Técnicas para geração de malhas volumétricas não estruturadas podem ser divididas em três categorias principais: técnicas baseadas em Octree, técnica de avanço de fronteira e técnicas Delaunay. Este trabalho faz uso de uma proposta para geração de malhas volumétricas não estruturadas baseada em uma técnica que utiliza uma triangulação adaptativa que contém similaridades com os métodos de geração de malhas baseados em Octree. Esta triangulação, além de decompor o domínio, oferece suporte para a construção de funções implícitas que aproximam a superfície do objeto de interesse. As funções implícitas são obtidas a partir de nuvens de pontos pelo método de Partição da Unidade Implícita - PUI. Um processo de poligonalização discretiza a isosuperfície fornecida pela função implícita gerando uma malha de triângulos superficial. Uma malha volumétrica é gerada a partir da malha superficial utilizando os tetraedros que decompõem o domínio criados pela triangulação. Apresentamos nesta tese um método original para a poligonalização de isosuperfícies obtidas através de nuvens de pontos. Apresentamos também uma abordagem para o melhoramento de malhas volumétricas baseadas na aplicação do conceito de molas virtuais. O foco principal é gerar malhas de qualidade para serem usadas em simulações de fluidos em artérias do corpo humano / Techniques for generation of three-dimensional unstructured meshes can be divided into three main categories: Octree-based techniques, advancing front techniques and Delaunay techniques. In the present study it is used a three-dimensional unstructured mesh generation approach based on a technique which uses an adaptive triangulation which contains similarities with Octree-based mesh generation techniques. This triangulation decomposes the domain and supports the construction of implicit functions that approximates the surface of an object of interest. The implicit functions are derived from point clouds by the Partition of Unity Implicits - PUI method. A polygonization process discretizes the isosurface provided by the implicit function generating a triangular mesh surface. A three-dimensional mesh is generated from the surface mesh using the tetrahedra that decomposes the domain created by the triangulation. In this tesis, we present an original polygonization method of isosurfaces obtained from point clouds. We also present an approach to improve tetrahedral meshes based on the application of the concept of virtual springs. The main focus is to generate quality meshes for fluid flow simulations in human arteries

Técnicas para geração de malhas volumétricas não estruturadas podem ser divididas em três categorias principais: técnicas baseadas em Octree, técnica de avanço de fronteira e técnicas Delaunay. Este trabalho faz uso de uma proposta para geração de malhas volumétricas não estruturadas baseada em uma técnica que utiliza uma triangulação adaptativa que contém similaridades com os métodos de geração de malhas baseados em Octree. Esta triangulação, além de decompor o domínio, oferece suporte para a construção de funções implícitas que aproximam a superfície do objeto de interesse. As funções implícitas são obtidas a partir de nuvens de pontos pelo método de Partição da Unidade Implícita - PUI. Um processo de poligonalização discretiza a isosuperfície fornecida pela função implícita gerando uma malha de triângulos superficial. Uma malha volumétrica é gerada a partir da malha superficial utilizando os tetraedros que decompõem o domínio criados pela triangulação. Apresentamos nesta tese um método original para a poligonalização de isosuperfícies obtidas através de nuvens de pontos. Apresentamos também uma abordagem para o melhoramento de malhas volumétricas baseadas na aplicação do conceito de molas virtuais. O foco principal é gerar malhas de qualidade para serem usadas em simulações de fluidos em artérias do corpo humano / Techniques for generation of three-dimensional unstructured meshes can be divided into three main categories: Octree-based techniques, advancing front techniques and Delaunay techniques. In the present study it is used a three-dimensional unstructured mesh generation approach based on a technique which uses an adaptive triangulation which contains similarities with Octree-based mesh generation techniques. This triangulation decomposes the domain and supports the construction of implicit functions that approximates the surface of an object of interest. The implicit functions are derived from point clouds by the Partition of Unity Implicits - PUI method. A polygonization process discretizes the isosurface provided by the implicit function generating a triangular mesh surface. A three-dimensional mesh is generated from the surface mesh using the tetrahedra that decomposes the domain created by the triangulation. In this tesis, we present an original polygonization method of isosurfaces obtained from point clouds. We also present an approach to improve tetrahedral meshes based on the application of the concept of virtual springs. The main focus is to generate quality meshes for fluid flow simulations in human arteries

Orientador: Marcelo Moreira Ganzarolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mascarenhas_CristianoHenriquedeOliveira_M.pdf: 5440141 bytes, checksum: 9a4b0e7d84776c45c08f2c83a76cc843 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Há várias aplicações onde as técnicas de geração de malhas são empregadas: na aeronin9-mica (cálculo de coeficientes de arrasto), em trocadores de calor (cálculo do número de Nusselt), etc. Neste trabalho buscou-se mostrar a eficácia das técnicas de geração de malha na solução de problemas de engenharia, com geometrias irregulares, como em banco de tubos, por exemplo. Nestes casos, uma malha ajustada à fronteira do corpo favorece a obtenção de soluções numéricas mais confiáveis. Das metodologias implementadas, a geração elíptica (que tem como base um sistema de equações diferenciais parciais não-lineares), permite controlar certas carecterísticas desejadas, como ortogonalidade e espaçamento (nas fronteiras). Neste caso, as equações originais são resolvidas no plano lógico. A obtenção das carecterísticas especiais, depende da implementação de certas funções de controle. Na técnica multibloco, divide-se o domínio principal em duas sub-malhas independentes, a polar e a cartesiana. O acoplamento destas exige uma rotina para passar dados entre as malh8.s, na região de contato, via interpolação. Buscou-se, aqui, compará-las, com o objetivo de aferir a importância da malha gerada na precisão do campo analisado (um problema de condução do calor bidimensional é usado nesta aferição). O laplaciano é resolvido em coordenadas generalizadas e nas coordenadas polar e cartesiana, usando-se o método de volumes finitos nas discretizações. Os resultados obtidos foram plotados, analisados e comparados com uma solução exata, tendo sido observadas tendências semelhantes (física e geométrica), mas ganho muito superior para a técnica elíptica / Abstract: There are many applications where one of the techniques here used are applied with relevance, for instance, into aerodynamics in the calculus of drag coefficient, in the heat exchangers (calculus of Nusselt number). In this work it was sougth to show the efficacy of grid generation techniques on the solution of engeneering problems. Specifically at one geometry type tube banks, by sample. In these cases a grid boundary fitted increases greatly the obtention of more reliable numerical solutions. In this context, two strategies for grid generation were developed. The elliptical approach (which has as basis a system of non-linear partial differential equations) implemented, permits to obtain automatically specific characteristics such as specified space and ortoghonality (both in the boundary). The equations are solved into transformed plane using TDMA solver. To obtain those conditions control functions are implemented. In the second strategy, multibloc technique, the main domain is divided into two independent sub-grids, one polar and other cartesian. The join of sub-grids demands a procedure for information transfer, on the contact boundary, by interpolation. In this study there was a focus to analyse the two strategies comparatively with the aim of gauging the importance of grid genaration on the accurancy over the field of temperature. A bidimensional heat transfer problem is used to check it out. The laplacian operator is solved in generalized, polar and cartesian coordinates, using finite volumes method into discretizations. The results obtained were plotted, analysed and compared with an exact solution, have been observed similar tendencies (physics and geometrics) but with stronger gains for the elliptic formulation / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7657_1.pdf: 2325854 bytes, checksum: 6496bca0734df36244ba2f1e7c9a0687 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Este trabalho apresenta uma formulação numérica para a solução da equação de condução de calor através do método dos volumes finitos (MVF) usando uma integração explicita no tempo, do tipo Euler em avanço (do inglês forward) em geometrias tridimensionais. Como motivação para o uso deste, temos o fato do MVF satisfazer o princípio de conservação, tanto local como globalmente, uma vez que é derivado diretamente das leis de conservação na forma integral, além do que, o MVF é flexível para lidar com modelos geométricos regulares ou irregulares (complexos ou não). O volume de controle empregado é do tipo centrado no vertíce (do inglês Vertex-Center), sendo formado pelo encontro das medianas com o baricentro dos elementos finitos. Devido a melhor representação do contorno para a maioria dos solídos reais, utilizamos malhas não-estruturadas (baseada em elementos tetraédricos), estas também apresentam algumas desvantagens como: alocação da informação de forma indireta, grande quantidade de memória requerida, etc. Visando minimizar os aspectos mencionados, adotamos uma estrutra de dados alternativa, armazenando agora as informações da malha sobre as arestas de cada elemento tetraédrico. Esta escolha permite não somente a capacidade de lidar-se com malhas quaisquer (nãoestruturadas ou estruturadas), como também, uma implementação computacional mais simples e eficiente na etapa de processamento da solução do problema. Foi implementado um programa em Fortran90 que esta divido em três módulos: o primeiro módulo importa a geometria, a malha e condições de contorno geradas pelo programa comercial MSC.Patran (versão 2001 r2a), o segundo modulo é o responsável pela conversão da estrutura de elementos, para a estrutura de dados por aresta (do inglês Edge-based). Por último, o terceiro módulo, resolve problemas de condução de calor nos regimes estacionário e transiente empregando a estrutura de dados baseada em aresta. Os resultados obtidos são comparados com o solver comercial MSC.Nastran (versão 2001) e visualizados na ferramenta livre disponibilizada pela IBM, o OpenDX

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6305_1.pdf: 3350277 bytes, checksum: 72ba3d436dbc961d483b99fa5dc5c12f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Muitos esforços têm sido realizados na elaboração e adequação de técnicas que permitam um alto desempenho computacional na simulação numérica nas mais diversas áreas da engenharia. Variações dos métodos clássicos de aproximação, computação paralela e adaptação, dentre outros métodos, vêm sendo estudados e aplicados atualmente. Também se observa que além da busca de uma melhor utilização dos recursos computacionais, procuram-se meios de garantir a precisão e convergência das soluções obtidas pelas simulações numéricas. Dentre as várias técnicas desenvolvidas destacam-se os procedimentos de adaptação de malhas, pois estes aliam a eficiência computacional requerida à qualidade da solução almejada e, além disso, são de fácil incorporação nas mais diversas classes de problemas. Neste trabalho serão apresentadas ferramentas computacionais de adaptação de malhas nãoestuturadas de elementos ora triangulares, ora quadrangulares ou ainda malhas mistas. Sendo refinamento tipo h e redefinição de malha (ou remeshing ) as estratégias utilizadas para obtenção das malhas ótimas, isto é, malhas que minimizarão o erro de discretização com o menor número de graus de liberdade possível. Essas duas ferramentas numéricas são controladas por uma estimativa de erros a-posteriori baseada na recuperação global dos gradientes. Essa estimativa exerce não só o papel de fornecer os parâmetros necessários para a adaptação de malhas como também o da regência do processo adaptativo como um todo. Esse ferramental desenvolvido, no contexto do MEF, será empregado em problemas modelo de simulação de reservatórios de petróleo (condução de calor, transporte de poluentes) e na própria simulação de escoamentos de fluidos em meios porosos, sendo essas ferramentas de análise baseadas no Método dos Volumes Finitos com estrutura de dados por aresta. Por fim, os resultados apresentados e discutidos validam as ferramentas desenvolvidas, adaptadas e utilizadas, demonstrando ainda a eficiência, robustez e flexibilidade das mesmas. Também nos problemas estudados são realizadas comparações entre as estratégias de adaptação de malhas (remeshing e tipo h), e entre as opções de malhas (triangulares, quadrangulares ou mistas). É proposta ainda uma abordagem diferente para os diversos casos levando-se em conta a classe em que cada problema se enquadra (regime estacionário, regime transiente, múltiplas variáveis, etc)

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7690_1.pdf: 1967176 bytes, checksum: 4322ef47c9f61269f330dadd4bba0d78 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Algumas das principais causas de cegueira na população são as doenças degenerativas da retina, tais como retinose pigmentar (RP) e degeneração macular (AMD). Ambas provocam a degeneração das células fotorreceptoras tornando, assim, o sistema visual insensível à luz (Peachey & Chow, 1999). Um meio desenvolvido recentemente para restaurar o sistema visual envolve a aplicação de estímulos elétricos externos. Baseando-se neste princípio, estão sendo fabricados implantes ou próteses visuais que são pequenos chips, dotados de eletrodos capazes de estimular eletricamente áreas em torno do implante e, assim, ativar o sistema visual. Porém, o calor gerado a partir dos sensores eletrônicos pode danificar o tecido neural adjacente e até mesmo o próprio implante. Além disto, a elevação de temperatura pode tornar o ambiente propício à proliferação de bactérias podendo causar infecções (Schwiebert et al., 2002). A análise da transferência de calor no olho humano devida a implantes artificiais na retina é o objetivo do presente trabalho. Os danos térmicos causados no tecido pela exposição a altas temperaturas podem ser quantificados através da função dano. A análise da transferência de calor no olho é feita através de uma formulação do método dos volumes finitos anteriormente desenvolvida para tratar modelos bidimensionais (Guimarães, 2003; Lyra et al., 2002). Esta formulação utiliza volume de controle centrado no nó e foi implementada fazendo uso de uma estrutura de dados baseada nas arestas da malha. O modelo físico-matemático é aqui descrito detalhadamente em conjunto com a função dano. Faz-se uma breve descrição da formulação numérica bidimensional da implementação computacional, da modelagem geométrica, da geração da malha discreta e do préprocessamento dos dados adotados. Apresentam-se os resultados da análise térmica dos tecidos oculares, inicialmente na ausência, e em seguida, na presença de implantes do tipo subretinal e epirretinal. Posteriormente, esta formulação bidimensional foi estendida para lidar com modelos axissimétricos. Para validar a ferramenta, a mesma foi aplicada em problemasmodelo tridimensionais axissimétricos de transferência de calor, que apresentam solução analítica

Este trabalho apresenta um conjunto de técnicas para a modelagem paramétrica e geração de malhas de superfícies para uso em sistemas de análise e simulações numéricas pelo Método dos Elementos Finitos. Foram desenvolvidos algoritmos para a geração paramétrica de superfícies, para a determinação das curvas de interseções entre superfícies e para a geração de malhas em superfícies curvas e recortadas. Foram implementas linhas e curvas paramétricas básicas, a partir das quais são geradas superfícies paramétricas de vários tipos que proporcionam uma grande flexibilidade de modelamento geométrico. Curvas e superfícies são geradas e manipuladas de forma interativa. São apresentadas técnicas que simplificam a implementação de linhas e superfícies paramétricas. Foi desenvolvido um algoritmo para determinar as curvas de interseção entre superfícies paramétricas, que são utilizadas como linhas de recorte (trimming lines) para obter geometrias complexas e compostas de várias superfícies. O algoritmo desenvolvido emprega técnicas de subdivisão adaptativa, por quadtrees, em função da curvatura local das superfícies. Primeiramente, obtém-se uma aproximação das curvas de interseção no espaço 3D, através da aproximação por triângulos. Os resultados iniciais são refinados e projetados sobre as duas superfícies envolvidas com algoritmos que permitem obter grande precisão. As curvas de interseção finais são mapeadas nos espaços paramétricos das duas superfícies, porém com uma parametrização única, o que facilita a junção com superfícies adjacentes Um algoritmo de geração de malha foi desenvolvido para gerar malhas triangulares de qualidade sobre as superfícies curvas e recortadas. O algoritmo utiliza um processo de subdivisão adaptativa por quadtrees, similar ao utilizado no algoritmo de interseção, para definir tamanhos de elementos em função da curvatura local. Em seguida, aplica-se um algoritmo tipo advancing front para gerar a malha sobre a superfície. Os algoritmos foram implementados e testados em um ambiente gráfico interativo especialmente desenvolvido para este trabalho. São apresentados vários exemplos que comprovam a eficiência das técnicas e algoritmos propostos, incluindo exemplos de matrizes de conformação mecânica para uso com código de análise METAFOR, análise de sensibilidade para otimização de pré-formas e de modelagem de superfícies compostas recortadas com geração de malhas de qualidade, para uso em análise por Elementos Finitos ou como contorno para geração de elementos tridimensionais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T22:38:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:27:10Z : No. of bitstreams: 1 88963.pdf: 3847761 bytes, checksum: 74479c384d134ff79db869c636edbf92 (MD5) / Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia numérica, em volumes finitos, no sistema de coordenadas generalizadas, utilizando malhas adaptativas coincidentes com a direção do vetor velocidade, visando minimizar os erros de interpolação decorrentes do fator do vetor velocidade ser, em geral, oblíquo às linhas de malha. É proposta uma função de interpolação para a avaliação das variáveis na face do volume de controle, com base nas equações de conservação, permitindo que as influências dos efeitos convectivos, difusivos, de pressão e existência de termos fontes sejam consideradas. Esta função de interpolação é denominada neste trabalho de WUDS-E, por ser uma extensão do esquema WUDS. É um fato bastante conhecido as dificuldades de convergência enfrentadas quando diferenças centrais são empregadas para a função de interpolação sem a adição de termos dissipativos. A alternativa já em uso há décadas e o emprego de esquemas "upwind" e híbridos, evitando a origem de coeficientes negativos que, dependendo do método de solução do sistema linear empregado, podem ser desastrosos. Estes métodos, entretanto,em suas formas mais simplificadas, isto é, unidimensionais, resultam em considerável introdução de difusão numérica quando as linhas coordenadas não estão alinhadas com o vetor velocidade.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico. Programa de Pós-Graduação em Contabilidade / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258214.pdf: 863484 bytes, checksum: 230acea434496dc70cb6525710a7b130 (MD5) / A determinação de um custo exato pode ser considerada uma utopia. Atualmente são diversas as metodologias para acumulação dos custos, porém recorrem invariavelmente a critérios subjetivos de rateio para alocação dos custos indiretos de fabricação. A utilização do custeio variável, única exceção a esta regra, pode provocar distorções no resultado do exercício com perda da capacidade informativa. A exatidão em custos pode ser entendida pela acuracidade e pela aceitação da informação de custos como útil e válida por seus usuários. Este estudo trata da gestão estratégica de custos, sendo que o tema abordado é o comportamento de custos e o problema de pesquisa consiste em como determinar o valor dos custos indiretos de fabricação com base em critérios estatísticos. Assim, o objetivo da pesquisa consiste em analisar o comportamento dos custos indiretos de produção por meio de critérios estatísticos em uma malharia. Metodologicamente, este estudo classifica-se como uma pesquisa quantitativa e explicativa, que utiliza o método dedutivo para o tratamento do problema. De acordo com a tipologia, a pesquisa é classificada quanto aos meios como exploratória e descritiva e quanto aos fins como ex post facto e Estudo de Caso. A técnica de coleta de dados utilizada é a pesquisa documental. A pesquisa foi aplicada em uma empresa do setor têxtil voltada à fabricação de malhas, cujo processo produtivo se resume a tecelagem e a maior parte da produção destina-se ao mercado interno. São consideradas 15 (quinze) variáveis, sendo que 13 (treze) delas representam contas de acumulação de custos indiretos e as demais o total de quilogramas produzidos e o total de custos indiretos. Foram realizadas 2.940 (duas mil novecentas e quarenta) análises, sendo que no decorrer da pesquisa são tratadas mais detalhadamente seis variáveis de custo: as cinco variáveis que representam maior representatividade no total dos custos indiretos e a que representa o total dos custos indiretos. O custo médio real por quilograma produzido no período foi R$ 2,2139 (dois reais e vinte e um centavos e trinta e nove milésimos de real). Os principais resultados evidenciaram que o custo médio do quilograma de malha produzido no período pode variar entre R$ 2,2064 (dois reais e vinte centavos e sessenta e quatro milésimos de real) e R$ 2,2297 (dois reais e vinte e dois centavos e noventa e sete milésimos de real), caso qualquer das variáveis, excetuando-se apenas uma delas que apresentou comportamento anômalo no período, fosse calculada por técnicas estatísticas. Assim, conclui-se pelas análises estatísticas realizadas que tal comportamento, para o intervalo citado, pode ser determinado no nível de 95% (noventa e cinco por cento) de confiança, o que viabiliza a sua aplicação na determinação do comportamento dos custos com maior acurácia.

Neste trabalho, examinamos detalhadamente um procedimento de análise, introduzido em [21] e desenvolvido em [11] e [18], para a investigação dos erros em malhas arbitrárias, decorrentes de métodos discretos (diferenças finitas e elementos finitos) de segunda ordem para problemas de Sturm-Liouville regulares, com condições de contorno tipo Dirichlet, Neumann ou Robin (ou combinações destas). Esta análise nos permite obter estimativas finas sobre erros de solução e derivadas de primeira e segunda ordens. Aplicamos o procedimento em detalhe para o exame do método mimético discutido em [21] e do método de elementos finitos considerado em [18] e [11] (método de Galerkin com elementos seccionalmente lineares). Em particular, fenômenos de supraconvergência em ambos os métodos são observados e explicados facilmente a partir das estimativas desenvolvidas. / In the present work, we give a detailed discussion of the errar analysis intraduced in [21], and further developed in [11] and [18], of 2nd-order discrete methods (both finite-difference and finite element methods are considered here) for one-dimensional Sturm- Liouville problems with separated boundary conditions of Dirichlet, Neumann, or Robin type (or combinations of these). Such an analysis yields very precise estimates for both solution and derivative errors in the approximations. Application is given to the analysis of the mimetic method discussed in [21], and the standard 2nd-order Galerkin method [18], [11] with piecewise linear elements. In particular, supraconvergence effects are clearly explained based on the estimates obtained by the theory.