Neste trabalho, estudam-se problemas bidimensionais de propagação de ondas acústicas e elásticas, no domínio da freqüência, formulados através do Método dos Elementos de Contorno. A formulação é baseada nas representações integrais das equações diferenciais que governam os fenômenos de propagação de ondas acústicas num meio fluido e de ondas elásticas numa estrutura elástica. Analisa-se também a interação entre o fluido e a estrutura com o uso de sistemas de equações acoplados. As soluções fundamentais utilizadas são expressões exatas e não há necessidade de subdivisão dos domínios em células de integração. São aplicadas técnicas de integração alternativas na escolha das equações algébricas no domínio do fluido, visando a melhora das respostas globais do conjunto. Apresentam-se ainda exemplos numéricos, com o objetivo de possibilitar a modelagem numérica de problemas de acoplamento fluido-estrutura e de radiação e difusão acústica. / In this work, acoustic and elastic wave propagation problems in 2D, in frequency domain, are studied and formulated with the Boundary Element Methods. The formulation is based on the integral representations derived from the differential equations that govern the phenomena of acoustic wave propagation in a fluid medium and elastic wave propagation inside an elastic domain. The fluid-structure interaction is also formulated by coupling appropriately the corresponding systems of equations. The fundamental solutions adopted in this work are conveniently chosen to avoid the mass integral terms in the elastic wave integral representation and the equivalent terms in the acoustic integral equation. Thus, the algebraic representations of both problems are written only in terms of boundary values. Subdivisions of the domain to perform integrals over cells are not required. In an attempt to improve the global answers of the fluid problem, several integration techniques have been experimented to build alternative algebraic matrix equations. Numerical examples are presented in order to shown the accuracy of the studied acoustic radiation and scattering problems and also to verify the proposed fluid-structure coupling.

O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova formulação direta do Método dos Elementos de Contorno (M.E.C.) para análise de placas, utilizando a teoria de Kirchhoff, admitindo três parâmetros nodais de deslocamentos para sua representação integral: deslocamento transversal e suas derivadas nas direções normal e tangencial ao contorno. Dois valores nodais são usados para os esforços, momento fletor normal mn e força cortante equivalente Vn. Desta forma são escritas três equações integrais de contorno por nó, obtidas a partir da discretização da placa, segundo a forma usual do método. A vantagem mais perceptível desta formulação é a possibilidade de se fazer a ligação da placa analisada pelo M.E.C. com elementos lineares, representados por três valores nodais de deslocamentos que passam a ser compatibilizados diretamente, para a análise de edifícios. São apresentados exemplos numéricos da formulação e das ligações para comprovação da formulação. / The aim of this work is to present an alternative formulation for plate bending analysis, using Kirchhoff\'s theory, in wich the boundary equation for displacements and its derivative in tangential and normal directions to the boundary for each boundary node are used. The efforts, according to Kirchhoff\'s theory, are the normal bending mn and the equivalent shear force Vn. This formulation is adequate for the analysis of plates coupled with flexible colunms and beams because these structural elements have three nodal displacement values at its nodes. Many examples of single plates and buildings slab are presented using the formulation proposed in this work.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-19T19:27:38Z No. of bitstreams: 1 2018_DanielCanongiaFurtado.pdf: 1407497 bytes, checksum: b08b20491d007d0151de774665ef0ace (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-25T19:28:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_DanielCanongiaFurtado.pdf: 1407497 bytes, checksum: b08b20491d007d0151de774665ef0ace (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T19:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_DanielCanongiaFurtado.pdf: 1407497 bytes, checksum: b08b20491d007d0151de774665ef0ace (MD5) Previous issue date: 2018-09-19 / Esta pesquisa refere-se à aplicação do Método dos Elementos de Contorno (MEC) em análises viscoelásticas e termoelásticas, por meio de simulações e validações, 2D e 3D, com uso da linguagem computacional MATLAB. O comportamento de materiais viscoelásticos foi analisado a partir da utilização de três modelos reológicos, sendo o modelo de Boltzmann o que melhor representou tal comportamento, pois conseguiu prever tanto o comportamento elástico, quanto o comportamento viscoso do material. Devido à característica dos materiais viscoelásticos, sua análise se estendeu à problemas heterogêneos, quando o material possui regiões em seu domínio com propriedades mecânicas distintas. Essa análise foi conduzida através da utilização da técnica de sub-regiões do MEC, capaz de transformar um problema heterogêneo em problemas homogêneos, garantindo as condições de compatibilidade e de equilíbrio do material. Por outro lado, as análises termoelásticas foram conduzidas com a utilização do Método da Reciprocidade Dual (MRD), uma vez que é necessário tratar a integral de domínio decorrente do fenômeno termoelástico. O MRD é capaz de considerar a influência das forças que atuam no domínio de análise, somente analisando o contorno, mantendo, assim, a utilização do MEC atrativa, pois não há necessidade de discretizar o domínio e, consequentemente, reduz-se uma dimensão das integrais governantes do problema. Dentre as vantagens deste método numérico, destacam-se a otimização do tempo de processamento e a racionalização dos custos, quando comparado a outros métodos. Os resultados obtidos, confirmaram o potencial da aplicabilidade do MEC na solução de problemas complexos da engenharia, pois foi possível estender a análise termoelástica à problemas de difusão, quando o material sofre uma mudança abrupta de temperatura, como por exemplo, materiais sujeitos ao processo de soldagem. Além disso, os resultados alcançados apresentaram valores alinhados e aderentes quando comparados aos resultados das soluções analíticas e com os da literatura obtidos com o Método de Elementos Finitos (MEF). / This research refers to the application of the Boundary Element Method (BEM) in viscoelastic and thermoelastic analyzes by 2D and 3D simulations and validations, using MATLAB computational language. Among the advantages of this method are the processing time optimization and the costs rationalization, when compared to other numerical methods. The results obtained confirm the potential applicability of BEM to solve complex engineering problems. The numerical results showed good agreement with the analytical solution and those reported in the literature.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-30T17:16:13Z No. of bitstreams: 1 2017_ÁlvaroMartinsDelgadoNeto.pdf: 5932101 bytes, checksum: 5137d1cc25259210dd30d128e69e10a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-12T16:12:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ÁlvaroMartinsDelgadoNeto.pdf: 5932101 bytes, checksum: 5137d1cc25259210dd30d128e69e10a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T16:12:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ÁlvaroMartinsDelgadoNeto.pdf: 5932101 bytes, checksum: 5137d1cc25259210dd30d128e69e10a0 (MD5) Previous issue date: 2017-06-12 / O uso de Interface Gráfica de Usuário (GUI) vem assumindo um papel importante como ferramenta visual de suporte aos programas computacionais no campo da engenharia. O emprego de GUIs facilita o processo de criação e manutenção da modelagem geométrica, proporciona maior flexibilidade na construção de malhas, na inserção de condições de contorno e de propriedades físicas – fase de pré-processamento, bem como possibilita interpretar de forma direta e visual os resultados da análise, conhecida como fase de pós-processamento. Por outro lado, a fase de processamento requer a utilização de técnicas numéricas de análise para representar e solucionar o modelo de engenharia, como o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método dos Elementos de Contorno (MEC), embora este último tenha se destacado como mais eficiente e flexível, permitindo maior versatilidade aos programas de modelagem geométrica e de malha. O MEC se destaca, dentre os outros métodos numéricos, devido ao seu modelo de discretização, ocorrendo apenas no contorno, o que torna sua implementação simples e versátil. Neste contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma Interface Gráfica de Usuário (GUI) implementada utilizando a linguagem MATLAB, denominada BEMLAB2D. Este software permite a construção de modelos bidimensional com geometrias complexas, inclusões, furos e trincas, bem como editar e visualizar os resultados gerados pelo programa BemCracker2D, construído em C++ para analise via MEC. Como complemento, o BEMLAB2D permite também a geração de malhas de MEF apenas com elementos triangulares e de Métodos Sem Malhas (MESHLESS), ambas geradas a partir da malha de MEC. / Using Graphical User Interface (GUI) has assumed an important role as a visual tool support for computer programs in the field of engineering. The use of GUIs facilitates the process of creating and maintaining the geometric modeling provides greater flexibility in building meshes, the insertion of boundary conditions and physical properties - preprocessing step, and enables interpreting directly and visually the results of the analysis, known as the post-processing. On the other hand, the processing step requires the use of numerical analysis techniques for representing and resolving the engineering model, such as the Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM), although the latter is highlighted as more efficient and flexible, allowing greater versatility to the geometric and meshes modeling programs. The BEM stands out among the other numerical methods due to its discretization model, occurring only in boundary, which makes a simple and versatile implementation. In this context, this work proposes the development of a User Graphical Interface (GUI) implemented with MATLAB language, called BEMLAB2D. This software allows the construction of two-dimensional models with complex geometries, inclusions, holes and cracks, as well as edit and visualize the results generated by the program BemCracker2D, built in C ++ for analysis via BEM. As complement, BEMLAB2D also allows the FEM mesh generation with only triangular elements and Meshless Methods (MESHLESS), both generated from the BEM mesh.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-11-30T13:05:16Z No. of bitstreams: 1 2016_NiéciodaCostaAnunciaçãoJunior.pdf: 3266404 bytes, checksum: a46d12c83b023c161a5107d9a8a91ad6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-30T21:25:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_NiéciodaCostaAnunciaçãoJunior.pdf: 3266404 bytes, checksum: a46d12c83b023c161a5107d9a8a91ad6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T21:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_NiéciodaCostaAnunciaçãoJunior.pdf: 3266404 bytes, checksum: a46d12c83b023c161a5107d9a8a91ad6 (MD5) / Este trabalho tem o objetivo de usar o Método dos Elementos de Contorno (MEC) e um Algoritmo Genético (AG) para resolver um problema de poroelasticidade dinâmica, considerando a engenharia inversa. O problema inverso é formulado como um procedimento de otimização no qual um Algoritmo Genético determina o melhor conjunto de constantes do material. O procedimento de caracterização proposto apresenta uma metodologia para determinar as propriedades mecânicas das rochas através do processo de otimização de ajuste de curva, uma vez que a curva x amplitude de frequência é conhecidao. As equações governantes para o problema apresentado são introduzidas considerando as variáveis de tensão-deformação na formulação estabelecida por Biot para o problema de porosidade dinâmica. A metodologia mostrou boa precisão para determinar as propriedades mecânicas da rocha. / This research aims to use the Boundary Element Method (BEM) and a genetic algorithm (GA) to solve a problem of dynamics poroelasticity considering inverse engineering. The inverse problem is formulated as an optimization procedure in which an genetic algorithm determines the best set of material constants. The procedure of characterization proposed, presente a method to determine the mechanical properties of the stone through the optimization process of curve fitting in a once that curve x amplitude of frequency is known. The governing equations for the problem presented are introduced considering the tension of variable- deformation in formulation established by Biot to the problem of dynamic porosity. The methodology showed good precision to determine the mechanical properties of the stone.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-01T16:26:47Z No. of bitstreams: 1 2015_GustavoSilvaVazGontijo.pdf: 2966352 bytes, checksum: 22a64bd241253dcb4f49a439c93d59f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-13T17:56:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GustavoSilvaVazGontijo.pdf: 2966352 bytes, checksum: 22a64bd241253dcb4f49a439c93d59f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T17:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GustavoSilvaVazGontijo.pdf: 2966352 bytes, checksum: 22a64bd241253dcb4f49a439c93d59f5 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre os fenômenos dos cones de água e de gás em poços de petróleo horizontais. O escopo é a modelagem numérica bidimensional dos fenômenos utilizando o Método dos Elementos de Contorno. Este texto traz uma revisão acerca destes fenômenos e de seu impacto na indústria de petróleo, de forma a situar o leitor sobre a motivação para o estudo do tema. São utilizados dois modelos de escoamento potencial, monofásico e bifásico. Um terceiro modelo, de escoamento compressível monofásico também é aplicado. Todo o tratamento matemático envolvido na dedução das equações governantes dos modelos é apresentado. Também estão presentes os desenvolvimentos matemáticos de três formulações do Método dos Elementos de Contorno. São elas a formulação para problemas regidos pela equação de Laplace, a formulação de Reciprocidade Dual para problemas regidos pela equação da difusividade e a formulação de sub-regiões, para problemas sobre domínios homogêneos por partes. O detalhamento do desenvolvimento matemático para a integração analítica das matrizes de influência é mostrado e utilizado para garantir uma melhor performance dos simuladores desenvolvidos. Uma alternativa na modelagem do poço de petróleo horizontal em domínio bidimensional é proposta, utilizando um conjunto de sumidouros pontuais para representar seu perímetro. Esta abordagem permite analisar de forma satisfatória o comportamento da interface entre fluidos, mesmo depois que ela já tenha tocado o poço. A implementação dos três simuladores é documentada de forma a permitir a utilização deste texto como consulta para implementações semelhantes. A determinação das condições de contorno para os três modelos, incluindo as condições de compatibilidade e equilíbrio na interface entre fluidos, é apresentada. Os simuladores propostos foram desenvolvidos e validados em comparação a resultados analíticos disponíveis. / This paper presents a study on water and gas coning phenomena in horizontal oil wells. The scope is their two-dimensional numerical modeling using the Boundary Element Method. This text provides a review of these phenomena including their impact on oil industry in order to situate the reader about the motivation for the study of this subject. Two potential flow models, single-phase and two-phase, are used. A third model, single-phase compressible flow is also applied. All the mathematical treatment involved in the deduction of the models' governing equations is presented. Also present are the mathematical developments of three formulations of the Boundary Element Method. They are the formulation for problems governed by the Laplace equation, the Dual Reciprocity formulation for problems governed by the diffusion equation, and the sub-regions formulation, for problems within a domain which is homogeneous by parts. The details of mathematical development for analytical integration of the influence matrices is shown and used to ensure better performance of the developed simulators. An alternative modeling of horizontal oil wells in two-dimensional domain is proposed, using a set of point sinks to represent its perimeter. This approach allows to satisfactorily analyze the behavior of fluids interface, even after it reaches the well. Implementation of the three simulators is documented to enable the use of this material as reference text for similar implementations. Determination of boundary conditions for the three models, including compatibility and equilibrium at the interface are presented. The proposed simulators were developed and validated in comparison to available analytical results.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-08-20T18:37:21Z No. of bitstreams: 1 2018_ÉlidaGomesPires.pdf: 3312426 bytes, checksum: 4378cf868b4cbcf7eeed3a976d4ff851 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-21T18:26:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_ÉlidaGomesPires.pdf: 3312426 bytes, checksum: 4378cf868b4cbcf7eeed3a976d4ff851 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T18:26:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_ÉlidaGomesPires.pdf: 3312426 bytes, checksum: 4378cf868b4cbcf7eeed3a976d4ff851 (MD5) Previous issue date: 2018-08-20 / O Método dos Elementos de Contorno (MEC) é atualmente uma das técnicas de solução numérica mais importante para o tratamento de problemas físicos, cujos modelos matemáticos são conduzidos por equações diferenciais parciais. Seu princípio básico é apresentar uma solução aproximada do problema proposto através da discretização exclusiva no contorno físico envolvido, transformando as equações diferenciais que são válidas para cada domínio do problema em equações de fronteira integrais. Quando não é possível levar em consideração todos os termos da equação governante, termos não considerados na obtenção da solução fundamental irão produzir integrais de domínio que, de preferência, serão transformadas em integrais de fronteira. Uma alternativa é substituir os efeitos da integral de domínio pela integral de contorno usando o Método de Reciprocidade Dual (MRD). Neste contexto, o presente trabalho propõe-se ao estudo e à aplicação do MEC/MRD em problemas de Potencial, regidos pela Equação de Poisson, no qual se fez uso da interface gráfica BEMLAB2D, para modelagem físico-geométrica do problema, bem como implementou-se um programa chamado BEMPOTENTIAL, escrito em linguagem MATLAB. Para validar e calibrar o programa implementado, exemplos clássicos da literatura aberta foram utilizados e, como aplicação final, a modelagem do fluxo de calor de uma placa de argamassa fissurada, submetida a um ciclo de aquecimento direto, objetivando analisar o comportamento térmico do corpo, especificamente a distribuição de temperatura em regime quase-transiente. / The Boundary Element Method (BEM) is currently one of the most important numerical solution techniques for the treatment of physical problems, where mathematical models are generally driven by partial differential equations. Its basic principle is to present an approximate solution of the proposed problem through the exclusive discretization in the physical contour involved, in the BEM the differential equations valid for the domain of the problem into integral boundary equations. When it is not possible to take into account all the terms of the governing equation, terms not considered in obtaining the fundamental solution will produce domain integrals that will preferably be transformed into boundary integrals. An alternative is to replace the integral domain to the integrals boundary using the Dual Reciprocity Method (DRM). In this context, the present work proposes the study and the application to the MEC / MRD in Potential problems, governed by the Poisson Equation. Graphical Interface BEMLAB2D has been used for physical modeling of the problem, and a new program named BEMPOTENTIAL, was written in MATLAB language. To validate and calibrate the implemented program, classic examples of the open literature were used and, as final application, the heat flow modeling of a cracked mortar board, submitted to a direct heating cycle, and the solution to analyze the thermal body behavior, specifically the temperature distribution without consideration of the transient.

A busca por novos modelos matemáticos e técnicas inovadoras para análises numéricas tem sido tema de muitas pesquisas. Em análises de modelos que possuem domínios infinitos e semi-infinitos, o Método dos Elementos de Contorno (MEC) sobressai-se como uma das mais eficientes ferramentas numéricas. Por outro lado, em análises não-lineares o MEC requer a avaliação de integrais de domínio, diminuindo as vantagens de uma discretização apenas do contorno do modelo analisado. Neste trabalho apresenta-se uma técnica inovadora que trata as integrais de domínio, não adequadas para uma representação pura do contorno, em análises de modelos com materiais viscoplásticos. Na abordagem proposta, utiliza-se um novo algoritmo de visualização proposto por Noronha & Pereira para detectar as regiões de plastificação automaticamente. Este procedimento de detecção é realizado de forma incremental por meio de predições (gradiente como direção de busca) e iterações (Newton-Raphson). Uma vez que as regiões sejam obtidas, torna-se possível transformar as integrais de domínio em integrais de contorno de forma direta. Obtém-se assim uma abordagem baseada apenas na discretização do contorno dos modelos, mantendo uma das principais vantagens da utilização do MEC. Foram realizados neste trabalho alguns exemplos numéricos que apresentaram excelentes resultados em comparação com o Método dos Elementos Finitos (MEF) e com resultados encontrados na literatura. / The search for new mathematical models and innovative techniques for numerical analyses has been subject of many research studies. In analysis of models with infinite and semi-infinite domains, the Boundary Element Method (BEM) has been proved to be one of the most efficient numerical tools. On the other hand, in nonlinear analyses the BEM requires the evaluation of domain integrals, diminishing the advantages of a discretization only of the boundary of the model. This work presents an innovative technique that treats the domain integrals, not suitable for pure boundary representations, in analyses of models with viscoplastic materials. The proposed approach is based on a new post-processing algorithm developed by Noronha & Pereira to detect the plastic regions automatically. The detection procedure herein proposed is an incremental technique that uses prediction (along the gradient direction) and iteration (Newton-Raphson) loops. Once the plastic regions are found, it becomes possible to transform the domain integrals in boundary integrals in a straightforward manner. The proposed approach results in a pure boundary discretization, preserving the main advantage of the BEM. The numerical examples presented in this work are in good agreement with the Finite Element Method (FEM) and with results found in the literature.

Um dos principais problemas que o Método de Elementos de Contorno (MEC) apresenta encontra-se na avaliação de integrais singulares e quase-singulares que envolvem as soluções fundamentais de Kelvin em deslocamento e força. O processo de integração numérica em MEC tem sido o objetivo de inúmeras pesquisas, pois dele depende a qualidade das respostas quando se deseja obter uma excelente precisão numérica em uma análise. Este trabalho apresenta uma nova proposta de integração numérica para análise tridimensional com MEC. Esta técnica possui três características importantes. A primeira é a determinação da parcela efetiva de singularidade que ocorre na função raio, distância entre o ponto fonte e o elemento de contorno bidimensional. A correta obtenção desta parcela permite representar sem aproximações o comportamento da singularidade da função raio, que é a verdadeira fonte de singularidade e quase-singularidade nas soluções fundamentais. A segunda característica da técnica proposta é que ela baseia-se em um Método Semi-Analítico de avaliação de integrais, onde, para cada parcela efetiva de singularidade, utiliza-se uma quadratura numérica cujos pesos específicos são calculados analiticamente. A terceira característica da técnica proposta é apresentar um tratamento unificado para todos os tipos de integrais singulares, quasesingulares e regulares. Esta técnica foi implementada na plataforma computacional desenvolvida pelo grupo GoBEM, utilizando o conceito de Programação Orientada a Objetos através da Linguagem de programação Java. Com a implementação da nova técnica de integração na plataforma computacional torna-se possível realizar o desenvolvimento de vários tipos de pesquisa sobre análise tridimensional com o MEC como, por exemplo: visualização de isosuperfícies em análise tridimensional sem discretização do domínio, automatização do cálculo elasto-plástico, modelagem de problemas geotécnicos de forma precisa, etc. Para a validação da técnica proposta três procedimentos foram considerados: análise da eficiência da parcela efetiva de singularidade, testes de convergência da integração numérica específica e exemplos numéricos utilizando o MEC em problemas de engenharia. / One of the main problems with the Boundary Elements Method (BEM) is the evaluation of singular and quasi-singular integrals due to the Kelvin\'s Fundamental Solutions in displacement and traction. Today there is an increasing body of research work that focuses on numerical evaluation of BEM integrals, for this is a crucial issue in order to achieve highly accurate results. This work presents an innovative numerical integration procedure for threedimensional analysis with BEMs. The proposed technique encompasses three important features. First, it corresponds to an accurate representation of the effective term of singularity in the radius function, which measures the distance between the source point and a twodimensional boundary element. The correct evaluation of this term leads without approximation to the actual singularity behavior of the radius function, which is the true source of singularity and quasi-singularity in the fundamental solutions. Second, the proposed technique is based on a semi-analytical procedure, i.e, for each singularity effective term it uses a quadrature scheme with specific weights analytically evaluated. Last, the proposed technique represents a unified procedure to singular, quasi-singular and regular integrals. This technique was implemented in the computational platform developed by the group GoBEM, using Object Oriented Programming and the Java programming language. The implementation of the proposed technique into this computational plataform opens new possibilities for future researches on three-dimensional BEM, e.g.: visualization of isosurfaces in three-dimensional analysis without any domain discretization, automatic elasto-plastic analysis, accurate modeling of geomechanical problems, etc. Validation of the proposed technique was carried out using three procedures: efficiency analysis of the singularity effective term, convergence tests for the specific numerical integration and numerical examples using BEM in engineering problems.

A capacidade de prever os movimentos de uma plataforma de petróleo sujeita a ondas é bastante importante no contexto da engenharia naval e oceânica, já que esses movimentos terão diversas implicações no projeto deste sistema, com impactos diretos nos custos de produção e tempo de retorno do investimento. Esse trabalho apresenta os fundamentos teóricos sobre o problema de comportamento no mar de corpos flutuantes sujeitos a ondas de gravidades e um método numérico para solução do problema 2D no domínio do tempo. A hipótese básica adotada é a de escoamento potencial, que permitiu a utilização do método de elementos de contorno para descrever a região fluida. Optou-se pela utilização de fontes de Rankine como função de Green no desenvolvimento do método, o qual será abordado somente no contexto linear do problema matemático, delimitado através de um procedimento combinado entre expansão de Stokes e série de Taylor. As simulações são realizadas no domínio do tempo sendo, portanto, resolvido o problema de valor inicial com relação às equações do movimento e equações que descrevem a superfície-livre combinadas com dois problemas de valor de contorno, um para o potencial de velocidades e outro para o potencial de aceleração do escoamento. As equações integrais de contorno permitem transformar o sistema de equações diferenciais parciais da superfície livre num sistema de equações diferenciais ordinárias, as quais são resolvidas através do método de Runge-Kutta de 4a. ordem. As equações integrais são tratadas de forma singularizada e o método utilizado para discretizar as mesmas é de ordem baixa tanto para a função potencial quanto para a aproximação geométrica, sendo as integrações necessárias realizadas numericamente através de quadratura Gauss-Legendre. O algoritmo numérico é testado e validado através de comparações com soluções analíticas, numéricas e experimentais presentes na literatura, considerando os problemas de geração de ondas, cálculo de massa adicional e amortecimento potencial através de ensaios de oscilação forçada, testes de decaimento e, por último, resposta em ondas. Os resultados obtiveram boa concordância com aqueles adotados como paradigma. / The ability to predict the seakeeping characteristics of an offshore structure (such as an oil platform) is very important in offshore engineering since these motions have important consequences regarding its design and therefore its cost and payback period. This work presents the theoretical and numerical aspects concerning the evaluation of the 2D seakeeping problem under the potential flow hypothesis, which allows the use a Boundary Elements Method to describe the fluid region with Rankine sources as Green function. The linearized version of the mathematical problem is built by a combined Stokes expansion and Taylor series procedure and solved in time domain. The initial value problem concerning the motion and free surface equations are solved combined to the boundary value problems considering the velocity and acceleration flow potentials, which transform the partial differential equations of the free surface into ordinary differential equations, that are solved using the 4th order Runge-Kutta method. The integral equations are solved in its singularized version using a low order method both for the potential function and the geometrical approximation, with the terms of the linear system evaluated using Gauss Legendre quadrature. The numerical scheme is tested and validated considering analytical, numerical and experimental results obtained in the literature, concerning wave generation, added mass and potential damping evaluation, decay tests and response to waves. The results achieved good agreement with respect to those used as paradigm.