Orientador : Francisco Antonio Menezes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paccola_RodrigoRibeiro_M.pdf: 3693679 bytes, checksum: 6530530993599da0ea92ede323fd8ab4 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-11-04T17:42:53Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_07.pdf: 2195595 bytes, checksum: cd3bc8ec1ed139577c939ef3ad656a75 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-04T17:42:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_07.pdf: 2195595 bytes, checksum: cd3bc8ec1ed139577c939ef3ad656a75 (MD5) / O objetivo principal deste trabalho é simular campos eletromagnéticos utilizando o Método dos Elementos Finitos. Mesmo nos casos mais acadêmicos de simulação numérica da eletrostática e da magnetostática dificuldades aparecem quando o elemento finito nodal é utilizado. A modelagem de campos vetoriais com funções escalares, principalmente em materiais heterogêneos, podem não apresentar os melhores resultados. Com o objetivo de resolver estes problemas, dois tipos de técnicas são experimentadas: o uso de remalhagem adaptativa para elementos finitos nodais e a utilização de elemento finito de aresta que assegura a continuidade dos componentes tangenciais. Na análise numérica são abordados alguns problemas eletromagnéticos simples tais como os guias de onda imersos em materiais homogêneos e heterogêneos, materiais ferromagnéticos submetidos a uma densidade de campo magnética constante ou ainda sujeitos a uma densidade de corrente. No caso dos guias de onda, os campos são discretizados utilizando o método dos elementos finitos nodais e de arestas enquanto nos outros utiliza-se unicamente o elemento nodal. Aborda-se também a possibilidade de utilização da remalhagem adaptativa baseada em vários indicadores de erro.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-11-29T12:18:56Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2011_02.pdf: 1309406 bytes, checksum: eb6e6f8e4381abffd62737939fa49e80 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-29T12:18:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2011_02.pdf: 1309406 bytes, checksum: eb6e6f8e4381abffd62737939fa49e80 (MD5) Previous issue date: 2011 / Com os problemas de aquecimento global e a busca por fontes energéticas limpas, o aumento do emprego de energia nuclear é esperado. Assim, o desenvolvimento de tecnologias e estudos científicos para o uso de usinas nucleares é imprescindível, em particular na área de engenharia de reatores. No desenvolvimento de reatores nucleares, a mecânica de fluidos e a transferência de calor assumem papel de destaque. A fluidodinâmica computacional computacional, conhecida como CFD a partir da sigla em Inglês para Computational Fluid Dynamics, é cada vez mais utilizada para otimizar os custos e a segurança dos projetos. Esta dissertação apresenta um método estabilizado de elementos finitos de segunda ordem para a solução de problemas de mecânica de fluidos e transferência de calor. A discretização com segunda ordem no tempo precede a discretização espacial com elementos finitos. Os termos de estabilização surgem naturalmente do processo de discretização, ao invés de serem introduzidos a priori na formulação variacional. O método foi implementado no programa ´ns_new_solver_2d_a_v2_MPI´, escrito em FORTRAN90, desenvolvido no Laboratório de Computação Paralela do Instituto de Engenharia Nuclear (LCP/IEN). Soluções numéricas de alguns exemplos representativos, envolvendo convecção natural, mista e forçada, demonstram que a formulação estabilizada proposta neste trabalho apresenta excelente concordância com resultados experimentais e computacionais disponíveis na literatura.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-12-04T16:28:53Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2012_04.pdf: 1243436 bytes, checksum: 21cec8dd642d8b383ba937a9564db564 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-04T16:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2012_04.pdf: 1243436 bytes, checksum: 21cec8dd642d8b383ba937a9564db564 (MD5) Previous issue date: 2012 / O presente trabalho propõe-se a apresentar um método de análise dos limites termohidráulicos de um reator PWR típico através da resolução numérica das equações de transferência de calor aplicado a varetas combustível. Os limites termo-hidráulicos estudados são a temperatura limite do combustível e o DNBR mínimo do projeto. A resolução numérica foi feita através do método de elementos finitos por um código computacional, escrito em linguagem Fortran, gerado especificamente para esse fim e que utiliza o programa GID para a geração da malha de entrada e as saídas gráficas. O Método de Newton-Raphson foi usado neste trabalho para encontrar o valor de parâmetros que otimizem o nível de potência, fazendo com que a temperatura do combustível e o DNBR mínimo alcancem os limites de projeto. A validação foi feita comparando-se os resultados gerados pelo código computacional com os resultados analíticos encontrados no livro de Todreas e Kazimi para varetas concêntricas ao revestimento e com os resultados analíticos encontrados por Nijsing para varetas excêntricas ao revestimento. Foram feitas simulações para estudos de casos onde houve variações na temperatura limite de projeto, na excentricidade das pastilhas combustível, no perfil de distribuição de potência, na vazão mássica e na correlação de DNBR. Esses estudos serviram para verificar a melhor condição de funcionamento do reator considerando as características analisadas. / This study aims to present a method of analysis of thermal hydraulic limits of a typical PWR reactor through numerical solution of the equations of heat transfer applied to the fuel rods. The limits thermo-hydraulic studied are the temperature limit of the fuel and the minimum DNBR project. The numerical solution was performed using the finite element method for a computer code written in Fortran, generated specifically for that purpose and that the program uses GID to mesh generation for input and graphical output. The Newton- Raphson method was used in this work to find the value of parameters that optimize the distribution of power, causing the fuel temperature and minimum DNBR reach the design limits. The validation was performed by comparing the results generated by the computer code with the analytical results found in the book of Todres Kazimi and sticks to the coating and concentric with the analytical results found by Nijsing eccentric rods to the finish. Simulations were made for case studies where there were variations in the temperature range of design, the eccentricity of the fuel pellets, the profile of power distribution, the mass flow rate and correlation of DNBR. These studies served to determine the best operating condition of the reactor considering the characteristics analyzed.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-12-09T12:44:21Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2010_02.pdf: 4504821 bytes, checksum: 7805c686fa12fb269985ec56ad47ddd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-09T12:44:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2010_02.pdf: 4504821 bytes, checksum: 7805c686fa12fb269985ec56ad47ddd7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Este trabalho propõe-se ao desenvolvimento de um método de resolução de equações de transferência de calor aplicado em varetas combustíveis utilizando o método dos elementos finitos, com a finalidade de se avaliar o desempenho e a segurança deste sistema nuclear. Foi elaborado em Fortran um programa para avaliar as equações que governam o problema, as condições de contorno e aplicar as propriedades dos materiais em regime permanente. Este programa utiliza a geração da malha de entrada e as saídas gráficas geradas pelo programa GID. O método desenvolvido foi validado em relação à solução analítica encontrada no livro de Todreas e Kazimi com erro inferior a 0,2% e com relação à solução analítica aprimorada de Nijsing para vareta axissimétrica e com excentricidade com erro inferior a 3,6%. Foram desenvolvidas aplicações com a utilização de correlações para propriedades com dependência da temperatura na resolução de vareta axissimétrica e na resolução de uma vareta com excentricidade. O método desenvolvido, caso venha a ser implementado, permitirá a avaliação de varetas combustíveis nas situações apresentadas e em outros cenários, além de agregar uma ferramenta de valor substancial na análise de varetas. / This work proposes the development of a method of solving equations of heat transfer applied in fuel rods using the finite element method, in order to evaluate the performance and safety of the nuclear system. Was prepared in a Fortran program to evaluate the equations governing the problem, the boundary conditions and apply the properties of materials on a steady state. This program uses the mesh generation input and graphical output generated by the program GID. The method was validated against the analytical solution found in the book Todreas and Kazimi with error less than 0.2% and with respect to the improved analytical solution of Nijsing for axisymmetry rod and eccentricity rod with error less than a 3.6%. Applications have been developed with the use of correlations for properties with the temperature dependence of resolution axisymmetry rod and the resolution of a rod with eccentricity. The method developed, should it be implemented, would allow the assessment of fuel rods in the given situations and other scenarios, as well as adding a tool of substantial value in the analysis of rods.