A ideia de realizar este trabalho surgiu durante do curso de pós-graduação, ministrado pelo Prof. M. Drigas, \"Tópicos especiais sobre máquinas elétricas\", realizado no 2º semestre de 1980 na EPUSP, onde foi observada a necessidade do conhecimento das distribuições de campos magnéticos em dispositivos eletromecânicos com o objetivo de se prever seu desempenho na fase de projeto. Nesta época, já havia sido apresentada a tese do Prof. Janiszewski, o primeiro trabalho, de nosso conhecimento realizado no Brasil nesta área, onde foi desenvolvida a técnica de resolução de problemas de Campos Magnéticos em Regime Estacionário, que, evidentemente, não pode ser aplicada na resolução de problemas onde a variável tempo está envolvida; baseado neste tese, em 1982 o Prof. Luiz Lebensztajn, reproduziu o trabalho do Dr. Janiszewski o qual foi aplicado para verificar a consistência dos resultados práticos na tese de Livre Docência do Prof.. Dr. Aurio Gilberto Falcone. As formulações mais frequentes do Método dos Elementos Finitos (MEF), publicada nos periódicos internacionais, são baseadas no Cálculo Variacional, onde o sistema de equações algébricas não linear resultante, é derivado a partir da obtenção do extremo de uma funcional que em algumas situações não pode ser obtida, limitando assim sua aplicação. Em decorrência deste fato, o primeiro objetivo deste trabalho foi organizar os procedimentos para obtenção do sistema de equações de MEF aplicado à resolução de problemas de campo descritos por equações diferenciais não lineares, sem a necessidade. Algumas contribuições interessantes são encontradas no Capítulo II, referente à formulação do MEF para problemas de campo descrito por operadores diferenciais não auto-adjuntos.No Capítulo III são apresentadas as técnicas de montagem das matrizes, bem como aquelas de introdução das condições de contorno, originárias deste método, que muito embora sejam técnicas de aplicação corriqueiras, ajudarão em muito o pesquisador iniciante nesta área, sem a necessidade de recorrer a outro texto. No Capítulo VI são apresentadas as formulações necessárias para a solução de problemas de campos eletromagnéticos estáticos, para elementos de quatro lados retos (e curvos) assim como a técnica utilizada na obtenção da relutividade em meios não lineares. No Capítulo V são tratados os problemas de campo, onde a variável tempo está envolvida, permitindo assim a resolução de uma série enorme de problemas referentes aos campos de natureza eletromagnética, tais como os fenômenos transitórios e o Regime Permanente Senoidal. Os aspectos computacionais ligados ao trabalho estão expostos no Capítulo VI, onde são apresentadas as rotinas de resolução do sistema de equações resultante adaptadas às particularidades do problema, e as rotinas de integração numérica de problemas descrito por equações diferenciais dependentes do tempo de primeira e segunda ordem. Algumas técnicas apresentadas nestes Capítulos, são aplicadas espe3cificamente para a obtenção da distribuição de campo magnético no Capitulo VII deste trabalho, com o objetivo de analisar o desempenho de um transformador em regime transitório, onde é confirmada a consistência do método. / The idea of making this work came during a graduation course, \" Special topics on electric machines\", lectured by Prof. Dr. M. Drigas during the 2nd semester of 1980 at EPUSP, when the need of knowing the distribution of magnetic fields in electromechanics devices was notices, in order to foresse its performance during design. At that time, the first work about this subject realized made in Brazil was presented in prof. Janiszewski\'s thesis, where a technique was developed to solve Steady-State Magnetic Fields. However, it is clear that when the time variable is considered, this technique cannot be applied. The usual formulations of the Finite Element Method, published in international journals, was based on Variational Calculations, where the resulting non-linear algebraic equations system is derived from the extreme of a functional, which sometimes cannot be obtained, limiting in this way its application. Consequently, the first aim of this work is to organize procedures to obtain the Finite Method equations system, in order solve non-linear differential equations of fields, without the need of a previous functional for the problem. In Chapter II, one will find some interesting contributions referred to the Finite Element Method formulation, in the description of field problems by the use of non self-adjacent differentials operations.Matrix building techniques are presented in Chapter III, as well as the introduction of boundary conditions in this method. In spite of being an ordinary technique, it will help the beginners a lot, eliminating the need of other sources. Chapter IV presents the necessary formulations, which solve static electromagnetic fields for elements of four square (and curved) sides, and the technique used in the determination of non-linear media reluctivity. In Chapter V, the time variable of electromagnetic fields is treated, making possible the solution of problems of this nature, such as transient phenomena and sinusoidal steady-state. Computer aspects of the work are shown in Chapter VI, presenting resolution routines of the equation system fitted to the problem, and numeric integration routines described by first and second order differential equations, which depend on the time. Some techniques showed in those previous Chapters are specifically used in Chapter VII to obtain the magnetic field distribution, which analyses transformer performance during transients. The coherence of the method is also confirmed.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristianini_Marcelo_D.pdf: 4774348 bytes, checksum: 6f4e6f4cd9ad067dd0673c214bd8c360 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar a distribuição de temperaturas durante o processo de esterilização de atum em bolsa flexível. O produto foi constituído de atum em salmoura (500g de produto sendo 85% atum e 150/0 salmoura (P/p) a 2% de NaCI (P/v), o qual foi acondicionado em bolsas flexíveis (Polipropileno/alumíniolNailoniPoliester -19xI70xI80mm) e esterilizados em uma auto clave a 121°C com, água e sobrepressão de ar (2Opsi). O processo foi estabelecido para se obter um Fo de 7,0 min. Foram determinadas experimentalmente a condutividade térmica (k) o calor específico (cp), a difusividade térmica (a) e densidade (p) de atum em salmoura. Estas propriedades foram modeladas em função da umidade do produto tendo sido obtidas as seguintes relações: cp =0,0239W + 1,7485 (kJ/kgOC); k=0,0098W-0,23 (W/mOC), p=5,6315W+626,37 (Kg/m3) e a=1,07 x 10-7 W + 5,53 x 10-8 (m2/s), onde W é a umidade do produto (%p/p base úmida. Quatro modelos matemáticos foram construídos para estimar a distribuição de temperaturas durante o processamento térmico do produto utilizando: 1) soluções analíticas (SA) para as equações de Fourier; 2) um modelo bidimensional de elementos fmitos (EF2D) ; 3) um modelo tridimensional de elementos fmitos (EF3D) e 4) um modelo empírico (EP). Os modelos de elementos fmitos foram construídos através do ANSYS5.3 considerando a forma real da bolsa contendo o produto. Os modelos foram comparados estatisticamente considerando duas fases distintas: aquecimento e resfriamento. A comparação foi feita utilizando-se o teste de Qui-quadrado e através de utna regressão linear dos valores de temperaturas obtidas experimentalmente no centro das bolsas contra aquelas estimadas pelos modelos. Os valores de Qui-quadrado, inclinação e R2 dos valores de temperaturas gerados por cada um dos modelos contra aqueles obtidos experimentalmente no período de aquecimento foram: EF3D (13.90, 0.9979, 0.9998); EF2D (19.96, 1.0030, 0.9997), SA (23.01, 1.0039, 0.9997) and EP (109.78, 0:9829, 0.9990). Analogamente, para a fase de resfriamento: EF3D (19.80, 0.9867, 0.9995); EF2D (20.23, 0.9856, 0.9996), SA (159.00, 0.9747, 0.9965) and EP (55.56, 1.0086, 0.9986). Um valor de esterilização média da massa de 9,9min foi estimado utilizando o modelo EF3D quando o valor de Fp no ponto crítico foi 8,lmin. A possibilidade da utilização de um perfil de temperaturas como condição de contorno dos meios de aquecimento e resfriamento, conferiu uma melhor performance aos modelos de elementos fmitos principalmente na fase de resfriamento, que no tipo de auto clave utilizada (ALLP AX) é crítico devido a mistura da água de entrada do resfriamento com a água de aquecimento nos primeiros minutos da referida fase. / Abstract: The main objective of this work was to evaluate the temperature distribution during thermalprocessing of tuna in retortable pouch. The product, consisting of grated pre-cooked tuna (steam cooked at 100°C for 1 hr) containing 85% tuna and 25% brine (2% NaCI w/v solution), was packed into institutional size retortable pouches (Polypropylene/ Aluminium/ NylonIPolyester 19x170x180mm) and processed in water at 121°C with an overriding air pressure of 20psi. The process was set to achieve a Fo of 7.0 min. The thermal properties of the product were obtained experimentally by modelling specific heat (cp), thermal conductivity (k), density (p) and thermal diffusivity (a) of a product consisting of grated pre-cooked tuna containing 0%, 10%, 20%, 25% and 30% of brine (2% NaCI w/v solution). The following formulae represent the linear regressions obtained using a least square method of tuna based on the percentage of moisture (W) of the product (wet basis) : cp =0.0239W + 1.7485 (kJ/kg'DEGREE'C); k=0.0098W-0.23 (W/m'DEGREE'C), p=5.6315W+626.37 (Kg/m3) and a=1.07 x 10-7 W + 5.53 x 10-8 (m2/s). Two models using the fmite element technique (2-dimensional (EF2D) and 3-dimensional EF3D) and one using an analytical solution (SA) to solve the 3-dimensional heat conduction equation for a fmite plate were built. A fourth model (EP) was built using empirical solutions. The fmite element models were built using the package ANSYS5.3 considering the actual pouch shape and retort temperature profile. Pouches were filled with tuna and processed in water (121 °C, 20PSI). Nine runs were carried out and the temperature at the geometrical center was measured. Heating and cooling periods were analyzed separately. Chi-square and regression lines were obtained for each set of temperatures generated by the models against the experimental data. The Chi-square, slope and R2 values of the predicted versus experimental data obtained for each model for the heating period were, respectively: EF3D (13.90, 0.9979, 0.9998); EF2D (19.96, 1.0030, 0.9997), SA (23.01, 1.0039, 0.9997) and EP (109.78, 0.9829, 0.9990). Analogously, for the cooling period: EF3D (19.80, 0.9867, 0.9995); EF2D (20.23, 0.9856, 0.9996), SA (159.00, 0.9747, 0.9965) and EP (55.56, 1.0086, 0.9986). The mass average sterilizing value of 9.9 min was estimated when a critical point sterilizing value was at 8.1min using the 3DFE model. Close agreement was found between the three models for the heating phase. Using actual retort temperature profiles made the finite element models more accurate than the analytical solution one, especially for the cooling phase in this immersion water process where there was a mixture of cool and hot water. / Doutorado / Microbiologia de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Hugo Enrique Hernandez-Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-09-27T13:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopez-Barbero_AndresPablo_D.pdf: 8087571 bytes, checksum: d6f4f765925c55114bf99c78e9baddfc (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Apresentam-se modelos numéricos para amplificadores ápticos dopados com érbio pelo método dos Elementos Finitos. Propomos modelar simultaneamente tanto a parte real (relacionada com o comportamento não linear) como a imaginária (relacionada com o ganho do dispositivo) do material dopado através do cálculo da susceptibilidade complexa. Devido à consideração dos vários sub-níveis presentes no meio dopado (Stark Splitting) e dos efeitos de conversão ascendente, o modelo permite a análise de dispositivos num espectro bastante largo (1.4 - 1.6Jlm) e para altas concentrações de érbio. O uso de duas plataformas numéricas diferentes (Análise Modal e BPM-Beam Propagation Method) permite a análise de várias configurações de dispositivos, inclusive com seção transversal variante na direção de propagação. Os resultados obtidos foram comparados com modelos numéricos presentes na literatura e com resultados experimentais / Abstract: Several models based on the Finite Elements Method, for Erbium-Doped optical amplifiers, are presented. The models deal simultaneously with the real part (related to the non-linear behavior) and the imaginary part (related to the gain) of the doped material through the proper and direct ca1culation of the complex susceptibility. Due to the consideration of the several sub-Levels present in the doped host medium (Stark Splitting) and the up-conversion effect, the models permit to analyze a wide spectrum