Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9176_1.pdf: 2900586 bytes, checksum: 5286ff5a280e5a1d404a35e15114ff01 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Problemas de alta complexidade intratáveis pelas vias analíticas tornaram-se passíveis de análise com o advento dos computadores. É neste contexto que o presente trabalho aborda a simulação computacional de escoamentos quase incompressíveis no pressurizador do reator nuclear IRIS (International Reactor Innovative and Secure). O Método dos Elementos Finitos é empregado com vistas a resolver as equações de Navier-Stokes. As particularidades inerentes às equações de Navier-Stokes são tratadas no âmbito do assim chamado método SUPG (Streamline-Upwind- Petrov-Galerkin). O objetivo deste trabalho foi a obtenção de soluções aproximadas das equações da Dinâmica dos Fluidos aplicadas ao escoamento de água líqüida para o interior da câmara do pressurizador do reator IRIS, empregando um código computacional. A metodologia compreendeu a validação do código computacional mencionado e seu posterior uso para simulação dos escoamentos na câmara do IRIS. O escoamento para dentro da câmara do pressurizador do IRIS foi tratado como bidimensional, com fronteiras fixas e monofásico. A validação consistiu na comparação entre as soluções dadas pelo código computacional e soluções disponíveis na literatura. Os resultados para o IRIS referiram-se a dois diâmetros de orifício de entrada de fluido para a câmara do pressurizador e foram obtidos os campos de velocidade e de pressão para cada uma destas duas geometrias

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:19:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340781.pdf: 33538611 bytes, checksum: 8860bea2531da4ef079aff575af84ec5 (MD5) Previous issue date: 2016 / A técnica de reparo endovascular de aneurisma (EVAR), que faz uso de endopróteses do tipo stent-graft (SG), tem sido utilizada com sucesso desde a década de 90 como alternativa minimamente invasiva à cirurgia aberta de reparo de aneurisma. Os SG são constituídos, via de regra,de um esqueleto metálico (stents) fixado a um tubo flexível de material polimérico (graft). Atualmente, existem no mercado vários modelos diferentes de SG, destinados a diversos tipos diferentes de aneurismas.As características geométricas e mecânicas de cada um desses modelos têm considerável influência sobre o sucesso de uma cirurgia de EVAR.Problemas pós-operatórios como a ocorrência de trombose e vazamentos foram relacionados a características mecânicas inadequadas de certos modelos de SGs. Nesse contexto, o objetivo deste estudo consistiu em adquirir a capacidade de utilizar simulações pelo Método de Elementos Finitos para avaliação mecânica de SGs. Na primeira parte do trabalho,o comportamento à flexão de 2 modelos comerciais de extensões ilíacas (Aorfix® e Zenith® Flex) foi investigado. Em cada um dos modelos,uma flexão de 180° foi simulada pelo Método de Elementos Finitos utilizando o método explícito de integração temporal. A porcentagem de redução do lúmen em cada um dos modelos, bem como as tensões e deformações relacionadas, mostraram boa correlação com resultados da literatura. Na segunda parte do trabalho, foi realizada uma análise de sensibilidade variando 2 parâmetros geométricos do modelo Zenith®Flex, totalizando 3 configurações alternativas. Cada uma delas foi comparada com o modelo original e avaliada em termos do comportamento à flexão. Os resultados obtidos atestam a validade do Método de Elementos Finitos como ferramenta auxiliar de projeto e avaliação mecânica de endopróteses do tipo stent-graft.<br> / Abstract: The endovascular aneurysm repair (EVAR) technique, which uses stentgraft(SG) endoprostheses, has been successfully used since the 90's asa minimally invasive alternative to surgical open repair of aneurysms. SGs are normally constructed out of a metallic scaffold (stents) tied to a flexible polymeric tube (graft). There are several different models of SGs currently available in the market, intended for several different kinds of aneurysms. The geometrical and mechanical characteristics ofeach model have considerable influence over the success of an EVAR surgery. Post-operative problems such as thrombosis and endoleaks wereassociated with deficient mechanical characteristics of certain SG models.In this context, the aim of this study consisted of acquiring the ability to perform Finite Element Method simulations for mechanical evaluation of SGs. In the first part of this work the bending behaviour of 2 marketed models of iliac extensions (Aorfix® e Zenith® Flex) was investigated. For each model, an 180°-bend was simulated using the Finite Element Method with explicit time integration. The ratio of luminal reduction,as well as the associated stresses and strains, have shown good agreement with the literature. In the second part of this work, a sensitivity analysis was carried out, varying 2 geometrical parameters of the Zenith® Flexmodel, resulting in 3 alternative configurations. Each one of them was compared to the original model in terms of its bending behaviour. The results thus obtained attest the feasibility of the Finite Element Method as an auxiliary tool for design and mechanical evaluation of SG endoprostheses.

Orientador: Silvio de Alencastro Pregnolatto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heiderich_RobertoHenrique_M.pdf: 1097991 bytes, checksum: e4b73e342bfd222b90b7cfe68c3b7ce0 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho propõe-se um méetodo para o ajuste do coeficiente de dispersão em fenômenos de Dinâmica Populacional que se apresentem modelados por uma EDP elíptica não-linear aplicada a domínios com contornos suaves. Para um dos problemas de valor de contorno originados, obtém-se um resultado de existêencia de solução combinando o Método de Galerkin e o Teorema de ponto-fixo de Brower. As soluções aproximadas foram obtidas com o uso do Método dos Elementos Finitos, com as discretizações dos domínios feitas com auxílio de um gerador de malhas (no presente trabalho usa-se o Gmsh: aplicativo disponível em rede). Este procedimento foi transformado em algoritmo, programado no ambiente Matlab, com os resultados numéricos apresentados utilizando o ambiente gráfico do próprio Matlab / Abstract: The main purpose of this work is to present a method for adjusting dispersal coefficients in population phenomena that include the population dynamics of a studied species. The adopted model is that of a elliptic PDE with non-linear terms for the mentioned dynamics, on a domain with adequate smoothness conditions on the boundary. For one of the analyzed boundary-value problems, an existence result is obtained for the solution combining Galerkin¿s Method with Brouwer¿s Fixed Point theorem. Approximated solutions were obtained with the use of the Finite Element Method upon domains which were discretized with the use of a mesh-generator (in this work, the choice was for Gmesh, available on the internet). This described procedure was translated in terms of an algorithm, programmed in MATLAB, and the numerical results were also presented using MATLAB visualization tools / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T21:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ahmida_KhaledMohamed_D.pdf: 15479165 bytes, checksum: 9f09e150a4839e249045a69aa2614d1a (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho procurou-se estudar os problemas de vibração em médias e altas freqüências. O enfoque deste trabalho concentra-se em revisar, investigar, implementar, e comparar algumas das metodologias mais utilizadas para a modelagem de vibrações estruturais para tais faixas de freqüência. Entre estas, o método dos elementos finitos (FEM), o método dos elementos espectrais (SEM), o método de análise estatística de energia (SEA), e a técnica de intensidade estrutural (SI). Procurou-se estabelecer uma conexão entre estas metodologias e fazer a validação através da simulação numérica e, em alguns casos, a validação experimental. Estruturas treliçadas lineares uni-, bi-, e tri-dimensionais foram utilizadas. O enfoque maior é dado às diversas aplicações do método dos elementos espectrais, utilizando a sua característica de modelagem de estruturas infinitas. Entre estas aplicações destacam-se a obtenção dos fatores de acoplamentos usados na SEA e a análise dos fenômenos de propagação de ondas estruturais, importantes para um entendimento aprofundado de dinâmica de estruturas / Abstract: In this thesis, a study of vibration problems in medium- and high-frequency excitation ranges has been conducted. This work focuses on revising, investigating, implementing, and comparing some of the methodologies for modeling structural vibrations in such frequency ranges. Among those, the Finite Element Method (FEM), the Spectral Element method (SEM), the Statistical Energy Analysis (SEA), and the Structural Intensity techniques (SI). This work is an attempt to establish a connection among these methodologies and to validate them through numerical simulations and, in some cases, experimental work. Truss-type linear models of uni-, bi-, and tri-dimensional structures have been used. A large part of the work is focused on the different applications of the SEM, using its characteristic of modeling infinite wave-guides. Among these applications, the use of the SEM was highlighted for obtaining the coupling loss factors used in SEA and for the analysis of structural wave-propagation phenomena. The latter is important to better conceiving and apprehending the dynamics of vibrating structures / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores : Renato Pavanello, Janito Vaqueiro Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T21:08:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JulioAntonioBeltramida_M.pdf: 4794106 bytes, checksum: c3af5b2ce912ae5c501855a999bd615b (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho apresenta uma investigação sobre um método de otimização topológica aplicado à síntese estrutural. O método estudado é fundamentado em uma seqüencia evolucionária, sendo denominado "Método de Otimização Estrutural Evolucionário". Concentra-se em três critérios de projeto: critério em tensão local, critério da rigidez estrutural e vários critérios baseados nas freqüências naturais. Inicialmente faz-se uma revisão da literatura sobre os métodos de otimização estrutural procurando familiarizar-se com o tema e suas diversas abordagens. O método estudado baseia-se em análises estruturais por elementos finitos. Assim, uma modelagem clássica em elementos finitos para análises lineares estática e dinâmica de meios contínuos é realizada, conjuntamente com a formulação para o elemento quadrilateral bi-dimensional. O método evolucionário de otimização estrutural é apresentado junto com a formulação para os três critérios de projeto avaliados. Na seqüência, apresentase uma introdução à Programação Orientada a Objetos, que foi utilizada na implementação da otimização estrutural tendo como linguagem o C++. Para a investigação do método foram escolhidos: exemplos de otimização comuns na literatura no sentido de comprovaçã.o do método, exemplos analisados pelos autores do método para a validação da implementação computacional, bem como análises específicas deste trabalho. Ao final, são apresentadas as principais conclusões além de sugestões para trabalhos futuros dentro desta área de pesquisa / Abstract: This work presents an investigation about a structural topologic optimization. The method studied is based on an evolutionary sequence and it is called "Evolutionary Structural Optimization Method ". The three design criteria investigated are: stress local leveI, stiffness or displacement constraints, and natural frequency. The studies start with a research about the optimization methods in order to familiarize with the theme and its approaches. Because the method is based in a structural finite element analysis, it is shown a classic two-dimensional model of finite element in static and dynamic analysis. Then, the Evolutionary Structural Optimization Method and the design criteria are presented. Next, an introduction to Object Oriented Programming is presented because the optimization method was implemented in the language C++ Many examples are presented to validate the evolutionary method, such as classic optimization problems, the method's author examples and some specific analyses. Finally, the main conclusions about this work are presented and some suggestions about future investigations are proposed. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T21:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_Alexandre_M.pdf: 10234250 bytes, checksum: b23f996b5cfd8fd277d5617e0bb9956c (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T13:14:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_JoseMariaCamposdos_D.pdf: 5304841 bytes, checksum: 7703a205243968da43d3d54a9b6a0591 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: A presente pesquisa trata do ajuste de modelos de elementos finitos consistindo de sub-estruturas conectadas entre si através de juntas mecânicas cujos coeficientes de rigidez e amortecimento são desconhecidos. O modelo é ajustado estimando-se os parâmetros das juntas através do ajuste das curvas das Funções de Resposta em Freqüência (FRF) medidas usando-se uma técnica de mínimos quadrados não-linear modificada a qual usa um método de busca unidimensional com interpolação quadrática. Uma formulação de síntese dos modos dos componentes com amortecimento é usada para calcular as FRF's teóricas da estrutura montada. Mostra-se que uma boa aproximação da matriz de sensitividade pode ser obtida por diferenças finitas a um custo computacional menor do que pela formulação exata. Três exemplos usando dados simulados e um usando dados experimentais são apresentados a fim de ilustrar o método proposto. No primeiro exemplo o método é usado para simular o ajuste de um modelo de parâmetros concentrados composto por massas, molas e amortecedores onde as juntas são caracterizadas por molas e amortecedores. O segundo exemplo mostra a simulação do ajuste de um modelo consistindo de duas vigas engastada-livre, com cada uma modelada pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) e interligadas por molas lineares. No terceiro exemplo usa-se o método para simular o ajuste de um modelo composto.por duas vigas livre modeladas por MEE e interligadas por molas e amortecedores lineares. Nos três casos dos exemplos simulados, as FRF's usadas como dados experimentais foram calculadas usando-se a base modal completa da estrutura como um todo e em seguida poluídas com um ruído Gaussiano aditivo. No último exemplo investiga-se a aplicação do método em um sistema experimental consistindo de duas vigas livre-livre de aço carbono, modeladas analiticamente por MEF e conectadas através de juntas de elastômero de baixa rigidez coladas entre elas. As FRF's medidas foram obtidas em teste experimental através de um analisador espectral multicanal, onde com um excitador eletrodinâmico aplicou-se uma força periódica do tipo "chirp" e captaram-se as respostas com acelerômetros em 20 pontos ao longo do sistema / Abstract: The present research investigates the finite element mo deI updating of substructures connected through mechanical joints whose stiffness and damping coefficients are unknown. The model is updated by estimating the joint parameters via the curve fit of measured Frequency Response Functions (FRF) using a nonlinear least-squares modified technique which use a unidimensional search method with quadratic interpolation. A damped component mode synthesis formulation is used to calculate the theoretical FRFs of the assembled structure. It is shown that a good approximation of the sensitivity matrix may be obtained by finite differences at a smaller computational cost than by the exact formulation. Three numerical examples using simulated data and one experimental exampIe using real data are presented to ilustrate the proposed method. In the first example the method is used to update a lumped parameter mo deI consiting of concentrated masses, springs, and dash-pots when the joints are characterized by springs and dash-pots. The second example consists of two clamped-free beams, each one modeled by the Finite Element Method (MEF) connected through linear springs. On the third example the method is used to simulate the model updating of a structure composed by two free-free beams, modeled by FEM, connected through linear springs and dash-pots. In the three simulated examples, the FRFs used as experimental data were calculated using yhe complete the modal vector base of the whole structure, and then polluted with additive Gaussian noise. In the last example, the method was applied to an experimental system consisting of two free-free carbon steel beams, analytically modeled by FEM, connected through joints made oí low stiffness elastomeric mounts which were bonded between them. The measured FRFs were obtained in the experimental testing with a multichannel spectral analyzer using an electrodynamic shaker attached to the structure at a single point. A chirp periodical force was applied and the responses were measured with accelerometers at 20 points along the system / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Fernando Iguti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T07:42:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_WlamirCarlosde_D.pdf: 7205479 bytes, checksum: e7b0dd6a001774114fec0b3505f8bc3a (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo apresentar um processo adaptativo de refinamento hierárquico, baseado na formulação paramétrica, versão p, do Método dos Elementos Finitos. O processo é aplicado na resolução do problema dinâmico de autovalor generalizado de placas espessas na elasticidade linear. O primeiro nível de aproximação da solução e obtido através do elemento isoparamétrico 3D de dezesseis nós, proposto neste trabalho, utilizando-se funções de interpolação do tipo standard da família Serendipity. Para outros níveis de aproximação, são realizados sucessivos refinamentos hierárquicos, conforme as informações adquiridas na análise de erros a-posteriori. A distribuição seletiva de novos graus de liberdade, nos elementos mais carentes de refinamento, se processa em função da utilização de um indicador de erro. Para avaliar o erro global de uma solução, considera-se um estimador de erro, o qual serve também como critério principal de parada do processo de refinamento hierárquico. É mostrado que a implementação do elemento 3D no processo p-adaptativo adotado produz soluções com altas taxas de convergência. Os resultados numéricos obtidos nos exemplos de aplicação são comparados com soluções analíticas e por outras técnicas numéricas / Abstract: The purpose of this research is to present an adaptive process of hierarchical refinement, based on the p-version parametric formulation from the Finite Element Method. The process is applied on the resolution of generalized dynamic eigenvalue problem of thick plates in the linear elasticity mode. The first leveI of approximation of the solution is obtained through the isoparametric 3D element of sixteen nodes, proposed in this work, using functions of interpolation from the standard type derived from the Serendipity family. For other approximation levels, successive hierarchical refinements are used, according to the information acquired from the a-posteriori error analysis. The selective distribution of new degrees of freedom in the elements in need of refinement is processed according to the utilization of an error indicator. To evaluate the global error of a solution, an error estimator is considered and it also works as a main criterion for the stopping of the process of hierarchical refinement. It is showed that the implementation of the 3D element in the adopted p-adaptive process produces solutions with high rate of convergence. The numerical results obtained in the application examples are compared with analytical solutions and other numerical techniques / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Hans Ingo Weber / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T16:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiasJunior_Milton_D.pdf: 26891221 bytes, checksum: 68d180280b5bb56ce35d64070234444f (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Uma das causas mais importantes de geração de ruído sonoro e vibração em máquinas elétricas é a excitação do estator pelas forças magnéticas harmônicas existentes dentro de motores ou geradores. Durante o projeto destas máquinas, deve-se cuidar para que as freqüências das forças de excitação não coincidam com as freqüências naturais do estator/carcaça, o que elevaria significativamente os níveis de ruído sonoro e vibração. Este trabalho apresenta um estudo do comportamento dinâmico de estruturas segmentadas que serve de base para a determinação das freqüências naturais de estruturas como os estatores. O interesse maior se concentra no estudo dos modos longitudinais de cascas cilíndricas segmentadas onde o efeito da descontinuidade do material é mais acentuado. Assim, faz-se uma comparação entre as diversas propostas de modelagem de estatores e os resultados da análise modal experimental de um pacote de chapas, prensadas com tirantes e com pressão de empacotamento controlada através de extensômetros. É apresentado também um estudo de modelagem destas estruturas tratando-as como sendo ortotrópicas e não mais isotrópicas, como tem sido feito até hoje. A fim de verificar a influência da segmentação, desenvolveu-se um programa de elementos finitos contendo os elementos de viga, massa, mola e interface. Este último simula as condições do contato entre dois segmentos, utilizando um modelo linear, desprezando o efeito do atrito e dependente da força de empacotamento. A proposta de modelagem de estruturas segmentadas foi verificada através de protótipos constituídos de várias vigas, cada uma com um número diferente de segmentos / Abstract: One of the main reasons for the acoustical noise and vibrations in electrical machines is the excitation of the stator due to the presence of magnetic harmonics in motors and generators. During the design of these machines one must care that the frequencies of the excitation forces do not coincide with the natural frequencies of the stator, which would increase considerably the acoustic noise levels and the vibrations. This work concerns the study of dynamic behavior of segmented (laminated) structures that will define the natural frequency of stators. Our main interest consists in the longitudinal modes of cilindrical segmented shells where the effect of discontinuous layers is more concentrated. A comparison of proposals for modelling of stators is done with the results of experimental modal analysis of a stack of metal sheets, clamped with tie rods and with the clamping pressure controled through strain gages. A study of these structures considered orthotropic (and not isotropic as one normaly assumes) is done. To obtain the effect of the segmentation, there was developed a finite element approach with beam, mass, stiffness and interface elements. This last one simulates the contact conditions between two segments, using a linear model, neglecting the da:rp.ping effect but considering the clamping force. The proposed model for segmented structures was checked in a prototype consisting of several beams, each one with a different number oí segments / Doutorado / Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João F. C. A. Meyer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-19T17:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diniz_GeraldoLucio_M.pdf: 1626557 bytes, checksum: bd2bbf3dd857114303108fa59a15d85b (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada