Submitted by Lucas Rocha (lucasdlrocha@gmail.com) on 2017-03-13T14:34:07Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2016 Rodolfo Ienny Martins.pdf: 6624810 bytes, checksum: 10e18e7630a21006ba838000c40132e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T14:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2016 Rodolfo Ienny Martins.pdf: 6624810 bytes, checksum: 10e18e7630a21006ba838000c40132e4 (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho integra um projeto em execução no Instituto de Engenharia Nuclear para cálculos termo-hidráulicos em varetas combustíveis de reatores nucleares. Ancorado nos estudos que o antecedem, ele aprimorou a metodologia anteriormente empregada, tornando possível, mediante uma simples modelagem de mistura homogênea, a análise de escoamentos bifásicos (líquido-vapor) de componente único (água leve) e, deste modo, transpor o limite imposto pela temperatura de saturação do líquido refrigerante. Em seu âmago encontra-se o método dos elementos finitos com o qual foram discretizadas uma vareta combustível típica de reatores de água leve e o canal refrigerante que lhe é peculiar. Tal vareta contou com uma discretização tridimensional na qual foi aplicado o método de Galerkin, enquanto a que concerne ao canal foi unidimensional, obtida através do método dos mínimos quadrados. O acoplamento dessas discretizações foi realizado equilibrando o fluxo de calor entre os referidos componentes do reator através da implementação de um processo de “iterações internas”. Seis foram as verificações empreendidas no programa desenvolvido: convergência ao estacionário de simulações com distintas condições iniciais de temperatura, similitude dos dados por ele alcançados com o produto gerado pela solução analítica da equação de transporte de entalpia no canal refrigerante, adequação das “iterações internas” em vista da metodologia do programa desenvolvido em Affonso (2013), comparação de seus resultados com os proporcionados pelo trabalho de Krepper et al. (2007), e averiguações entre o emprego das duas correlações implementadas para a transferência de calor no regime de ebulição em escoamento: a de Chen e a de Steiner e Taborek, e das duas fontes fornecidas para as propriedades físicas do refrigerante: as rotinas do código NBSNRCE e as correlações da IAPWS. Finalmente, são apresentados estudos de caso para a vareta mais quente de um PWR. Estes estudos compreendem tanto o estado estacionário quanto simulações do transiente de desligamento com perda do sistema de remoção de calor residual (parada de bomba). São considerados casos em que a vareta mais quente pode se encontrar em um de três estados: perfeita, curvada ou apresentando ballooning. Também são realizadas análises quanto a duas condições de posicionamento do combustível no interior da vareta: concêntrico ou excêntrico. / The present work is part of an ongoing project in the Instituto de Engenharia Nuclear for thermo-hydraulic calculations in fuel rods of nuclear reactors. Based upon preceding studies, it improved the previous methodology, making it possible, by the simple modeling of a homogeneous mixture, to analyze two-phase flows (liquid-vapor) of one component (light water) and thus overcome the threshold imposed by the saturation temperature of the coolant. At its heart is the finite element method with which a typical fuel rod of a light-water reactor and its peculiar coolant channel were discretized. This rod had a three-dimensional discretization in which the Galerkin method was applied, whereas the channel’s one-dimensional discretization was obtained by the least-squares method. The coupling of these discretizations was carried out by balancing the heat flux between said reactor’s components through the implementation of a process of “internal iterations”. Six were the verifications undertaken in the developed program: convergence toward the steady state of simulations with different initial conditions of temperature, similarity of the data obtained by it with the product of the analytical solution of the enthalpy transport equation in the coolant channel, adequacy of the “internal iterations” in regard to the methodology of the program developed in Affonso (2013), comparison of its results with those provided by the work of Krepper et al. (2007), and examinations concerning the use of the two implemented correlations for heat transfer in the flow boiling regime: the Chen’s and the Steiner and Taborek’s, and the two sources provided for the physical properties of the coolant: the routines of NBSNRCE code and the correlations of IAPWS. Finally, case studies are presented for the hottest fuel rod of a PWR. These studies include the steady state and simulations of the shutdown transient in which there is loss of the residual heat removal system (pump trip). Cases are considered in which the hottest rod can be in one of three states: perfect, curved or presenting ballooning. Analysis are also carried out considering two fuel positioning conditions within the rod: concentric or eccentric.

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AndreBatistade_M.pdf: 6664818 bytes, checksum: 4641147a0beb2b3a4e2f768dda791fae (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Estudou-se, neste trabalho, o emprego de uma ferramenta de otimização metaheurística, o método dos Algoritmos Genéticos, para a otimização de forma de componentes mecânicos. O trabalho envolveu o estudo das ferramentas usuais e de diversas novas ferramentas para otimização, com foco em AG. Para tanto, foram desenvolvidas rotinas computacionais específicas. Os resultados obtidos com este método foram comparados com os obtidos com o emprego de um programa comercial (Ansys®), que utiliza ferramentas tradicionais de otimização (método de aproximação por subproblema). O trabalho buscou ainda comparar os seus resultados com os obtidos em literatura. Os resultados mostraram que é possível utilizar AG para otimização de forma, com desempenho adequado em relação ao método de aproximação por subproblema e aos resultados de literatura. Mostraram ainda que, utilizando parâmetros otimizados, é possível obter resultados mais adequados com o programa desenvolvido nesta dissertação / Abstract: This study consisted of using a metaheuristic optimization tool, Genetic Algorithm, for the mechanical components shape optmization. It involved the study of usual and several new tools for optimization, focusing GA. For this, speci?c computing routines were developed. The obtained results were compared to the ones generated by using a commercial program (Ansys), that uses traditional optimization tools (subproblem approximation method). The study also compared its results with the ones obtained in the literature. The results showed that it is possible to use AG for shape optimization with adequate performance related to the subproblem approximated method and the literature results. It was also showed that it is possible to obtain more adequate results, using optimized parameters, with the program developed in this study / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Marco Antonio Robert Alves, Edmundo Silva Braga / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:17:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sant'Anna_GuilhermeMauad_M.pdf: 5334525 bytes, checksum: e4e25f2178b742c06248c80130400b74 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho, foi estudado o comportamento do campo elétrico nas proximidades de uma junção tripla composta de metal, vácuo e dielétrico, utilizando simulações computacionais. Através do modelo bidimensional da junção obtido no software MAXWELL - ANSYS, foi possível analisar as magnitudes dos campos elétricos em função dos ângulos de contato dos materiais. Os resultados mostraram que um enriquecimento de campo ou uma redução de campo podem ocorrer nas regiões próximas a junção tripla para certas razões entre os ângulos de contato. A influência da permissividade relativa do dielétrico no enriquecimento de campo também é estudada, e os resultados mostram que o ganho máximo do campo elétrico devido a este fenômeno é proporcional a permissividade relativa do dielétrico utilizado na junção. Uma saturação no valor de pico do enriquecimento foi manifestada nos resultados desta pesquisa, a medida que a permissividade relativa do dielétrico aumentava a sua magnitude. Esta saturação parece estar relacionada ao fato de que o incremento da tensão aplicada não provoca mudanças substanciais nos valores da permissividade do dielétrico / Abstract: In this work, the electric field behavior in the vicinity of a triple junction, composed by metal, vacuum and dielectric parts, was studied using computational simulations. Through a bi-dimensional model of the junction designed in the software ANSYS MAXWELL, it was possible to analyze the electric field magnitude in function of the contact angles of the materials. The results showed that a field enhancement or a field reduction could happen in the vacuum near the triple junction, for certain values of the vacuum and dielectric contact angles. The influence of the dielectric permittivity in the phenomena was also investigated, and the conclusions showed that the maximum electric field enhancement from the triple junction effect is proportional to the dielectric permittivity of the dielectric portion. Saturation in the peak value of the field enhancment was manifested in the results of this research, as the relative permittivity of the dielectric increased its magnitude. This saturation is related to the fact that the increase of the applied voltage does not cause substantial changes in the values of the dielectric permittivity / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-26T09:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_TiagoAlmeida_M.pdf: 7685578 bytes, checksum: 231fff08b0162a14bb521580369420f8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A análise transiente da Equação da Difusividade Hidráulica (EDH) é de grande importância para a modelagem e interpretação de testes de formação, onde torna-se necessário captar efeitos da queda de pressão no reservatório devida a uma produção de curto tempo na vizinhança do poço. O Método dos Elementos Finitos (MEF) pode ser aplicado para essa finalidade com ganho significativo na precisão da resposta de pressão do modelo, observando que a capacidade de refinamento da malha ganha flexibilidade geométrica para a representação do problema, além da possibilidade de trabalhar com altas ordens polinomiais nas funções de aproximação. Neste trabalho, é apresentada a formulação variacional do problema a ser resolvido pelo MEF e o algoritmo implementado computacionalmente para se obter a solução da equação diferencial parabólica (problema em regime transiente), destacando as etapas adicionais em relação ao que se faz normalmente na solução da equação diferencial elíptica (problema em regime permanente). As diferenças principais são: i) a inclusão de uma matriz de massa e ii) a atualização do vetor de cargas a cada passo de tempo. Estão mostrados exemplos com a resolução do problema para diferentes condições de refinamento da malha e tamanho do passo de tempo. As respostas obtidas estão comparadas com as soluções analíticas existentes na literatura, agregando confiabilidade ao método de resolução do problema. Por fim, são feitos comentários sobre a potencialidade da ferramenta, explorando cenários mais amplos, tais como: poços construídos com geometria complexa, reservatórios com heterogeneidades significativas, inserção de fraturas, dentre outros que poderiam ser modelados utilizando a técnica / Abstract: The transient analysis of the hydraulic diffusion equation is the basis for modeling a well test. In order to understand it, it's necessary capture the pressure gradient effects in the well neighborhood that appear in the early times. The Finite Element Method (FEM) can be applied in order to reach this objective with significant precision gain in the pressure response of the well test model. The FEM has a notable refinement capability and in this implementation is possible to use different polynomial orders for the test and trial functions. It allows an excellent flexible geometric representation of the reservoir model and accurate numeric solution by using high polynomial orders. In this paper, the variational formulation and the computational implementation are presented to solve the parabolic diffusion equation under appropriate boundary conditions. In the transient solution process, two steps are emphasized; the inclusion of a mass matrix and the update of the load vector at each time-step. The numerical responses were compared to the available analytical solutions for vertical and horizontal wells in order to validate the program calculations. Finally the potential of the numerical tool is explored to analyze different problems, such as: significant heterogeneous reservoirs, wells with complex geometries and fracture analysis / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-26T09:47:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cecilio_DiogoLira_D.pdf: 15685431 bytes, checksum: 55d69e06f21da53c6ad09132dfbf4337 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: No presente trabalho é construído um código eficiente para a simulação do comportamento mecânico de um poço de petróleo na fase de perfuração, com base na discretização de um modelo matemático geral para pequenas deformações elastoplásticas pelo método de Elementos Finitos. A metodologia de cálculo elastoplástico conhecida por projeção sobre o ponto mais próximo da superfície plástica é aplicada ao modelo de Sandler-DiMaggio, o que permite abordar o problema elastoplástico de modelos complexos de forma mais simples e eficiente. Os resultados da resposta material são comparados aos apresentados no artigo original sobre esse modelo. Uma análise de estabilidade de poço utilizando o método dos elementos finitos, juntamente com o modelo elastoplástico proposto, é realizada posteriormente. O comportamento plástico na região em torno do poço é obtido por uma transferência gradual do estado de tensão na parede do mesmo. Para aprimorar a precisão da simulação elastoplástica de Elementos Finitos, aplica-se refinamento e aumento da ordem polinomial aos elementos localizados na região de plastificação. Utiliza-se o segundo invariante do tensor de deformação plástico deviatórico como critério para indicar o colapso do material. Simulações adaptativas requerem a comunicação de informação de uma malha para outra. Sendo assim, um procedimento específico de transferência do histórico de deformação elastoplástica foi criado. A matriz tangente referente ao cálculo da variação da tensão em função da variação da deformação é calculada consistentemente. O modelo numérico elastoplástico é implementado em um contexto de programação orientada a objetos. Ele é aplicado em uma configuração típica de um reservatório carbonático. Observa-se que a mudança de geometria do poço devido ao breakout gera um aumento na magnitude da defomação plástica em uma área progressivamente menor / Abstract: In this work an efficient code for the simulation of the mechanical behavior of an oil well during the drilling phase is constructed. It is based on the discretization of a general mathematical elastoplastic model for small deformations using the Finite Element method. The methodology of the elastoplastic calculation, known as the closest point projection, is applied to the Sandler-DiMaggio modal, which enables addressing the elastoplastic problem of complex models more easily and efficiently. The results of the response is compared to the material presented in the original article about this model. A stability analysis of a well using the Finite Element method with the proposed elastoplastic constitutive modal is then performed. The plastic behaviour in the area around the wellbore is obtained by a gradual transfer of stress state to it. To improve the accuracy of the elastoplastic Finite Element simulation, adaptive refinement and increasing the polynomial order are applied to elements located in the plastification area. The second invariant of the plastic deviatoric strain tensor is used as a damage criterion to indicate the failure of the material. Adaptive simulations require the comunication of information from a mesh to another one. Therefore, a specific transfer procedure for elastoplastic deformation history is created. The tangent matrix related to the stress variation with respect to the strain variation is ??calculated consistently. The elastoplastic numerical model is implemented in the context of object-oriented programming. It is applied to a typical configuration of a carbonate reservoir. It is observed that the change in geometry due to the well breakout generates an increase in the magnitude of plastic defomação in a progressively smaller area / Doutorado / Explotação / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:15:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezRamos_Paola_M.pdf: 2350436 bytes, checksum: 0bb7c5bf390b9cfd31a3794e71412581 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de manipuladores longos e flexíveis em veículos de exploração autônoma, ao contrário dos braços curtos e rígidos, pode ser uma forma de obter dados de um ambiente específico de longo alcance, como encostas de terreno e penhascos. A desvantagem de se utilizar uma estrutura flexível é a dificuldade de controlar os seus movimentos de vibração durante a operação. Este trabalho, portanto, tem como objetivo principal projetar um controle de vibração ativa para uma viga flexível longa, deformável pela ação de um cabo fixado em sua extremidade. O controle pretende minimizar os movimentos oscilatórios da ponta da viga decorrentes de perturbações externas. A projeção do controle baseia-se no modelo matemático em tempo continua da viga, realizado pelo método de elementos finitos. A estratégia de controle é calculada com um modelo reduzido do sistema, no qual estão contidos os modos dominantes do mesmo. Mostra-se que uma resposta desejada de controle é obtida aplicando-se o método de alocação de pólos / Abstract: The use of long manipulators in autonomous exploration vehicles, as opposed to short and rigid arms, may be an attractive way to collect data in specific long range environments such as terrain slopes and cliff sides. The drawback of employing such a flexible structure is the fact that its vibrations cannot be easily controlled in real time operation. This work has the principal objective to project an active vibration control of a long flexible beam which is deformed by action of a pulling cable, fixed to its extremity. The control aims to minimize the oscillatory movements of the bean's tip caused by external disturbances. The control strategy is based on the continuous time mathematical model of the beam, using the finite element method. The control strategy is calculated in a reduced model system which contains the dominant modes of the same. It is shown that an adequate control response is obtained using the method of allocation of poles / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Renato Pavanello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2018-08-22T20:48:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vicente_WilliamMartins_D.pdf: 79180806 bytes, checksum: 1553daff444811ee8e5402de56ca53bd (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A aplicação de otimização estrutural a sistemas multifísicos fluido-estrutura vem recebendo grande interesse da comunidade científica nos últimos anos. Entretanto, a abordagem evolucionária dos métodos de otimização ainda não foi explorada para essa classe de problemas. O presente trabalho dedica-se à proposição, implementação e validação de um método de otimização topológica evolucionária para sistemas elasto-acústicos. Neste trabalho, a análise por elementos finitos dos sistemas propostos é feita utilizando a formulação mista us - pf, na qual o domínio estrutural é governado pela equação linear da elasticidade e descrito em termos do deslocamento, us, e o domínio fluido é caracterizado pela equação de Helmholtz através da variável primária de pressão, pf. O método BEFSO (BEFSO - Bi-directional Evolutionary Fluid-structural Optimization) aqui proposto segue a sistemática dos métodos evolucionários nos quais a retirada/adição de material no sistema ocorre de forma discreta, ou seja, a densidade do material, que é a variável de projeto, assume os valores 1 ou 0 para elementos sólidos ou vazios, respectivamente. Como parte da metodologia proposta é desenvolvido um procedimento para a retirada/adição de material sólido no sistema de forma a manter a interface entre os domínios definida durante todo o processo otimização. São apresentados exemplos de otimização para sistemas elasto-acústicos 2D e 3D os quais permitem comprovar a eficiência dos procedimentos de otimização desenvolvidos e implementados nesse trabalho, assim como a viabilidade para solução de problemas de engenharia / Abstract: The application of structural optimization to fluid-structure multiphysics systems has gotten huge attention of the researches in the last years. However, the evolutionary approach of the optimization methods has not been investigated in this class of problems. The present work aims to propose, implement, and validate an evolutionary topology optimization for elasto-acoustic systems. In this work, a finite element analysis of the proposed systems is carried out using the us - pf mixed formulation. The structural domain is governed by the linear equation of elasticity and described in terms of the displacements, us, and the fluid domain is featured by the Helmholtz equation via the primary variable of pressure, pf . The BEFSO (Bi-directional Evolutionary Fluid-structural Optimization) method, here proposed, follows the procedure of the evolutionary methods in which the material removal/addition in the system occurs in the discrete way. It means that the material density, the variable project, can be 1 or 0 for solid or void elements, respectively. As part of the proposed methodology, it is developed a procedure to remove/add solid materials in the system in order to keep the interface between the domains well defined during the optimization process. Examples of optimization for 2D and 3D elasto-acoustic systems are presented, through which can be verified the efficiency of the optimization procedure developed and implemented in this work, as well the feasibility for engineering problems solution / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Alberto Luiz Serpa, Marco Lúcio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_AllanPatrickCordeiro_M.pdf: 5620368 bytes, checksum: a856aa1d97161e81d35fc5c6fd68d91a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No presente trabalho, apresenta-se um elemento de contato com alta ordem de interpolação, construído a partir do método mortar de decomposição de domínios discretizados. O alvo de estudo é a verificação da acurácia da solução com o aumento da ordem de interpolação do elemento em problemas bidimensionais de contato com grandes deformações, atrito sem considerar efeitos termomecânicos. São apresentadas soluções para alguns problemas clássicos da literatura de contato. Os resultados obtidos, de uma forma geral, tanto para pequenas como para grandes deformações, mostram que a alta ordem de interpolação pode ser considerada uma interessante estratégia para ganho de precisão na solução deste tipo de problemas, quando o foco em análise é o estudo das tensões e esforços gerados pelo contato / Abstract: This work presents a high-order mortar finite element for frictional contact problems considering finite deformations without thermomechanics effects. The aim of this work is to increase the accuracy of the solution in the contact region with the application of p-FEM high-order method. The results for both small and large strains shows that the high order interpolations can be considered an interesting strategy in this kind of problems, when the analysis is focused on the study of stresses and reactions generated by contact / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Isaias Vizotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T04:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChoquehuancaCondori_MiriamPatricia_M.pdf: 4529351 bytes, checksum: a025230362e01b26a4c17a7775ab9818 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar a teoria atual e estudar o comportamento dinâmico de reservatórios cilíndricos de concreto armado, apoiados no solo, para armazenagem de líquidos e submetido a ações sísmicas, baseado nas normas vigentes nos EUA (ACI 350), Europa (EUROCODE 8), Peru (NTE 030) e Brasil (NBR 15421). São utilizados diferentes tipos de análises a fim de verificar, através da comparação de resultados, se as normas e recomendações disponíveis hoje em dia são equivalentes e adequadas para a realidade brasileira. Entre os modelos para a análise hidrodinâmica temos os modelos de Malhortra, Haroun, Newmark & Rosemblueth e o modelo mecânico de G. W. Housner, sendo este último o procedimento para projetos sísmicos mais comuns para reservatórios rígidos onde a pressão hidrodinâmica do líquido é considerada dividida em duas partes: uma pressão impulsiva (impacto do líquido) e outra parte convectiva (oscilação do líquido). No Brasil não existe uma norma especifica para o projeto de reservatórios de concreto armado. A utilização da NBR 15421 "Estruturas Resistentes a Sismo-Procedimento," poderia ser insuficiente para o projeto, e possivelmente ao complementá-la com as normas sugeridas neste trabalho (ACI 350 e EUROCODE 08) há a possibilidade de encontrar contradições, ou, bem, diferenças significativas nos resultados. É apresentado o procedimento de projeto sísmico por meio de um caso pratico, além dos modelos numéricos tridimensionais com a ajuda do programa SAP2000. Considerando as propriedades elásticas e geométricas do material, a geometria do reservatório de armazenagem e o espectro de resposta da análise modal, são avaliados a força cortante e o momento na base e altura máxima de onda, através da ACI 350.3-06, EUROCODE 08, NTE 030 e NBR 15421. É ainda apresentada a comparação dos procedimentos propostos pelas quatro normas, e a influencia que cada uma delas representa neste tipo de análise. As normas americanas e européias são consideradas por serem duas referências importantes na análise dinâmica de reservatórios de concreto / Abstract: The purpose of this work will be to present the current theory and study the dynamic behavior of a reinforced concrete tank, with cylindrical form, supported in the floor, for the storage of liquid, based on the current codes in the USA (ACI 350), EUROPA (EUROCODE 8), Peru (NTE 030) and Brazil (NBR 15421), using different analysis types in order to verify by comparing results, if the codes and recommendations today are equivalent and appropriate for the Brazil reality. For the hydrodynamic analysis may mention the Malhortra, Haroun, Newmark & Rosemblueth models and the mechanic model proposed by G. W. Housner, the latter being the most common procedure for rigid tank where the hydrodynamic pressure of the liquid is considered into two parts: a impulse pressure (impulse of the liquid) and a convective pressure (oscillation of the liquid). In Brazil there is no specific code for the design of reinforced concrete tanks. The use the code of Brazil: NBR 15421 Estruturas Resistentes a Sismo - Procedimento" could be insufficient for the project, and possibly complementing with the suggested codes in this work (ACI 350 and EUROCODE 08 codes), there are some possibilities to find contradictions, or, significant differences in the results. It presents the seismic design procedure through a practical case, besides presenting three-dimensional numerical models with the help of the SAP2000 program, considering the geometric and elastic properties of the material, the geometry of the storage tank and the spectral modal dynamic analysis. Are evaluated the sheer force, moment at the base and maximum wave height, by ACI 350.3-06, EUROCODE 08, NTE 030 and NBR 15421. It will be presented the comparison of the procedures proposed by codes and the influence of each one of them presents in this analysis type. The American and European code are considered because they are an important reference in the dynamic analysis of concrete tanks / Mestrado / Estruturas / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: José Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T14:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AndersonHenriqueRodrigues_M.pdf: 13469668 bytes, checksum: 25f9c2a03e6a62e5d1a871b78053c4b1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta uma análise dos problemas físicos associados ao projeto de um sensor inercial giroscópio baseado na tecnologia MEMS (micro-electro-mechanical-system). O dispositivo oferece uma resposta elétrica na forma de uma variação da capacitância devido à força de Coriolis e como consequência obtém-se uma medida da velocidade angular de um sistema. Uma formulação analítica da dinâmica eletromecânica de um giroscópio com dois graus de liberdade é revista e implementada em um programa MATLAB/Simulink (R2011a) ®, onde são obtidas as respostas em deslocamento nos domínios do tempo e da frequência. Para melhorar a capacidade do projeto de sensores inerciais, uma abordagem da análise eletromecânica do giroscópio usando o Método dos Elementos Finitos (MEF) do programa comercial ANSYS 12.0® é apresentada. Neste contexto, dois projetos de giroscópios MEMS encontrados na literatura (giroscópio de ACAR e de NGUYEN) são analisados. Análises estática, modal e harmônica são realizadas e os resultados comparados com aqueles obtidos com os modelos analíticos. A resposta harmônica para o modelo eletromecânico completo de MEF não foi realizada devido à dificuldade de simular análises harmônicas incluindo os elementos de Atuação e Detecção simultaneamente. Para superar este problema o elemento Detector foi substituído por um elemento de mola. Os resultados obtidos no giroscópio de NGUYEN apresentaram boa concordância entre os modelos. Contudo, os resultados com o giroscópio de ACAR apresentaram erros significativos entre os modelos, os quais são oriundos da geometria usada no modelo de MEF que se mostrou flexível em regiões que deveriam ser rígidas. Uma análise estática de diferentes tipos de suspensão elástica para giroscópios MEMS é apresentada no Apêndice B / Abstract: This paper presents an analysis of the physical problems associated with the design of a gyroscope inertial sensor based on MEMS technology (MicroEletroMechanical System). The device gives a response in the form of an electrical capacitance change due to the Coriolis force and as a result obtains a measure of the angular velocity of a system. Analytical formulation of the electromechanical dynamics of a gyroscope with two degrees of freedom is reviewed and implemented in a MATLAB/Simulink (R2011a) ® code, where the displacement responses are obtained in time and frequency domains. To improve the capacity of the inertial sensors design, another electromechanical gyroscope analysis approach using the Finite Element Method (FEM) of commercial software ANSYS ® 12.0 is presented. In this context, two designs of MEMS gyroscopes from the literature (NGUYEN's and ACAR's gyroscopes) are analyzed. Static, modal and harmonic analysis are performed and the results compared with those obtained with the analytical models. The harmonic response for the complete electromechanical model of MEF was not performed due to the inability to run harmonic analysis including Actuator and Detector elements simultaneously. To overcome this difficulty, the Detector element was replaced by a spring element. The results obtained with NGUYEN's gyroscope showed good agreement between the models. However, the results with the ACAR's gyroscope showed significant errors between the models, which are derived from the geometry used in the FEM model, that was flexible to regions that should be rigid. A static analysis of different types of elastic suspension for MEMS gyroscopes are shown in Appendix B / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica