Orientador: Jose Ricardo Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T09:34:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilela_CarlosAlbertodeAlmeida_M.pdf: 8935272 bytes, checksum: 7d186a0dd55cbd970d6bbd7d3d4ff688 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho apresenta o esquema e desenvolvimento de um pacote interativo para geração de malha estruturada em domínio qualquer pelo método de solução de equações elípticas transfonnadas. Fazem parte do pacote: um programa gráfico de geração geométrica para o domínio fisico e visualização da malha gerada, um solvedor para gerar a malha e um para aproximar as equações de Navier-Stokes e a equação da Energia. Com uma malha gerada numericamente, são aproximadas as equações de Navier-Stokes e da Energia para escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis, e os resultados são comparados com soluções padrões conhecidas para o estudo da adequação de malha para cada problema. Para a solução das equações geradoras de malha foram utilizados os métodos dos elementos finitos e diferenças finitas, e para as equações de Navier-Stokese da Energiao método dos elementos finitos / Abstract: Not informed. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Philippe R. B. Devloo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-22T15:06:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_EricoCorreiada_M.pdf: 5032711 bytes, checksum: 4fe1436b0c7050e49f330ffc7bcc6e54 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Com o advento dos grandes computadores para processamento paralelo, veio a possibilidade de um aumento na dimensão dos problemas viáveis e diminuição do tempo de resposta para simulações por elementos finitos. Este trabalho trata da paralelização de um ambiente orientado a objetos, próprio para o desenvolvimento de aplicações de elementos finitos. Com este ambiente, baseado em arquiteturas de memória distribuída, todo o processamento é dividido em mais de um processador desde a leitura dos dados e montagem das malhas parciais, até a solução e geração dos arquivos de saída. A solução do sistema global de equações, gerado pelo problema de elementos finitos, deve utilizar neste trabalho, um algoritmo de gradiente conjugado pré condicionado paralelo, também desenvolvido como parte deste trabalho. Uma aplicação implementada com base no ambiente paralelizado de elementos finitos, poderá ser executada tanto nos grandes computadores paralelos, como em redes locais de estações de trabalho, o que viabilizará o estudo de problemas que antes não podiam ser analisados, seja por falta de memória ou pelo excessivo tempo de processamento... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: After the advent of big computers for paralIel processing, came the possibility of increasing the dimension of the viable problems and decreasing the time for answer with finite element simulations. This work deals the paralIelization of an object oriented environment for developing finite element applications. With this environment, based on distributed memory architectures, alI computations are divided into more than one processor, since the data reading and building partial meshes, until the system solving and writing output files. For solving the global system of equations, generated by the finite element problem, will be used a parallel pre-conditioned conjugate gradient algorithm, developed also as a part of this work. An application developed based on the paralIel finite element environment, can be executed as in big paralIel computers as well in local net of workstations, making possible the study of problems that couldn't be analysed before, because of a lack of memory or excessive processing time... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Francisco Antonio Menezes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T12:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SlhessarenkoFilho_Leonardo_M.pdf: 3999127 bytes, checksum: 83e6ca3cb7bdc3be8824dad8b3913cb8 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho trata da análise de edifícios através de uma técnica discreta, baseada no método dos elementos finitos via processo dos deslocamentos, onde a estrutura é idealizada como uma associação tridimensional de vigas, lajes e pilares. Elaborou-se a partir de um ambiente computacional denominado PZ, sob o paradigma da orientação a objetos, uma série de rotinas, "classes" e "métodos" que permitem o cálculo de deformações e esforços na análise tridimensional de estruturas. O ambiente de computação científica PZ, escrito em linguagem de programação C++, é uma ferramenta computacional de múltiplos propósitos, preparado para a simulação, via método dos elementos finitos, de problemas matemáticos e de engenharia onde o fenômeno a ser analisado pode ser representado através de um conjunto de equações diferenciais parciais. Nesse ambiente, usando o conceito de hierarquia de classes, todo o código pôde ser reutilizado. Assim, aproveitando a funcionalidade do código existente, para análise do tipo elasticidade tridimensional para relações tensão/deformação, desenvolveram-se as formulações variacionais que expressam as deformações em elementos de barra e placa e implementou-se estas em classes de materiais específicos para o cálculo de "vigas", "pilares" e de "placas", derivadas de uma classe abstrata existente no PZ, chamada TMaterial. O elemento de barra foi modelado levando em conta a Teoria de Timoshenko e o elemento de placa foi modelado incorporando a Teoria de Reissner-Mindlin, onde associou-se também à formulação o efeito de membrana. Dada a generalidade das formulações, tanto o elemento de barra quanto o elemento de placa podem assumir geometrias arbitrárias (parabólicas, cilíndricas). O elemento de barra foi concebido com seis graus de liberdade por nó para permitir o perfeito acoplamento com o elemento de placa, também implementado com seis variáveis independentes por nó: três translações e três rotações. Foi elaborado um pré-processador baseado na entrada de dados do programa Ansys. Para a visualização dos resultados foram implementado no ambiente PZ alguns "métodos" onde se introduziu o conceito de "elemento gráfico", através do qual se preparam arquivos de saída de resultados adequado tal que possam ser interpretados por programas de visualização gráfica. Através de implementações computacionais apresentam-se exemplos numéricos cujos resultados foram comparados com o software Ansys, versão 5.2, mostrando a validade das formulações esenvolvidas / Abstract: This thesis is concerned with the analysis of buildings using a discrete technique based on the finite element method, via process of displacement, where the structure is idealized as a three dimensional association of beams, slabs and columns. The slabs are discretized with plate finite elements of four nodes. The columns and beams are modelled by unidimensional finite elements submitted to flexure. Based on the paradigm of the orientation to objects and using the computational environrnent PZ, a series of routines were created: "classes" and "methods", which permitted the evaluation of deformations and strains in the three dimensional analysis of structures. The scientific computational environment PZ, written in the C++ programming language, is a multiple purpose computational tool prepared for the simulation, via the finite element method, of mathematical and engineering problems, where the phenomenon to be analysed can be represented by a system of partial differential equations. ln such environment, using the concept of class hierarchy, variational formulations that express the strains in bar and plate elements by the generation of classes derived from "materials" were implemented. The classes named TTimoshenko and TPlateReissner derived from an abstract class named TMaterial existing in the PZ environment were implemented. The bar and plate elements were modelled taking into account the Theory of Timoshenko and the Theory of Reissner-Mindlin, respectively, with the membrane effect taken into consideration in the formulation.membrane effect was also associated in the formulation. Considering the generality of the formulation, both the bar and plate elements can assume arbitrary geometric shapes.The bar element was conceived with six nodal degrees of freedom in order to allow the coupling with the plate element, which also has six nodal degrees of freedom: three translations and three rotations. A pre-processor based on input files created by the programme Ansys was prepared. To the visualization of the results some "methods" allow the the preparation of files containing the answers of the analysed structure that are suitable to be interpreted by softwares of graphic visualization. The examples presented to confirm the validation of the present computational implementation where always compared with the results obtained with similar simulations realized by the software Ansys / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figgueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RubioMercedes_CosmeEustaquio_M.pdf: 4711706 bytes, checksum: 6b340ee19bd2d232172af1f3fccad723 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Nesta tese estudamos e simulamos a propagação de Sólitons Ópticos em guias de onda Não-Lineares monomodo, principalmente fibras ópticas. A partir da equação Não-Linear de Schodinger Generalizada, no regime temporal ou espacial, deversas simulações numéricas foram realizadas para estudar alguns efeitos não lineares e dispersivos que surgem na propagação de sólitons ópticos. Para isso, foram utilizados diferentes esquemas numéricos baseados nos Métodos de Fourier, Elementos Finitos, Diferenças Finitas e Série de Fourier, todos escritos na linguagem de propagação FORTRAN. Implementamos as Condições de Fronteiras Transparentes para Sólitons Ópticos, utilizando o Método de Elementos Finitos. Até onde podemos pesquisar estes resultados são novos na literatura. Diversos resultados que justificam a necessidade da sua implementação são apresentados; em particular, a otimização do tamanho da janela computacional torna-se imperativo. No decorrer do trabalho, fazemos também algumas comparações dos aspectos relevantes dos métodos utilizados, dando particular ênfase às suas modificações quando da implementação das Condições de Fronteiras Transparentes / Abstract: In this thesis, the propagation of optical solitons in single-mode nonlinear waveguides are studied and simulated. For either, the temporal or the spatial generalized Nonlinear Schrodinger Equation, several numerical experiments was carried out to study some nonlinear and dispersive effects that originate from the optical solitons propagation. For that, different numerical schemes, such as the Fourier, Finite Elements, Finite Differences, and Fourier Series Methods, written in FORTRAN language, were employed. The Transparent Boundary Condition to Optical Solitons using the Finite Element Methods was implemented for the first time. Several results that justify that method, for example, the optimization of computational window, are presented. Also, the relevant aspects of the methods used during the simulation, with particular emphasis on the modifications introduced by the Transparent Boundary Conditions, are compared. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marcelo Martins dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:33:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marostegan_LucianeA_M.pdf: 1181557 bytes, checksum: 80e884c6d5a6349aa52b509e776075ef (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática

Orientador : Mario Arlindo Casarin Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-27T17:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prudencio_ErnestoEsteves_M.pdf: 17329106 bytes, checksum: b23056cd1433bace6da4ec80cbc08d49 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Aloisio Ernesto Assan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T13:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VillegasSusaya_Wilber_M.pdf: 2815980 bytes, checksum: 18be25adff35e477fc57a7433778e87d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O presente trabalho foi desenvolvido de um ponto de vista computacional, utilizando métodos matemáticos para a solução de equações não-lineares, aplicando o método dos elementos finitos a estruturas de concreto armado. O método do elementos finitos, aplicado à analise de estruturas, em forma geral, conduz a um sistema de equações que no caso não-linear exige algoritmos matemáticos mais refinados e/ou métodos iterativos que realizem uma linearização a cada passo do incremento de carga. O elemento finito adotado é cilíndrico circular com quatro nós e 5 graus de liberdade por nó tendo funções de forma baseadas em deformações pré-estabelecidas. Para representar o concreto como, se verá no capitulo 3 desta pesquisa, foi adotado o modelo de Darwin e Pecknold [26], que considera o concreto com comportamento ortotrópico. O aço é tratado da maneira usual com a Teoria da Plasticidade. A solução do problema não-linear que vem sendo utilizada pelo orientador é do tipo incremental-iterativa com o Método de Newton-Raphson e reformulando a matriz de rigidez a cada iteração. Nesta Dissertação foi implementado ao programa de computador desenvolvido pelo orientador um método Quase-Newton conhecido por BFGS. Os resultados obtidos analisando três cascas mostraram que não houve praticamente alterações nos resultados. Para os casos aqui tratados a utilização do método NewtonRaphson continua sendo a melhor opção, uma vez que o trabalho computacional é menor / Abstract: Nonlinear analysis of reinforced concrete circular cylindrical shell using a Quasi-Newton method. Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Universidade estadual de Campinas, 2000. This work was developed from a computational point of view, using mathematical methods for the solution of linear equations, applying the finite element method to reinforced concrete cylindrical shell structures. The finite element method, applied in the analysis of structures, in a general way, leads to a system of nonlinear equations that demands more refined mathematical algorithms and/or incremental-iterative methods that transform the nonlinear system in a linear one during every load step. The finite element used herein is circular cylindrical with four nodes and five nodal degrees of freedom, based on strain functions rather than the usual formulation based on independent displacement. The concrete was simulated using Darwin and Pecknold's model, considering orthotropic behavior. The reinforcement was treated in the usual way, considering the theory of plasticity. The solution of the nonlinear problem that was used by the adviser of this Dissertation is an incremental-iterative one coupled with the Newton-Raphson method, reformulation the stiffness matrix at every iteration. In this work a Quasi-Method with the BFGS search technique was implemented, with modifications in routines that treat the nonlinear solution. The results obtained in the analysis of three circular cylindrical shell structures, did not show considerable differences with those found with the Newton-Raphson approach. For the cases analyzed herein, the Newton-Raphson method is still the best option since the computational effort is smaller / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-29T05:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcante_PaulaFrassinetti_D.pdf: 18098504 bytes, checksum: 504ae08541ec4275de5e52c7e4d999e5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A análise modal tem evoluído bastante nas últimas décadas e tem-se tomado, cada vez mais, uma importante ferramenta para a análise de problemas na área de dinâmica estrutural. Assim sendo, os problemas que envolvem a dinâmica de sistemas tem-se utilizado desta ferramenta para investigar o comportamento de máquinas rotativas e sua interação com seus componentes. Dessa forma, tem-se utilizado a análise modal na investigação de problemas experimentais que envolvem a dinâmica estrutural de máquinas rotativas e sua estrutura de suporte. Atualmente, novos modelos para análise do comportamento de máquinas rotativas tem levado em conta a interação entre os vários subsistemas que constituem o sistema analisado, e, portanto, a influência da fundação na resposta do sistema tem-se tomado mais evidente. Neste trabalho, propõe-se apresentar uma metodologia de cálculo dos parâmetros da fundação, cuja representação matemática no sistema rotor-mancais, permita uma simulação mais precisa destes componentes mecânicos no modelo do sistema completo. O procedimento consiste em representar a fundação através de seus parâmetros modais, determinados utilizando técnicas de análise modal clássica, e em seguida, através do método proposto (Método das Coordenadas Mistas) representá-Ia no sistema completo. A verificação experimental é feita através de um banco de provas, para o ajuste do comportamento vibracional da estrutura flexível, e sua interação com o subsistema rotor-mancais / Abstract: The analysis of the behavior of foundation and its influence on the whole system response, rotor-bearings-foundation, is of a great importance to investigate the dynamic response of these systems. Modal analysis procedures have been strongly developed in the last decades and have become important tools of analysis in engineering problems that involve rotating machinery and its supporting structure. The new models to analyze the rotating machinery behavior take into account several subsystems interaction, which constitute the whole analyzed system and, thus, the influence of the foundation as well. In this way, this work presents a methodology for dynamic analysis of the foundation using modal analysis techniques to determine its modal parameters(damping factor, natural frequency and generalized mass). The proposed method of mixed coordinates is then applied and the foundation effects are introduced in the complete mathematical model of the rotor-bearings system. In this procedure, the foundation is represented in the whole system through its modal parameters. The experimental validation is conducted in a set-up to fit the vibrational behavior of the flexible structure and its interaction with the rotorbearings system / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Fernando Iguti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PerdaoJunior_Paschoal_D.pdf: 23163286 bytes, checksum: e406dddef61cc3954cd4692126c00781 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho trata de expor detalhadamente, passo a passo, todos os requisitos necessários à utilização de B-splines como funções de forma, dentro do método dos elementos finitos, para aproximar a solução de estruturas de Barras, Vigas e Placas Finas. Característica à própria essência das B-splines, a suavidade, proporcionada pela continuidade 'C IND. 2¿ desses polinômios cúbicos, fornece todo um conceito de "robustez" a essas funções de aproximação, aumentando a precisão e a rapidez de convergência dos resultados obtidos. Uma etapa importante do presente trabalho é a introdução de nós auxiliares adicionais na definição das B-Splines próximas ao contorno das estruturas. Na formulação utilizada, o emprego de nós auxiliares, e a inclusão do quarto trecho polinomial de uma Spline cúbica nos elementos de extremidade vem a garantir a completude do espaço de aproximação. Estes nós auxiliares proporcionaram mais um grau de liberdade aos nós posicionados junto ao contorno da discretização. Este grau de liberdade adicional permite através de uma operação matricial a transformação das incógnitas do problema, de coeficientes das B-Splines para grandezas físicas, viabilizando a inclusão das condições de contorno físicas na formulação. Este procedimento é um avanço em relação às formulações reportadas na literatura, onde um "ajuste" nas B-Splines próximas ao contorno é realizado. Diversos exemplos numéricos, tanto em estruturas unidimensionais como em placas finas mostram a eficiência da formulação apresentada / Abstract: The present Thesis is a step by step formulation for the use of B-splines Functions in the Finite Element Method to approximate de solution of Bars, Beams and Thin Plates structures. The smooth character of the B-Splines given by the 'C IND. 2¿ continuity of these cubic polynomials provides a robust frame to the trial functions, increasing thus convergence and precision of the solutions. One important contribution of this work is the addition of auxiliary nodes in the definition of the B-Splines in the vicinity of the structure boundaries. These auxiliary nodes allow the inclusion of a fourth polynomial term in the interpolation of Spline elements close to the boundaries, which garantees the completness of the approximation spaces. The auxiliary spline nodes also permits the introduction of an extra physical degree of freedom at the boundaries of the structures. This additional degree of freedom, together with a coordinate transformation, allow the system equation to be written in terms of the physical boundary quantities. This procedure is an improvement, when compared to other formulations, which require a modification in the Spline functions near the boundaries, to account for the correct boundary conditions. Numerical examples for one- and two-dimensional structures show the efficiency and accuracy of the proposed methodologies / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T06:24:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mirisola_MarceloHenriqueBizarro_M.pdf: 3557658 bytes, checksum: 1d84aceed33a91925d0d85bf045308af (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta dissertação é abordado o tema otimização estrutural em componentes sob efeito de contato. O objetivo é otimizar a distribuição das pressões de contato atuantes no olhal menor de uma biela. Para alcançar este objetivo, são apresentadas técnicas de otimização estrutural baseada no método dos elementos finitos, são estudados conceitos relacionados a problemas de otimização e problemas de contato, e é explorado o acoplamento entre problemas de otimização e de contato. O software de elementos finitos ANSYS 10.0 é aplicado em problemas de otimização, em problemas de contato, e em problemas de otimização com contato. O foco do trabalho é mantido nas técnicas de otimização paramétrica e de forma. Este trabalho propõe um método combinando os dois métodos de otimização presentes no modulo Design optimization do ANSYS. Os resultados mostram que o método combinado proposto é capaz de evitar pontos de mínimo local e apresenta uma boa relação entre a qualidade dos resultados e o "custo computacional". Também é proposta uma técnica de parametrização baseada na posição dos nós da malha de elementos finitos. Esta técnica apresenta a vantagem de não necessitar de um modelo em elementos finitos parametrizados da estrutura que se deseja otimizar. Exemplos de validação são apresentados e um modelo aproximado do problema das pressões de contato atuantes no olhal menor de uma biela é criado e otimizado, atingindo uma redução de 45% da máxima pressão de contato. / Abstract: This dissertation deals with the issue of structural optimization of components under contact effects. The aim is to optimize the contact pressure distribution acting in the connecting-rod small end. To achieve this goal, techniques of structural optimization based on the finite element method are presented, the basis of optimization and contact problems are briefly reviewed and the coupling of these problems is explored. The finite element software ANSYS 10.0 is applied in optimization problems, contact problems, and optimization problems with contact. The focus of the work is parametric and shape optimization techniques. This work proposes a method coupling the two-optimization methods within the Design optimization module of ANSYS. The results show that the proposed combined method is able to avoid local minima and achieve a good relation between the quality of results and the computational cost. It is also proposed a parameterization technique based on the node positions in the finite element mesh. This technique has the advantage of not needing a parameterized finite element model of the structure to be optimized. Examples for validation purposes are presented and an approximated model of the problem of the contact pressure distribution acting in the connecting-rod small end is designed and optimized, reaching a reduction of 45% in the maximum contact pressure. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica