Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-12T18:38:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PenalizacaoLagrangeanoAumentado.pdf: 3622644 bytes, checksum: 0a2519b79178cebba8a3c88caa6a1b07 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-05-04T14:12:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PenalizacaoLagrangeanoAumentado.pdf: 3622644 bytes, checksum: 0a2519b79178cebba8a3c88caa6a1b07 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T14:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PenalizacaoLagrangeanoAumentado.pdf: 3622644 bytes, checksum: 0a2519b79178cebba8a3c88caa6a1b07 (MD5) Previous issue date: 1981-04-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na resolução de problemas de programação não-linear, a dimensão do problema ou sua estrutura pode, em certos casos, se constituir em um obstáculo difícil de ser transposto. Muitos algoritmos foram desenvolvidos para programação não-linear e, na sua maioria, procuram usar a informação das derivadas segundas (matrizes hessianas), e devido a isso, as suas aplicabilidades são, em geral, limitadas a problemas de médio porte. Devido a problema de memória ou dificuldade de se codificar os hessianos, a necessidade de se desenvolver algoritmos que não usam matrizes se evidenciou. Certos problemas não apresentam estruturas particulares que possam ser aproveitadas para facilitarem as suas resoluções, ou,se apresentam, estas são difíceis ou até impossíveis de serem aproveitadas. Algoritmos que usam basicamente a informação de derivadas primeiras(gradientes), são, em geral, mais fáceis de serem implementados e reduzem consideravelmente a necessidade de memória. Os algoritmos que usam Penalização e Lagrangeano Aumentado se enquadram dentro das necessidades expostas. Em problemas de grande porte, o lagrangeano aumentado,é particularmente bom, e pode ser empregado com êxito em problemas que não necessitam de uma precisão elevada. Nosso trabalho se propõe a fornecer uma base sobre a teoria da função Penalidade e Lagrangeano Aumentado, e também, poder fornecer a interessados, programas com os métodos e suas aplicações. Uma comparação entre os métodos Penalidade e Lagrangeano Aumentado é fornecida, e diversos aspectos sobre a aplicação dos algoritmos são evidendiados. Um número satisfatório de problemas testes mostra o desempenho dos algoritmos. Uma aplicação a um problema de grande porte é feita utilizando o lagrangeano aumentado. Não nos detivemos nos diversos tipos de funções Penalidade ou funções aumentadas; tratamos das formas que achamos mais importantes.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-03-14T15:05:16Z No. of bitstreams: 1 tese_lncc_LEANDRO_TAVARES.pdf: 29698763 bytes, checksum: 86bf9653aed054e6fdf52b75fb82a03d (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-03-14T15:06:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_lncc_LEANDRO_TAVARES.pdf: 29698763 bytes, checksum: 86bf9653aed054e6fdf52b75fb82a03d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T15:06:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_lncc_LEANDRO_TAVARES.pdf: 29698763 bytes, checksum: 86bf9653aed054e6fdf52b75fb82a03d (MD5) Previous issue date: 2016-09-19 / The Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) is a Lagrangian and meshless method for discretization of fluid equations. It has been used to fluid simulation in many areas of engineering and applied sciences. This method discretizes the Navier-Stokes equations using a particle system and interpolation theory. In this context, we developed a variational integrator to SPH, using the generalized midpoint rule and fixed point method. Then, we elaborate a implementation of SPH to simulate a quasi-incompressible fluid under influence of disks that rotates with constant angular velocity (N-roll mill setup). The obtained flow patterns are analyzed using Morse and Catastrophe theories. Finally, the two aforementioned works show us the necessity of techniques for comparing fluid simulations. Hence, we developed a framework to generate a visual summary of a computation fluid simulations by adapting techniques of video summary areas. As contribution of this thesis we highlight that the variational integrator has the property of linear momentum conservation being easier to implement than counterpart ones. Also, we emphasize the methodology to analyze the critical points generated by the original implementation of N-roll mill setup using SPH. Besides, the pioneer adaptation of techniques in video summarization, for