ranging from 1.4 Jlm to 1.6 Jlm and also high erbium concentrations. The use of two different numerical platforms (Modal Analysis and BPM-Beam Propagation Method) permits the analysis of a wide variety of device configurations, including those whose transverse section varies along the propagation direction. The obtained results are compared with numerical models published in the literature, as well as, with experimental results / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jurandir Fernando Ribeiro Fernandes, João Frederico da Costa Azevedo Meyer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-10-04T13:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diniz_GeraldoLucio_D.pdf: 2090884 bytes, checksum: 8bbb10b902fcbcedf12c1be39d1dbd49 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7610_1.pdf: 3274241 bytes, checksum: 1f0314c3cc7b526e2e15e07224801acc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de análises numéricas de fadiga em juntas soldadas por MIG/Laser, utilizando o método dos elementos finitos e o Método da Curva Master S-N. O método tem como base princípios da mecânica da fratura e utiliza como dados de entrada forças internas calculadas pelo método dos elementos finitos. A escolha do método foi realizada pelo mesmo ser adotado como padrão pela associação americana de engenheiros mecânicos (ASME), para o desenvolvimento de modelos de dano em juntas de aço soldadas. A etapa inicial é uma revisão bibliográfica de fadiga nos metais. Inicialmente a revisão mostra o fenômeno de fadiga em metais de uma maneira geral, posteriormente é desenvolvida uma revisão dos métodos de cálculo para fadiga em juntas soldadas. O Método da Curva Master S-N é discutido mostrando suas principais vantagens como também suas limitações. No trabalho são discutidas as principais formas de modelamento geométrico de juntas soldadas com base no método dos elementos finitos. Resultados numéricos de vida sob fadiga utilizando o Método da Curva Master S-N são obtidos para os tipos de junta Lap e T. Um estudo de correlação entre os resultados numéricos e resultados experimentais padrões disponíveis na literatura é desenvolvido. Estudos de convergência de malha são apresentados para os dois modelos de juntas soldadas. Aplicações práticas para o método na industria também são discutidos numa secção particular

A ideia de realizar este trabalho surgiu durante do curso de pós-graduação, ministrado pelo Prof. M. Drigas, \"Tópicos especiais sobre máquinas elétricas\", realizado no 2º semestre de 1980 na EPUSP, onde foi observada a necessidade do conhecimento das distribuições de campos magnéticos em dispositivos eletromecânicos com o objetivo de se prever seu desempenho na fase de projeto. Nesta época, já havia sido apresentada a tese do Prof. Janiszewski, o primeiro trabalho, de nosso conhecimento realizado no Brasil nesta área, onde foi desenvolvida a técnica de resolução de problemas de Campos Magnéticos em Regime Estacionário, que, evidentemente, não pode ser aplicada na resolução de problemas onde a variável tempo está envolvida; baseado neste tese, em 1982 o Prof. Luiz Lebensztajn, reproduziu o trabalho do Dr. Janiszewski o qual foi aplicado para verificar a consistência dos resultados práticos na tese de Livre Docência do Prof.. Dr. Aurio Gilberto Falcone. As formulações mais frequentes do Método dos Elementos Finitos (MEF), publicada nos periódicos internacionais, são baseadas no Cálculo Variacional, onde o sistema de equações algébricas não linear resultante, é derivado a partir da obtenção do extremo de uma funcional que em algumas situações não pode ser obtida, limitando assim sua aplicação. Em decorrência deste fato, o primeiro objetivo deste trabalho foi organizar os procedimentos para obtenção do sistema de equações de MEF aplicado à resolução de problemas de campo descritos por equações diferenciais não lineares, sem a necessidade. Algumas contribuições interessantes são encontradas no Capítulo II, referente à formulação do MEF para problemas de campo descrito por operadores diferenciais não auto-adjuntos.No Capítulo III são apresentadas as técnicas de montagem das matrizes, bem como aquelas de introdução das condições de contorno, originárias deste método, que muito embora sejam técnicas de aplicação corriqueiras, ajudarão em muito o pesquisador iniciante nesta área, sem a necessidade de recorrer a outro texto. No Capítulo VI são apresentadas as formulações necessárias para a solução de problemas de campos eletromagnéticos estáticos, para elementos de quatro lados retos (e curvos) assim como a técnica utilizada na obtenção da relutividade em meios não lineares. No Capítulo V são tratados os problemas de campo, onde a variável tempo está envolvida, permitindo assim a resolução de uma série enorme de problemas referentes aos campos de natureza eletromagnética, tais como os fenômenos transitórios e o Regime Permanente Senoidal. Os aspectos computacionais ligados ao trabalho estão expostos no Capítulo VI, onde são apresentadas as rotinas de resolução do sistema de equações resultante adaptadas às particularidades do problema, e as rotinas de integração numérica de problemas descrito por equações diferenciais dependentes do tempo de primeira e segunda ordem. Algumas técnicas apresentadas nestes Capítulos, são aplicadas espe3cificamente para a obtenção da distribuição de campo magnético no Capitulo VII deste trabalho, com o objetivo de analisar o desempenho de um transformador em regime transitório, onde é confirmada a consistência do método. / The idea of making this work came during a graduation course, \" Special topics on electric machines\", lectured by Prof. Dr. M. Drigas during the 2nd semester of 1980 at EPUSP, when the need of knowing the distribution of magnetic fields in electromechanics devices was notices, in order to foresse its performance during design. At that time, the first work about this subject realized made in Brazil was presented in prof. Janiszewski\'s thesis, where a technique was developed to solve Steady-State Magnetic Fields. However, it is clear that when the time variable is considered, this technique cannot be applied. The usual formulations of the Finite Element Method, published in international journals, was based on Variational Calculations, where the resulting non-linear algebraic equations system is derived from the extreme of a functional, which sometimes cannot be obtained, limiting in this way its application. Consequently, the first aim of this work is to organize procedures to obtain the Finite Method equations system, in order solve non-linear differential equations of fields, without the need of a previous functional for the problem. In Chapter II, one will find some interesting contributions referred to the Finite Element Method formulation, in the description of field problems by the use of non self-adjacent differentials operations.Matrix building techniques are presented in Chapter III, as well as the introduction of boundary conditions in this method. In spite of being an ordinary technique, it will help the beginners a lot, eliminating the need of other sources. Chapter IV presents the necessary formulations, which solve static electromagnetic fields for elements of four square (and curved) sides, and the technique used in the determination of non-linear media reluctivity. In Chapter V, the time variable of electromagnetic fields is treated, making possible the solution of problems of this nature, such as transient phenomena and sinusoidal steady-state. Computer aspects of the work are shown in Chapter VI, presenting resolution routines of the equation system fitted to the problem, and numeric integration routines described by first and second order differential equations, which depend on the time. Some techniques showed in those previous Chapters are specifically used in Chapter VII to obtain the magnetic field distribution, which analyses transformer performance during transients. The coherence of the method is also confirmed.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Este trabalho apresenta o cálculo direto dos fatores de intensidade de tensão na análise da deformação em modo misto de placas homogêneas bidimensionais com trincas. O cálculo direto dos fatores de intensidade de tensão surge como uma consequência natural de um processo de regularização conhecido como técnica da subtração da singularidade. Esta técnica de regularização utiliza uma solução particular singular do problema da trinca para introduzir os fatores de intensidade de tensão como incógnitas primárias adicionais no método dos elementos finitos. A sua aplicação depende da disponibilidade de soluções singulares válidas para uma placa com múltiplas trincas no caso mais geral. Neste trabalho, o termo singular da expansão em série de Williams, válido para um trinca lateral semi-infinita, é usado no processo de regularização. Duas placas trincadas foram analisadas com esta técnica, a fim de avaliar a precisão e eficiência da formulação. Os resultados obtidos neste trabalho estão em perfeito acordo com os resultados obtidos com o método dos elementos de contorno dual e outros resultados publicados. A precisão e eficiência da implementação aqui descrita permite concluir que esta é uma formulação confiável, ideal para o estudo de problemas de crescimento de trincas em modo misto de deformação, com o método dos elementos finitos. / This paper is concerned with the direct computation of stress intensity factors in the finite element analysis of the mixed-mode deformation of homogeneous cracked plates. The direct computation of stress intensity factors is a consequence of a regularization procedure that uses a singular particular solution of the crack problem to introduce the stress intensity factors as additional in the primary unknowns problem. In this paper, the singular term of Williams’ eigen expansion, derived for a semi-infinite crack, is used to regularize the elastic field of an edge-cracked finite plate. Two cracked plates were analyzed with this technique, in order to assess the accuracy and efficiency of the formulation. The results obtained in this work are in perfect agreement with those obtained with the dual boundary element method and other published results. The accuracy and efficiency of the implementation described herein make this a reliable formulation, ideal for the study of crack-growth problems under mixed-mode conditions with the finite element method.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Em busca de melhor aproveitamento da energia eólica disponível, a demanda em relação a projetos de torres eólicas é por torres cada vez mais altas e pás maiores. Pás de torres eólicas são estruturas flexíveis que estão sujeitas a altas velocidades do vento e restritas pela movimentação da torre. As principais forças aplicadas no sistema são do tipo inercial, gravitacional e aerodinâmica, que são responsáveis pelas vibrações da pá. Além disso, o acoplamento das vibrações da pá e da torre leva à um sistema com elevado grau de complexidade. A torre, em função de suas dimensões, pode ser modelada como uma viga esbelta e pode estar sujeita a vibrações excessivas, que podem causar acidentes. A primeira frequência natural da torre está contida na faixa de atuação das pás, então um estudo do seu acoplamento com as pás é necessário. Este trabalho foca no estudo da resposta dinâmica da interação torre-pá através de modelos dinâmicos discretos. O modelo discreto considera efeitos de peso-próprio e de força centrífuga devido à rotação das pás. Evidencia-se a relação entre posição do rotor e frequência de resposta do sistema e, também, entre velocidade de rotação e frequência de resposta do sistema. / To better exploit available wind energy, the demand for wind tower design is for increasingly higher towers and larger blades. Wind tower blades are flexible structures that are subject to high forcing velocities and restricted by tower movement. The main forces applied in the system are inertial, gravitational and aerodynamic, which are responsible for blade vibrations. In addition, coupling vibrations of the blade and the tower leads to a system with a high degree of complexity. The tower, depending on its size, is considered a slender beam and may be subject to excessive vibrations, which may cause accidents. The first natural frequency of the tower is contained in the operating range of the blades, so a study of their coupling with the blades is necessary. This work presents a study on dynamic response of tower-blade interaction through discrete dynamical models. The discrete model considers self-weight effects and centrifugal force due to blade rotation. It shows the relationship between rotor position and system frequency response and also between rotation speed and frequency response of the system.

Estágio realizado na ETMA, S. A. e orientado pelo Eng.º João Pedro Sousa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Estruturas). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010