b5683163892248364a85b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesta dissertação, fazemos uma revisão da literatura existente sobre vórtices em superfícies de curvatura constante, dando especial atenção às questões de integrabilidade e não integrabilidade. Além disso, apresentamos alguns resultados originais sobre o movimento de vórtices no plano hiperbólico que indicam um possível caminho para demonstrar a não integrabilidade de um sistema de quatro vórtices nessa superfície / Abstract: In this thesis, we review the existing literature on vortices on surfaces of constant curvature, giving special attention to the issues of integrability and non-integrability. In addition, we present some original results on the motion of vortices on the hyperbolic plane that indicate a possible way to demonstrate the non-integrability of a system of four vortices on that surface / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

Orientadoes: Joerg Dietrich Wilhelm Schleicher, Lúcio Tunes dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bloot_Rodrigo_D.pdf: 3456556 bytes, checksum: dfcf4ac1fac953f56ab0b6d7c73c5157 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: No presente trabalho derivamos a equação geral da onda em um meio VTI com anisotropia fraca por meio da linearização do tensor de rigidez em termos do parâmetro de Thomsen ?. A equação da onda resultante é um sistema de três equações diferenciais acopladas em relação ao vetor de posição. Adaptamos a decomposição de Helmholtz e estudamos a propagação da onda em um meio homogêneo VTI. Além disso, usando a teoria do raio de ordem zero, derivamos as equações iconais e de transporte associadas aos modos de onda q-P, q-SV e q-SH. Por fim, reduzimos o problema ao caso pseudo-acústico no qual a velocidade da onda S é nula no eixo de simetria vertical e, com isto, estabelecemos um entendimento mais satisfatório do significado de artefatos que ocorrem nestes meios / Abstract: We derive a general elastic wave equation in weakly anisotropic VTI media by linearizing the expression of the stiffness tensor in terms of the Thomsen parameter ? The resulting wave equation is a system of three coupled differential equations for the three components of the displacement vector. By using the Helmholtz decomposition is possible to study the wave propagation in homogeneous VTI media. In heterogeneous case we use the zero-order ray theory. We derive the associated eikonal and transport equations for q-P, q-SV and q-SH waves. These are finally reduced to the pseudoacoustic case where the vertical S-wave velocity is zero. This allows for a better understanding of the pseudo-S wave artifact in such media / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Determina una metodología para el dragado de sedimentos en embalses colmatados. Para ello identifica el volumen de material sedimentado en el embalse Tablachaca, la granulometría de los sedimentos y las características físicas de los sedimentos. El desarrollo de esta monografía esta aplicada al embalse Tablachaca. Éste embalse forma parte del Complejo Hidroeléctrico del Mantaro. Se presta especial atención por las características hidrológicas, geológicas y morfológicas de la cuenca. Especial atención dentro de la problemática de transporte de sólidos, la constituye la depresión del valle de Huancayo, por su capacidad de retención en la época de estiaje y grandes erosiones de material depositado al inicio del período de avenidas. / Trabajo de suficiencia profesional

Elabora un modelo matemático, utilizando los principios de la mecánica de fluidos, que permita simular las operaciones de embalses con enfoque multipropósito. Para ello emplea las principales ecuaciones de la mecánica de fluidos para estudiar el comportamiento del flujo en un embalse, plantea un diagrama de flujo para la resolución del modelo matemático generado haciendo uso del método numérico Runge-Kutta de 4to orden frente a escenarios probables de simulación y compara los resultados obtenidos al emplear el método Runge-Kutta de 4to orden con los resultados obtenidos al emplear el software de simulación HEC-RAS v4.1.0 en flujo no permanente. / Tesis

No description available.

Ingeniero Civil / El presente trabajo consiste en la modificación del modelo numérico MOSSEM desarrollado en la tesis de Magíster de González (2006) y su utilización para estudiar los procesos de sedimentación en el embalse Rapel, VI Región, Chile. El objetivo general es el estudio y aplicación del modelo de sedimentación en el embalse Rapel, considerando el delta de sedimento grueso del comienzo del embalse y la eventual corriente de turbidez que se desarrollaría a lo largo del embalse. Para esto se analizan las ecuaciones asociadas a la corriente de turbidez y se realizan modificaciones en la ecuación de conservación de sedimentos para ajustarla de mejor forma a la geometría utilizada por el modelo. Además, en la ecuación de momentum integrada en una sección transversal, se estudia su aplicabilidad y el efecto producido por cada término de ésta, diferenciándola de la ecuación integrada en la vertical. Se describen las actividades asociadas a la salida a terreno en los principales cauces afluentes al embalse Rapel: los ríos Cachapoal y Tinguiririca. El objetivo es determinar las características de los sedimentos que transportan ambos cauces y realizar una estimación del coeficiente de rugosidad de Manning a utilizar en la modelación. La granulometría del sedimento grueso se obtiene a través de un software que utiliza imágenes de alta resolución tomadas en la salida. Luego se deben extraer los sedimentos finos de las muestras obtenidas en cada cauce, lo cual se realiza utilizando dos metodologías: filtración y evaporización del agua de las muestras. Finalmente se obtiene la granulometría de los sedimentos finos utilizando un granulómetro láser y la densidad mediante ensayos de gravedad específica de sólidos. La modelación de la sedimentación del embalse Rapel se realiza desde el año 1971, cuando finaliza el llenado de éste, hasta el fin del año 2009. Existen antecedentes de batimetrías medidas en el verano del año 2010, por lo que éstas fueron de gran utilidad para analizar el comportamiento del modelo. Finalmente se discuten los resultados obtenidos en la simulación, donde se observa una sobreestimación del volumen de sedimento grueso depositado en el embalse, al ser comparado con el volumen estimado con mediciones en terreno. En el caso de los sedimentos finos, el modelo predice una sedimentación menor a la medida en terreno, por lo cual, se propone una conceptualización alternativa que pueda utilizarse en estudios futuros.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Elabora el diseño hidrológico, hidráulico y subestructural del puente vehicular “Casablanca” sobre el río Huallaga que proporciona una nueva opción para acceder al sector de Conchamarca; buscando liberar el tráfico que circula por los puentes vehiculares: Colpa Alta y Matibamba; ya que la problemática de acceder hacia este sector se prolonga por largos lapsos de tiempo, con mayor dificultad cuando los productores agrícolas necesitan transportar sus productos hacia Huánuco y otras localidades y en los días denominados como “día de mercado”; ya que deben circular a través de otros puentes vehiculares los cuales se encuentran muy alejados de esta localidad. Para la elaboración del diseño hidrológico e hidráulico toma como referencia algunos criterios hidrológicos empíricos y prácticos contenidos en textos sobre el diseño de puentes. Así como desarrollos estadísticos de probabilidad, todo ellos respaldado por las normas internacionales estipuladas por la American Association of State Highway Transportation Officials (AASTHO) y el Manual de diseño de puentes del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú, junto con la opinión de diversos reglamentos sudamericanos especializado en puentes. El diseño de la subestructura tomara como dato de diseño inicial los resultados de las cargas de la superestructura obteniendo finalmente la geometría del mismo junto con todos sus elementos y sus cargas de diseño. / Tesis

Ingeniero Civil Mecánico / La diversificación de la matriz energética en el plano nacional es un tema actual de discusión. Lo anterior se debe al escenario de crisis que ha provocado el incremento sostenido de la demanda energética durante los últimos 50 años, la contaminación ligada al consumo de energía producida con combustibles fósiles y el aumento de los costos de vida en general. En relación con ésto, el desarrollo e investigación ligado a nuevas fuentes de energía es necesario con el objeto de tener una red de generación limpia, viable económicamente y con una vida útil sustentable en cuanto a recursos. En este trabajo se estudia la fluidodinámica de una turbina helicoidal GHT para generación de energía mareo-motriz con datos obtenidos para el Canal de Chacao, X Región de Los Lagos. El trabajo realizado tuvo como objetivo principal obtener curvas de torque y eficiencia en relación con la velocidad angular de la turbina, lo que sirve para dimensionar la producción energética que puede ser generada. De manera adicional se estudiaron dos modelos de turbina derivadas del original y con ello se comparan también dos geometrías para la base de la turbina. Se realizaron simulaciones computacionales 3D por método de volúmenes finitos utilizando Ansys FLUENT, teniendo como antecedentes las características del recurso hidráulico y la geometría de la turbina GHT. Para ello se llevó a cabo previamente la etapa de validación de la malla. Se estudiaron también el efecto de algunas variables que inciden en los resultados mediantes análisis de sensibilidad 2D. Por otro lado se realizó una aproximación analítica mediante la implementación de un modelo de moméntum para turbinas de eje vertical, con modificaciones para aplicarlo a esta turbina helicoidal. Los principales resultados indican que este nuevo modelo tendría una eficiencia máxima estimada entre 12% y 19%, pudiendo generar del orden de 300 kW por módulo en marea viva. Los dos modelos derivados de esta turbina obtienen resultados menores, y el tipo de base que menos perturba la potencia generada es la base plana.