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2015-10-15T18:08:01Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-15T18:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06 / Este trabalho visa resolver numericamente as equações da cinética espacial unidimensional para dois grupos de energia e seis grupos de nêutrons precursores e dependência temporal dos parâmetros nucleares. Para resolver as equações da cinética espacial, aplica-se na discretização espacial o método dos elementos finitos e na discretização temporal, o método direto implícito de Euler. As concentrações de precursores são obtidas analiticamente, usando técnicas de integração. Uma vez estabelecida a solução das equações da cinética espacial, aplica-se essa solução a casos de referência para a validação da metodologia. Para o problema da difusão dinâmico e dependente do tempo é utilizado um modelo de reator tipo placa unidimensional com dois transientes: o primeiro com um aumento linear de 3% em 1 segundo na seção de choque de absorção. As soluções numéricas desses problemas foram obtidas utilizando o módulo CINE desenvolvido no programa MEF, utilizando elementos finitos unidimensionais quadráticos. Essas soluções foram comparadas com as soluções apresentadas na literatura, utilizando o método de diferença finita. Com isso, foi possível verificar a capacidade e a precisão do método dos elementos finitos.

Orientador: Sergio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T04:18:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_CristinaMariaOliveiraLima_M.pdf: 8400751 bytes, checksum: 380e6dcacb81861c63bf3842e4876cc1 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A demanda por processos de fabricação mais eficientes tem crescido nos últimos anos e o processo de forjamento a frio tem se apresentado como uma resposta a esta demanda, pois permite a produção de peças com boa qualidade superficial e resistência mecânica. Porém, o projeto da seqüência de produção de uma peça forjada a frio é altamente empírico e baseado na experiência do projetista. A modelagem computacional de cada etapa do processo de conformação através do método dos elementos finitos pode tornar o planejamentoda seqüência mais rápido e eficiente, minimizando o uso dos métodos convencionais de tentativa e erro. Neste trabalho estudou-se a aplicação de um programa comercial genérico de elementos finitos - ANSYS v. 5.0 - na modelagem de uma operação de conformação. Desenvolveram-se modelos para simular o ensaio de compressão do anel e para simular uma operação básica de forjamento (recalque) que se aplica na maioria das seqüências de peças forjadas a frio. A operação de recalque simulada é uma etapa automóveis. Foram realizados ainda, experimentos para obter a curva tensãodeformação do material, o atrito do processo, o fluxo do material durante a etapa simulada e a força necessária para a conformação. Estes experimentos forneceram resultados utilizados tanto como dados de entrada para o modelo numérico quanto para a validação das respostas fornecidas pelo modelo. A comparação entre os experimentos e os resultados numéricos comprova o potencial da metodologia desenvolvida na simulação de processos de conformação / Abstract: The demand for more efficient manufacturing processes has been increasing in the last few years. The cold forging process is presented as a possible solution, because it allows the production of parts with a good surface finish and with good mechanical properties. Nevertheless the cold forming sequence design is very empirical and it is based on the designer experience. The computational modeling of each forming process stage by the finite element method can make the sequence design faster and more efficient, decreasing the use of conventional "trial and error" methods. In this study the application of a comercial general finite element software - ANSYS - has been examined in a forming operation modeling. Models have been developed to simulate the ring compression test and to simulate a basic forming operation (upsetting) that is applied in most of the cold forging parts sequences. The simulated upsetting operation is one stage of the automotive starter parts manufacturing processo Experiments have been done to obtain the stress-strain material curve, the material flow during the simulated stage and the required forming force. These experiments provided results used as numerical model input data and as validation of model results. The comparison between experiments and numerical results confirms the developed methodology potential in the forming processes simulation / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Hugo Enrique Hernandez-Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T04:45:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correia_Davi_M.pdf: 370205 bytes, checksum: b9934bbd32d8ef3260efb36fea6c28da (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T09:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frasson_AntonioManoelFerreira_D.pdf: 8767913 bytes, checksum: 066c66dcd8b374f5e41b406883159746 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Este trabalho objetiva o estudo do espalhamento de ondas eletromagnéticas por dielétricos com geometrias complexas em três dimensões com anisotropia elétrica, magnética ou ambas nos domínios do tempo e da freqüência. Nos dois casos, a análise é efetuada utilizando-se o método dos elementos finitos vetorial para solucionar a equação de onda. As funções de base empregadas são vetoriais, do tipo de Whitney CT/LN (Constante Tangencial/Linear Normal), o que evita a distorção do espaço nulo, mantendo a continuidade das componentes de campo tangenciais entre elementos e mantendo as componentes de campo normais livres. São utilizadas superfícies absorventes de primeira ordem no domínio do tempo e de segunda ordem no domínio da freqüência, a fim de simular a continuidade do domínio discretizado. Também, com objetivo de simular a continuidade do domínio discretizado, são utilizadas as camadas perfeitamente casadas, as PMLs. No domínio do tempo é apresentado pela primeira vez, no uso em 3D, o método da envoltória que consiste em trabalhar apenas com a envoltória do campo, retirando-se a portadora, o que permite maiores passos no tempo que no método convencional / Abstract: Three dimensional full vectorial finite element formulations in the frequency and time domains, for wave electromagnetic problems including electric and magnetic anisotropic dielectric media, are presented in detail. Whitney CT/LN edge element were adopted, in order to avoid the null space distortion, ensuring the fields' tangent components continuity and leaving the fields' normal components free, across media interfaces. Proper absorbing boundary conditions (ABCs) of the first and second kind and also, the so-called Perfectly Matched Layers (PMLs), were utilized over the truncated boundaries. In the time domain, a scheme based on the envelope approach is proposed for the first time, and a careful study of its characteristics, stability, in particular, is presented. This novel scheme permits the use of larger time steps than conventional approaches. The validity and usefulness of all treated schemes are clearly demonstrated through the analysis of several key examples / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Marco Lucio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T19:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Driemeier_LucianoSantos_M.pdf: 4657116 bytes, checksum: af68e3885201a865fe03852996e2c146 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O presente trabalho tem o objetivo de aplicar o conceito de derivada topológica na obtenção da topologia ótima em problemas da elasticidade. A derivada topológica fornece a sensibilidade de uma função custo, definida em todo o domínio, à criação de um furo. Nesse trabalho, a obtenção da derivada topológica está baseada nos conceitos de análise de sensibilidade à mudança de forma. Dessa forma, utilizam-se dois conceitos distintos para a realização de otimização topológica. No trabalho, apresentam-se resultados de otimização em domínios bi e tridimensionais. Esses resultados apresentaram ótima concordância quando comparados com soluções analíticas e resultados da literatura para domínios mais complexos. Mostra-se que a derivada topológica é uma poderosa ferramenta para obtenção da topologia ótima em problemas da elasticidade. Deve-se ressaltar que esse conceito pode ser aplicado em outros problemas da engenharia, tais como corrosão, microestrutura e fadiga / Abstract: This work deals with the application of the topological derivative to obtain the optimal topology of elastic problems. The topological derivative defines the sensitivity of a cost function, defined over the domain, to the creation of a hole. In this work, the topological derivative is obtained based on shape design sensitivity analysis concepts. In this way, two distinct concepts are connected to perform the topology optimization. Results for the topological optimization of two-dimensional and three-dimensional domains are presented for several cases. These results are in total concordance when compared with analytical solutions and results from the literature for complex domains. The topological gradient is a powerful concept for obtaining optimal topology in elasticity problems. It is important to emphasize that this concept may be applied to other engineering problems such as corrosion, microstructure and fatigue / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica