Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Com a crescente aplicação de reatores UASB no tratamento de efluentes, tornou-se necessário o melhor entendimento dos aspectos hidrodinâmicos, visto que a maioria dos estudos aborda somente a eficiência de remoção de matéria orgânica, sólidos e outros parâmetros, sendo escassas as informações sobre as características de fluxo deste sistema. Este trabalho apresenta os ensaios hidrodinâmicos e a análise dos parâmetros físico-químicos realizados na partida de um protótipo de reator UASB circular, que apresenta uma proposta de configuração interna, em relação aos separadores de fase, que busca uma melhor eficiência na remoção de sólidos. A proposta de projeto para a configuração interna consiste em adotar uma maior área de abertura de passagem da câmara de decantação, a fim de se obter menores velocidades de passagem. O protótipo apresenta três aberturas da câmara de decantação que foram numeradas de baixo para cima de 1 a 3. Na etapa 1 do estudo, operando com água, utilizou-se um traçador salino para determinar as velocidades de fluxo, internas à câmara de decantação, utilizando-se para isso, duas sondas de condutividade disposta a uma distância conhecida. Os resultados obtidos foram velocidades ascensionais médias de 1,33 m/h, 1,36 m/h e 1,23 m/h e velocidade de entrada na decantação de 1,99 m/h, 0,52 m/h e 0,36 m/h, para as aberturas 1, 2 e 3 respectivamente. Já na etapa II, com a partida do reator, foram realizados ensaios de estímulo-resposta para obter as curvas de distribuição do tempo de residência (DTR), e a partir destas, o tempo de residência médio, cujo valor obtido foi de 10,48 h; e o coeficiente de mistura igual a d = 0,124, o que caracteriza como um sistema de fluxo disperso. Também nesta etapa, foram realizadas análises físico-químicas do reator ao longo de 100 dias iniciais de operação; cujos resultados médios de eficiência, considerando-se o período de estabilidade, foram 65,7% e 70,3%, para DQO e SST. / The increasing application of UASB reactors for wastewater treatment requires better understanding of their hydrodynamic variables. Most studies have focused on contaminant removal, with less attention being given to the hydraulic characteristics of the flows. This research presents results from essays performed on a prototype UASB reactor with a new configuration for the gas-liquid-solid phase separator. The proposed configuration seeks to improve suspended solids removal by providing a larger area passage from the digestion to the clarification zone. The phase separator has three openings. In the first stage of the research, the reactor operated with clean water, spiked with salt. Two probes located at fixed distance monitored conductivity, allowing for velocity estimations within the clarifier and through the openings. The estimated velocities within the clarifiers were 1,33 m/h, 1,36 m/h, and 1,23 m/h, while velocities at the openings one, two, and three were 1,99 m/h, 0,52 m/h, and 0,36 m/h, respectively. In the second stage of the experiments, tracer response essays were performed to determine the Residence Time Distribution Curves, Mean Residence Time (MRT), and the Dispersion Number (d). The calculated MRT and d values were 10,48 h and 0,124, respectively. The dispersion number characterized moderate dispersion. In the second stage of the experiments, the prototype UASB reactor operated receiving effluent from a fullscale UASB reactor. Chemical oxygen demand (COD) and suspended solids (SS) were monitored during 100 days. Considering the period the reactor operated under steady conditions, COD and SS removals reached 65,7% and 70,3%. These values are in accordance with the expected removal efficiencies referred in the literature.

Com a crescente aplicação de reatores UASB no tratamento de efluentes, tornou-se necessário o melhor entendimento dos aspectos hidrodinâmicos, visto que a maioria dos estudos aborda somente a eficiência de remoção de matéria orgânica, sólidos e outros parâmetros, sendo escassas as informações sobre as características de fluxo deste sistema. Este trabalho apresenta os ensaios hidrodinâmicos e a análise dos parâmetros físico-químicos realizados na partida de um protótipo de reator UASB circular, que apresenta uma proposta de configuração interna, em relação aos separadores de fase, que busca uma melhor eficiência na remoção de sólidos. A proposta de projeto para a configuração interna consiste em adotar uma maior área de abertura de passagem da câmara de decantação, a fim de se obter menores velocidades de passagem. O protótipo apresenta três aberturas da câmara de decantação que foram numeradas de baixo para cima de 1 a 3. Na etapa 1 do estudo, operando com água, utilizou-se um traçador salino para determinar as velocidades de fluxo, internas à câmara de decantação, utilizando-se para isso, duas sondas de condutividade disposta a uma distância conhecida. Os resultados obtidos foram velocidades ascensionais médias de 1,33 m/h, 1,36 m/h e 1,23 m/h e velocidade de entrada na decantação de 1,99 m/h, 0,52 m/h e 0,36 m/h, para as aberturas 1, 2 e 3 respectivamente. Já na etapa II, com a partida do reator, foram realizados ensaios de estímulo-resposta para obter as curvas de distribuição do tempo de residência (DTR), e a partir destas, o tempo de residência médio, cujo valor obtido foi de 10,48 h; e o coeficiente de mistura igual a d = 0,124, o que caracteriza como um sistema de fluxo disperso. Também nesta etapa, foram realizadas análises físico-químicas do reator ao longo de 100 dias iniciais de operação; cujos resultados médios de eficiência, considerando-se o período de estabilidade, foram 65,7% e 70,3%, para DQO e SST. / The increasing application of UASB reactors for wastewater treatment requires better understanding of their hydrodynamic variables. Most studies have focused on contaminant removal, with less attention being given to the hydraulic characteristics of the flows. This research presents results from essays performed on a prototype UASB reactor with a new configuration for the gas-liquid-solid phase separator. The proposed configuration seeks to improve suspended solids removal by providing a larger area passage from the digestion to the clarification zone. The phase separator has three openings. In the first stage of the research, the reactor operated with clean water, spiked with salt. Two probes located at fixed distance monitored conductivity, allowing for velocity estimations within the clarifier and through the openings. The estimated velocities within the clarifiers were 1,33 m/h, 1,36 m/h, and 1,23 m/h, while velocities at the openings one, two, and three were 1,99 m/h, 0,52 m/h, and 0,36 m/h, respectively. In the second stage of the experiments, tracer response essays were performed to determine the Residence Time Distribution Curves, Mean Residence Time (MRT), and the Dispersion Number (d). The calculated MRT and d values were 10,48 h and 0,124, respectively. The dispersion number characterized moderate dispersion. In the second stage of the experiments, the prototype UASB reactor operated receiving effluent from a fullscale UASB reactor. Chemical oxygen demand (COD) and suspended solids (SS) were monitored during 100 days. Considering the period the reactor operated under steady conditions, COD and SS removals reached 65,7% and 70,3%. These values are in accordance with the expected removal efficiencies referred in the literature.

As lagoas costeiras em geral exibem reduzidas profundidades máximas, sendo portanto, ambientes altamente vulneráveis às oscilações dos fatores climáticos, em particular o vento. Movimentos da água em zonas pelágicas são fortemente influenciados por mudanças no tempo, as quais promovem mudanças no plâncton. A biomassa é uma importante variável em ecossistemas aquáticos uma vez que representa a quantidade de energia estocada em certo nível trófico da comunidade biológica. O trabalho teve como hipótese principal do trabalho que o vento (principal fator determinante na hidrodinâmica da Lagoa Itapeva), influencia diretamente a biomassa fitoplanctônica. Períodos de ausência de ventos ou ventos fracos provocam uma homogeneidade da comunidade, devido á estabilidade da coluna d’água, propiciando eventos de florações com alta biomassa e baixa diversidade. Outra hipótese formulada é que há variação espaço-temporal da biomassa, da diversidade de espécies e das diferentes frações de tamanho na Lagoa Itapeva, no período estudado. O objetivo do trabalho foi determinar o efeito do vento, principal fator hidrodinâmico da Lagoa Itapeva, sobre a comunidade fitoplanctônica em termos de biomassa, diversidade de espécies e categorias de tamanho. A Lagoa Itapeva é a primeira lagoa do Sistema Lagunar de Tramandaí no sentido N→S. Foram realizadas análises espaciais, formando-se três pontos de amostragem (Norte, Centro e Sul) ao longo do maior eixo longitudinal da lagoa, aliada a uma escala temporal diária (turnos de amostragem: 6h, 10h, 14h e 18h) e sazonal (quatro estações do ano), procurando estabelecer padrões e relações com os fatores hidrodinâmicos (velocidade e direção de vento, e nível d’água). Durante o estudo a Divisão Cyanophyta foi a responsável pelos elevados valores de biomassa observados nos pontos de amostragem. Este fato deve-se principalmente às florações de Anabaena circinalis durante as campanhas sazonais. A biomassa foi a variável que melhor se relacionou com os fatores físicos (nível d’água e velocidade média do vento) pela ação dos ventos de quadrantes predominantes que resultavam num fetch efetivo longo. Neste estudo foram apresentados índices de diversidade de espécies calculados através de indivíduos (H’ind) e de biomassa (H’ biom). Estes índices apresentaram estreitas relações positivas entre si. Os índices também apresentaram relações diretas e significativas com os fatores físicos (nível d’água e velocidade média do vento). Na Lagoa Itapeva, a contribuição das diferentes categorias de tamanho em função da biomassa (estimada através do biovolume), ressaltou três frações que melhor representaram a comunidade fitoplanctônica: nanoplâncton, microplâncton e netplâncton. A fração netplanctônica predominou sobre as demais frações de tamanho. A predominância desta fração sobre as outras estudadas deu-se principalmente às espécies de colônias filamentosas Aulacoseira granulata, Anabaena circinalis e A. spiroides. O comportamento da comunidade fitoplanctônica na Lagoa Itapeva sugere estar de acordo com a Hipótese de Distúrbio Intermediário de Connell (1978). Os distúrbios intensos (provocados pelos forte ventos e fetch longo) ou a falta deste (criando um ambiente estável), nos pontos de amostragem, resultaram em florações da cianobactéria Anabaena circinalis. Essas florações proveram uma densa biomassa em todo o período da pesquisa, além de promoverem a baixa diversidade através do domínio desta cianobactéria, e provocar sucessões das frações de tamanho do fitoplâncton.

Cerca de dois terços das maiores áreas metropolitanas mundiais estão nas proximidades dos estuários, portanto são regiões comumente sujeitas à situações de risco impostas pela pressão populacional. Instalações portuárias, efluentes diversos, uso indevido das suas margens, estão entre os riscos potenciais à grande diversidade de seus recursos naturais. A ação das marés, das ondas e o aporte fluvial interagem tornando bastante complexa a caracterização do seu funcionamento. A presente dissertação foca os seguintes aspectos: hidrodinâmica, transporte de sedimentos em suspensão, sedimentologia, morfologia e classificação do ambiente. A hidrodinâmica e o transporte de sedimentos foram estudados em duas etapas de campo em condições de maré de sizígia e de quadratura, cada qual com abrangência de dois ciclos de maré (25 hs). Estas etapas foram realizadas numa estação fixa com medições de: maré, velocidade da corrente, material em suspensão, sólidos totais dissolvidos, salinidade, pH, oxigênio dissolvido e temperatura. As características sedimentológicas foram avaliadas pela coleta de sedimentos de fundo em 24 pontos. Os aspectos morfológicos foram reconhecidos por uma batimetria detalhada e por aerofotografias. Os resultados revelaram a dominância das correntes de maré vazante em sizígia e de enchente em quadratura. O fluxo total de sedimentos por ciclo de maré na sizígia foi de 71 ton. (vazante), enquanto que na quadratura foi de 2,2 ton. (enchente). Os sedimentos de fundo variaram de areia muito grossa a silte. A profundidade máxima foi de 7,4 m (maré alta de sizígia). A comparação das aerofotografias revela a instabilidade morfológica da desembocadura. Relaciona-se este fato à influência variável da deriva litorânea e da descarga hidráulica. Este estuário foi classificado como: de frente de barreira arenosa; de circulação do tipo xvi parcialmente misturada e, por vezes, verticalmente homogênea; de Tipo 2b (quadratura); de tipo intermerdiário 2a e 2b (sizígia); de negativo; de mesomaré e de energia mista.

A partir da teoria híbrida cinética foi, recentemente, deduzida uma equação de autovalores para as perturbações eletromagnéticas de frequências w~wci em o-pinches não colisionais e anisotrópicos na temperatura de íons. Esta equação é aqui reduzida a duas equações diferenciais ordinárias, de segunda ordem e homogêneas, mediante uma expansão do raio de larmor do íons térmicos. O termo de ordem zero desta expansão reproduz a relação de dispersão para plasmas homogêneos anisotrópicos enquanto que o termo de ordem e2 (primeira correção não nula) contém, entre outras, ressonâncias de Cherenkov, as quais não compareciam no tratamento homogêneo; mostra-se que estas ressonâncias acontecem para velocidades ~vin/BiII e números de onda típicos dos modos instáveis no caso homogêneo o que ressalta a importância do efeito na estabilidade dos modos íon-ciclotrônicos de Alfvén. O mecanismo físico de base para este fenômeno é discutido e apontado como um efeito FLR de maior importância. Para um plasma encerrado num cilindro perfeitamente condutor são estabelecidos condições de contorno que refletem a existência de relação de dispersão global. Deduz-se ainda uma relação de dispersão local, válida para meios fracamente inomogêneos e que é analisada numericamente revelando substancial redução das razões de crescimento previstas pelo tratamento homogêneo. / From hybrid-kinetic theory an eigenvalue equation for electromagnetic perturbations with w~wci in collisionless theta-pinches with anisotropic ion energy was recently derived. In the present work this equation is reduced to two ordinary second order linear differential equations by an expansion in the thermal ion Larmor radius. The zeroth order expression yields the usual dispersion relation for anisotropic homogeneous plasmas whereas the second order terms (first significant correction) contain Cherenkov resonances, absent in the former treatment, which are reached for speeds ~viII/biII and wavenumbers typical of unstable modes in the homo geneus case, indicating this importance on the stability of modes driven by ion energy anisotropy. These equations are supplemented by appropriate boundary conditions for the case when the plasma is surrounded by a perfectly conducting cylindrical wall. The physical mechanics underlying the influence of Cherenkov resonance parallel to the confining magnetic field as a FLR effect on stability behavior is illustrated. For weak inhomogeneities a local dispersion relation is obtained and numerically analyzed to show significant reduction of growth rate as compared to the homogeneous.

Banca Examinadora: Prof. Dr. Luiz Rogério B. Leal (UFBA); Prof. Dr. Sérgio Augusto de M. Nascimento; Profa. Dra. Iara Brandão de Oliveira (UFBA); Prof. Dr. José Márcio Lins Marinho (UFC) / Submitted by Manoel Jeronimo Moreira Cruz (jeronimo@ufba.br) on 2012-11-22T19:10:32Z No. of bitstreams: 1 Tese_Doutorado_Cristovaldo_Bispo_dos_Santos.pdf: 18430634 bytes, checksum: 14cf353d77e2e6cff681deea547a384b (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-22T19:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Doutorado_Cristovaldo_Bispo_dos_Santos.pdf: 18430634 bytes, checksum: 14cf353d77e2e6cff681deea547a384b (MD5) / CAPES / O principal objetivo deste trabalho foi a caracterização do aqüífero cristalino na região do alto curso da Bacia do Jiquiriçá, região semi-árida do Estado da Bahia, de modo a contribuir para o seu conhecimento hidrogeológico e geológico-estrutural. A área de estudo acha-se representada pelas rochas do embasamento cristalino, constituídas por rochas metamórficas de fácies granulito, do Complexo Jequié, constituindo o aqüífero fissural (Domínio I), com direção predominante NE-SW e NW-SE e, em áreas restritas o aquífero misto granular/fissural representado por litotipos também do Complexo Jequié, porém com maior espessura de manto de intemperismo e/ou Cobertura Detrítica (Domínio II); além do grupo de aquíferos granulares, representados pelas Coberturas Detríticas Sedimento Tercio-Quaternário (Domínio III). A análise integrada das informações geológico-estrutural, tectônica e hidrogeológica, permitiu a compartimentação do Domínio I em dois sub-domínios Hidrogeológicos denominados neste trabalho de sub-domínios A e B. Tais considerações foram fundamentadas e verificadas utilizando-se como parâmetro hidráulico a capacidade específica (m³/h/m) e como parâmetros físico-químicos cloreto, a dureza, e sólidos totais dissolvidos, além das características construtivas dos poços. Na avaliação hidrogeoquímica foram utilizados dados dos poços perfurados nos domínios identificados, que serviram para avaliar a qualidade da água principalmente em relação aos parâmentos cloreto, dureza e sólidos totais dissolvidos. De modo geral, observa-se que as águas subterrâneas do alto jiquiriçá apresentam altas concentrações de Na, Ca, Mg, Fe, e Cl- e menores valores de K, SO4, HCO3, Mn e NO3 sendo classificadas como cloretadas-sódicas. Na avaliação da reserva tomou-se como base dados locais, como precipitação média sobre os domínios, a área de ocorrência destes, dados de poço contidos no cadastro da CERB, além de dados de porosidade e taxas de infiltração (recarga) estimados com base em experiências de outras áreas do Nordeste Brasileiro. A disponibilidade de água subterrânea nos domínios aqüíferos, mostra que as capacidades mais altas, entre 0,197m³/h/m e 1 m³/h/m, estão concentradas nos domínios granular, granular/fissural e fissural A. Com o uso do método geofísico da eletrorresistividade obteve-se a caracterização geoelétrica das unidades geológicas e dos aqüíferos, quanto as suas resistividades e espessuras que integrado as informações hidrogeológicas, tornou possível a avaliação quantitativa da potencialidade hídrica dos aquíferos na área de estudo.

DIAS, Francisco José da Silva. Hidrodinâmica das descargas fluviais para o estuário do Rio Jaguaribe (CE.). 2007. 111 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropiciais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceara, Fortaleza, 2007. / Submitted by Debora Oliveira (deby_borboletinha@hotmail.com) on 2011-11-29T14:07:51Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_fclrodrigues.pdf: 17554453 bytes, checksum: d77fbb1283505fd6180c29d652be478d (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2011-12-05T19:34:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_fclrodrigues.pdf: 17554453 bytes, checksum: d77fbb1283505fd6180c29d652be478d (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-05T19:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_fclrodrigues.pdf: 17554453 bytes, checksum: d77fbb1283505fd6180c29d652be478d (MD5) Previous issue date: 2007 / The increasing of greenhouse gases and of the human population, results in growing awareness of water resources managers of freshwater availability in the world, mostly in the tropics. Knowing that Brazil still presents an excellent availability of freshwater, with 33.000 m3.inhabitant.years, the Ministry of the Environment, in a recent publication, stands out that the Basins of the Eastern Northeast Atlantic, in which the Jaguaribe river is inserted, already presents a high level of estress of their water bodies, with only 45% of the minimum value of the 2.500 m3.inhabitant.years suggested by the Organization of United Nations (ONU) as being the minimum required to the exercise of the human social and economic activities. The water discharge of the Jaguaribe river basin, with 72,043 km2 of area and 633 km2 of extension, measured at the nearest seaward station, indicates historical average outflows varying between 14 ± 23 m3.s-1 in the dry season and up to 235 ± 434 m3.s-1 in the rain season. However, this fluvial discharge can not be considered as discharging to the ocean, because the basins reservoirs holds back 87% of the fluvial flow. The modeling of river flow performed in the present study at tidal river zone (ZR) and the mixture zone (ZM) interface under quadrature tides in February and June 2006, and under spring tide, in September 2005, showed total outflow varying between 58 and 183 m3.s-1 in the evaluated period. The residence time (TR) of estuarine waters was dependent on the inter-annual climatic variability varying from 3 to 2 hours in the dry station, in 2005 and 2006, respectively, and 12 hours at the season, evidencing that the volume of freshwater is not a limiting main factor for the ability of the water mass to breach the operating sea strength in the region, but the total outflow is significant, mainly during the dry station when the estuary is leached by sea waters that increase its renew capacity. Highest salinities was observed in the periods when the estuary presented lower input of fluvial waters, reaching the 36,1. The particulate suspended matter (MPS) varied seasonality between 7 and 89,7 mg/L. The MPS in September of 2005 and June of 2006 was strongly organic, and the MPS observed in February of 2006 was mostly of carbonate origin. The discharges of MPS and metals associated with it to the estuary, presented the highest values in the period of larger fluvial flow, varying between 1,9 104 x ton.year-1 in September of 2005 (12% of freshwater origin) to 2,5 105 x ton.year-1 in the period with 95% of freshwater. The same behavior is observed for the discharges of metals, such as; Fe, which in September of 2005 presented a discharge of 3 x 102 ton.year-1, whereas in the period of larger fluvial flux of 1,2 x 104 ton.year-1, having as an exception the Pb flux, which presented the highest values in the period of marine domain. / O crescente aumento da emissão dos gases do efeito estufa (GEE) e da população humana fez com que os gestores dos recursos hídricos redobrassem sua atenção sobre a razão demanda/disponibilidade hídrica no mundo e, principalmente nos trópicos. Mesmo sabendo que o Brasil ainda apresenta um excelente potencial hídrico, com 33.000 m3.hab-1.ano-1, o Ministério do Meio Ambiente, em recente publicação, ressalta que a bacia do Atlântico Nordeste Oriental, no qual o rio Jaguaribe esta inserido, já apresenta um elevado nível de estresse hídrico por apresentar apenas 45% do valor mínimo de 2.500 m3/hab/ano apontado pela ONU como sendo suficientes para a manutenção das atividades humanas, sociais e econômicas. A descarga hídrica da bacia de drenagem do rio Jaguaribe, (72.043 km2 de área e 633 km2 de extensão) medida pela estação fluviométrica mais próxima a sua foz, na região do médio Jaguaribe, indica vazões médias históricas variando entre 14 +23 m3.s-1 na estação de seca até 235 +434 m3.s-1 na estação de chuvas. No entanto, esta descarga fluvial não deve ser considerada como o aporte fluvial da bacia para o oceano, pois a açudagem retem 87% do fluxo fluvial do Jaguaribe em mais de 4000 barramentos. A modelagem hidrodinâmica utilizada neste estudo a partir de medidas realizadas na interface ZR/ZM em marés de quadratura, fevereiro e junho de 2006, e do tipo sizígia, setembro de 2005, totalizou vazões hídricas entre 58 a 183 m3.s-1, no período avaliado. O tempo de residência (TR) das águas estuarinas mostrou dependência da variabilidade climática anual e inter-anual variando de 3 a 2 horas na estação seca, em 2005 e 2006, respectivamente, enquanto que em época de chuvas foi igual a 12 horas. Este resultado sugere que o volume de água doce não é o fator limitante da competência da massa de água para romper as forçantes marinhas atuantes na região, mas a vazão hídrica total é significativa, principalmente durante a estação seca quando o estuário é lixiviado por águas marinhas que aumentam sua capacidade de depuração. As maiores salinidades foram observadas nos períodos em que o sistema estuarino apresentou menor aporte hídrico fluvial, chegando a 36,1 quando o percentual de água doce foi menor que 15%. O material particulado em suspensão (MPS) variou sazonalmente entre 7 e 89,7 mg/L. O MPS em setembro de 2005 e junho de 2006 foi fortemente orgânico, enquanto que o MPS coletado em fevereiro de 2006 foi de origem carbonática. As descargas de MPS e de metais no MPS oriundos da bacia de drenagem para o estuário, apresentaram variabilidade sazonal crescente de acordo com o aumento das chuvas e com os maiores valores no período de maior aporte fluvial. O mesmo padrão de comportamento do MPS é observado para as descargas dos metais, tais como; Fe, Al, Mn, Cu e Zn, tendo como exceção o comportamento do Pb no MPS, que apresentou os maiores valores no período de domínio marinho.

Um algoritmo para a simulação numérica de escoamentos laminares incompressíveis tridimensionais de fluidos viscosos é proposto neste trabalho. A equação de conservação da energia, assim como as forças de flutuação devido à ação da gravidade, calculadas através da aproximação de Bousinessq, são implementadas para analisar problemas não-isotérmicos. Emprega-se o esquema de Taylor-Galerkin de um passo para a dicretização no tempo e no espaço, respectivamente. O elemento finito empregado é o hexaédrico isoparamétrico de oito nós. Adota-se um enfoque de pseudo-compressibilidade o que permite escrever a equação da continuidade em termos da pressão, a qual é resolvida implicitamente através do Método dos Gradientes Conjugados com Precondicionamento, enquanto as equações de conservação de quantidade de movimento e de energia são resolvidas explicitamente. A integração das matrizes de elemento é efetuada analiticamente considerando o elemento não distorcido e usando um único ponto de integração para avaliar a matriz Jacobiana. O programa é codificado na linguagem FORTRAN 90 e vetorizado para aproveitar as características dos processadores vetoriais existentes nos atuais supercomputadores. / The formulation and application of an algorithm to simulate numerically 3-D incompressible laminar flows is presented in this work. The energy equation and buoyancy forces, which are calculated by Bousinessq approximation, are also implemented to analyse non-isothermic problems. The one-step Taylor-Galerkin scheme is used in order to obtain a useful numerical model. The eight node isoparametric hexahedron finite element is employed. A pseudocompressibility approach is adopted, allowing to write the continuity equation in terms of the pressure. The continuity equation is solved implicitly by the Conjugate Gradient Method with a preconditioning technique, whereas the Equation of Momentum and Energy Conservation are solved explicitly. Element matrices are calculated analytically considering undistorted elements and using one integration point to evaluate the Jacobian Matrix. The code is written in FORTRAN 90 language, and is vectorized in order to take advantage of fast vectorial processors existing in modern supercomputers.

CASTRO, M. P. S. Desenvolvimento de uma metodologia fuzzy, aplicada no modelo da onda difusa, para estudar o comportamento da propagação de ondas de cheias, em funções de parâmetros hidráulicos nas suas formas fuzzys. 2015. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-09T14:41:02Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mpscastro.pdf: 2871007 bytes, checksum: b265f1cdfeae6ca62b8ffe64c9ceeccc (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-07-17T13:31:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mpscastro.pdf: 2871007 bytes, checksum: b265f1cdfeae6ca62b8ffe64c9ceeccc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T13:31:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mpscastro.pdf: 2871007 bytes, checksum: b265f1cdfeae6ca62b8ffe64c9ceeccc (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / Many of the problems which involve hydrodynamic wave propagation along the extension in natural channels are resolved through the Saint-Venant equation. In most the wave propagation channels practical applications in natural terms of inertia are neglected, so the Saint-Venant equation system is reduced to an equation satellite, known as the diffusive wave equation. This research aims apply the Fuzzy theory to model the propagation of diffused wave in natural channels in order to check the uncertainties related to the hydrodynamic parameters present in these models. Through the Finite Difference Method Implicit differential equations were solved Partial in a fuzzy way. To carry out a set of simulations for the most different scenarios in the water body was developed a computer program, in language FORTRAN. The results show that the behavior of wave propagation diffusive suffers strong influence of hydraulic parameters, slope and number of Manning. According to the presented results, it was concluded that the application of Fuzzy Theory in hydrodynamic systems, evaluation of uncertainty is a viable alternative to determining the risk of flooding and thus be more a support tool in Water Resources Management programs / Muitos dos problemas hidrodinâmicos que envolvem a propagação de ondas ao longo da extensão em canais naturais são resolvidos através da equação de Saint-Venant. Na maioria das aplicações práticas de propagação de onda em canais naturais os termos de inércia são negligenciados, assim o sistema de equação de Saint-Venant é reduzido a uma equação parabólica, conhecida como equação da onda difusiva. Esta pesquisa tem como objetivo aplicar a teoria Fuzzy nos modelos da propagação da onda difusa em canais naturais, a fim de verificar as incertezas em relação aos parâmetros hidrodinâmicos presentes nesses modelos. Através do Método das Diferenças Finitas Implícito foram resolvidas as equações diferenciais parciais, na sua forma fuzzy. Para a realização de um conjunto de simulações para os mais diferentes cenários no corpo hídrico foi desenvolvido um programa computacional, em linguagem FORTRAN. Os resultados mostram que o comportamento da propagação da onda difusiva sofre forte influência dos parâmetros hidráulicos, declividade e número de Manning. De acordo com os resultados apresentados, concluiu-se que a aplicação da Teoria Fuzzy, em sistemas hidrodinâmicos, na avaliação de incertezas é uma alternativa viável para determinação do risco de ocorrência de enchentes e assim ser mais uma ferramenta de apoio em programas de Gestão de Recursos Hídricos