computation fluid dynamics, allows to capture a detailed picture of important segments of the fluid for both comparison and analysis of the flows. / O método lagrangiano Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) não utiliza malha subjacente para discretização de equações de fluidos e vêm sendo usado para simulações em diversas áreas do conhecimento. Esse método discretiza as equações de Navier-Stokes usando um sistema de partículas e a teoria de interpolação. Neste contexto, desenvolvemos um integrador variacional para o SPH, utilizando a regra do ponto médio generalizada e o método do ponto fixo. Em seguida, elaboramos uma implementação do SPH para simular um fluido quase-incompressível sob a influência de discos que giram com velocidades angulares constantes (\textit{N-roll mill}), denominado nessa tese de problema de N-rolos, e desenvolvemos uma metodologia para analisar os padrões de fluxos gerados. Para esta análise utilizamos a teoria de Morse e a teoria de Catástrofes de René Thom. Finalmente, os dois trabalhos citados nos mostram a necessidade e carência de técnicas para comparação e análise de fluidos. Logo, desenvolvemos um arcabouço para produção de sumários da simulação, adaptando técnicas da área de sumários de vídeo. Como contribuições da tese destacamos que o integrador variacional desenvolvido apresenta facilidade de implementação em relação a esquemas tradicionais e com conservação de momento linear. Destacamos também a metodologia para análise de pontos críticos gerados pela implementação original do problema de N-rolos usando o SPH, bem como a adaptação pioneira de técnicas de sumarização de vídeo para análise de fluidos.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wesley Jose Nunes Pinto.pdf: 2090367 bytes, checksum: e676fde8423a3a2cfeac61da24020ea8 (MD5) Previous issue date: 2013-08-19 / Neste estudo foi aplicado do método numérico, sem malhas, baseado em partículas, denominado SPH (Smoothed Particles Hydrodynamics). E um código numérico na linguagem computacional FORTRAN foi utilizado para solucionar as equações de Navier-Stokes. O clássico problema da literatura da dinâmica dos fluidos Computacional, denotado como problema da cavidade quadrada bidimensional (Shear-Driven Cavity Flow) , foi estudado com a intenção de verificar o comportamento do código numérico em relação a resultados específicos já existentes do assunto. O citado problema físico das cavidades abertas é amplamente empregado como benchmark, visando a validação do método numérico utilizado no trabalho desenvolvido na pesquisa. O trabalho de análise e validação do código numérico foi dividido em três seções: a primeira lista as localizações dos centros dos vórtices principais gerados pelo escoamento na aresta superior das cavidades; a segunda plota os perfis das componentes das velocidades centrais das cavidades; e a terceira: lista os desvios absolutos dos perfis das velocidades centrais do presente trabalho, comparados com dados de outros estudos. Constata-se que o método SPH apresentou boa acurácia nas simulações realizadas, obtendo boa concordância entre os resultados das simulações dinâmicas com os dados de referências, validando-se o modelo numérico proposto, tendo melhores resultados para baixos números de Reynolds / In this study, it was applied the numerical method, grid-free, based on particles named SPH (Smoothed Particles Hydrodynamics). Also, a numerical code in the computer language FORTRAN was used to solve the Navier-Stokes Equations. This classic problem of the literature related to Computational Fluid Dynamics indicated as Shear-Driven Cavity Flow was studied to check the behavior of the numerical code regarding specific existing results. Such problem is highly used as Benchmark, aiming the validation of the numerical method used to develop the research. The analysis and validation of the numerical code was divided into three sections: the first one lists the location of the centre of the main vortex generated by the flow of the upper edge of the cavities; the second one plots the profiles of the components of the central speed of the cavities; the third one lists the absolute deviation of the profiles of the central speed of this study compared with other cases data. It is established that the SPH Method presented accuracy in the performed simulations, in a consonance between the results of the dynamic simulations and the reference data, thus the proposed numerical model was validated with better results for low Reynolds numbers