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Influência de diferentes comprimentosde onda de luz no crescimento e análise do óleo essencial de três POACEAE / Light wave length of different influence on growth and analysis of essentia loilL three POACEAE

PISTELLI, Edison E. C. 02 April 2014 (has links)
Submitted by biblioteca unifenas (biblioteca@unifenas.br) on 2016-06-21T18:48:24Z No. of bitstreams: 1 Edison Clayton Pistelli dissertacao.pdf: 3899985 bytes, checksum: dc3575ed8916b86bd0e4913fafda260c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T18:48:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edison Clayton Pistelli dissertacao.pdf: 3899985 bytes, checksum: dc3575ed8916b86bd0e4913fafda260c (MD5) Previous issue date: 2014-04-02 / Medicinal plants are cultivated for use in popular medicine, and in food, pharmaceutical and perfumes industry. New technology in mineral nutrition, irrigation, protected culture, as well as alterations in quality and intensity of exposure to light have been applied in the cultivation of medicinal plants. This present work aimed to assess the influence of the quality and intensity of lighting on different medicinal plants. Treatments consisted of citronella (Cymbopogon nardus L.), lemongrass (Cymbopogon citratus DC. Stapf) and vetiver (Vetiveria zizanioides L. Nash) under different photo-converting filter colours (black, red and blue) as well as under plain sunlight. Medicinal plant seedlings were transplanted in SLAB type substrate and kept under the different treatments. Drip fertirrigation was carried out throughout treatment cycle. Assessments on plant growth, leaf anatomy, chlorophyll content, photosynthesis, production and composition of the essential oil were performed on the 180th day. Plant height fared best results on cultivation under the red mesh. Plain sun favoured higher accumulation of dry biomass by the plants. Photo-converting promoted alterations on leaf anatomy in plants. Citronella and lemongrass plants, respectively, showed thinner leaf mesophylls when kept under the blue and red filters. The black filter mesh promoted greater leaf mesophylls on vetiver plants. Citronella leaves showed 1240 stomata/mm-2, vetiver 409 stomata/mm-2 and lemmongrass showed 806 stomata/mm-2. The highest contents of chlorophyll a and b were noticed on lemongrass plants cultivated under plain sunlight, while citronella plants fared higher chlorophyll rates when under black filter. Lower rates of chlorophyll were verified on vetiver under the black mesh. Medicinal plants cultivated under the red mesh as well as those cultivated under plain sunlight yielded the highest photo-synthetic rates. The highest essential oil yielding was obtained from plants growing under plain sunlight. The main compound found in citronella was citronellal with rates above 30%. Citral was the main constituent in the lemongrass essential oil, and muuroladieno, dehydro isolongifeno and muurolol were found in the vetiver plants. The photo-converting mesh pieces promoted morpho-physiological alterations on medicinal plants, as well as on the yielding and contents of their essential oil constituents. / As plantas medicinais são cultivadas por serem usadas na medicina popular, na indústria alimentícia, farmacêutica e de perfumes. Novas tecnologias em nutrição mineral, irrigação, cultivo protegido e alterações na qualidade e intensidade luminosa vêm sendo empregada no cultivo de plantas medicinais. O presente trabalho teve por objetivo verificar a influência da qualidade e intensidade luminosa em diferentes plantas medicinais. Os tratamentos foram compostos pelo cultivo de citronela (Cymbopogon nardus L.), capim-limão (Cymbopogon citratus DC. Stapf) e vetiver (Vetiveria zizanioides L. Nash) sob diferentes malhas fotoconversoras (preto, vermelho e azul) e no cultivo protegido. As mudas das plantas medicinais foram transplantadas em substrato tipo SLAB e assim mantidas nos diferentes tratamentos. Foi realizada fertirrigação (NPK) por gotejamento durante todo o ciclo do experimento. Aos 180 dias foram realizadas as avaliações das características de crescimento das plantas, anatomia foliar, teor de clorofila, fotossíntese, produção e composição do óleo essencial. A maior altura das plantas foi observada no cultivo sob a malha vermelha. O cultivo protegido favoreceu o maior acúmulo de biomassa seca das plantas medicinais. As malhas fotoconversoras promoveram alterações na anatomia foliar das plantas. Plantas de citronela e capim-limão apresentaram menor espessura do mesofilo foliar quando mantidas sob as malhas azul e vermelha, respectivamente. A malha preta promoveu em plantas de vetiver o maior mesofilo foliar. As folhas de citronela apresentaram (1240 estômatos mm-2), vetiver (409 estômatos mm-2) e capim-limão (806 estômatos mm-2). Maiores conteúdos de clorofilas a e b foram observados em plantas de capim-limão cultivadas a cultivo protegido e as plantas de citronela apresentaram maior teor de clorofila enquanto mantidas em malha preta. Menores teores de clorofila foram observados em plantas de vetiver mantidas sob a malha vermelha. Plantas medicinais cultivadas sob a malha vermelha e no cultivo protegido apresentaram as maiores taxas fotossintéticas. O maior rendimento em óleo essencial foi obtido em plantas crescendo a cultivo protegido. O principal composto encontrado em citronela foi o citronelal com teores acima de 30%. O citral foi o constituinte majoritário do óleo essencial de capim-limão e nas plantas de vetiver foram encontrados o muuroladieno, mehidro isolongifeno e o muurolol. As malhas fotoconversoras promoveram alterações morfofisiológicas, bem como no rendimento e teor dos constituintes dos óleos essenciais das plantas medicinais.
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[en] ILLUSTRATIVE VOLUME VISUALIZATION FOR UNSTRUCTURED MESHES / [pt] VISUALIZACÃO VOLUMÉTRICA ILUSTRATIVA DE MALHAS NÃO ESTRUTURADAS

29 November 2011 (has links)
[pt] Técnicas de visualização científica criam imagens na tentativa de revelar estruturas e fenômenos complexos. Técnicas ilustrativas têm sido incorporadas aos sistemas de visualizacão científica para melhorar a expressividade de tais imagens. A visualização de linhas caracteríticas é uma técnica importante para transmitir uma melhor informacão sobre a forma das superfícies. Neste trabalho, propomos combinar visualização volumétrica de malhas não estruturadas com isosuperfícies ilustradas. Isto é feito estendendo um algoritmo de traçado de raio em GPU para incorporar ilustração com linhas de variação extrema da iluminação(photic extremum lines), um tipo de linha característica que captura mudanças bruscas de luminância, revelando formas de um jeito perceptualmente correto. / [en] Scientic visualization techniques create images attempting to reveal complex structures and phenomena. Illustrative techniques have been incorporated to scientic visualization systems in order to improve the expressiveness of such images. The rendering of feature lines is an important technique for better depicting surface shapes and features. In this thesis, we propose to combine volume visualization of unstructured meshes with illustrative isosurfaces. This is accomplished by extending a GPU-based ray-casting algorithm to incorporate illustration with photic extremum lines, a type of feature lines able to capture sudden changes of luminance, conveying shapes in a perceptually correct way.
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[en] FINITE ELEMENT MESH GENERATION WITH DEFERRED CONSTRAINT INSERTION / [pt] GERAÇÃO DE MALHA DE ELEMENTOS FINITOS COM INSERÇÃO DE RESTRIÇÕES A POSTERIORI

CHRYSTIANO BARBOSA DE SOUZA ARAUJO 26 November 2013 (has links)
[pt] O método de elementos finitos é uma ferramenta amplamente utilizada na análise e simulação de fenômenos físicos. Uma etapa crucial desse método consiste na discretização de um domínio contínuo em uma malha de elementos finitos. A precisão da solução obtida na análise está diretamente relacionada á qualidade da malha utilizada, a qual é determinada pela forma e consistência de seus elementos. Grande parte dos trabalhos existentes na literatura é baseada em métodos clássicos, como Avanço de Fronteira, Triangulação de Delaunay com Restrição e Decomposição de Domínios. Utilizando uma abordagem diferente, esta dissertação propõe um método de geração a posteriori, em que restrições do domínio são inseridas iterativamente na malha, a qual é deformada localmente a fim de satisfazer cada nova restrição. Para validar o método proposto, os resultados obtidos são analisados através de critérios de qualidade comumente utilizados na literatura. / [en] The finite element method (FEM) is a widely used tool in the analysis and simulation of physical phenomena. The discretization of a continuous domain into a finite element mesh is an essential FEM step. The accuracy of the solution is highly dependent on the quality of the input mesh, which is mainly evaluated through the shape of the elements. Most of the related works is based on traditional methods, such as Advancing Front, Constrained Delaunay Triangulation and Domain Decomposition. Unlike these methods, this work proposes an iterative mesh generation method with deferred constraint insertion, in which an initially regular mesh is locally deformed in order to satisfy each new domain constraint. In addition, in order to validate the proposed method, this work evaluates each output mesh according to quality criteria commonly used in the literature.
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[en] VISUALIZATION OF ARBITRARY CROSS SECTION OF UNSTRUCTURED MESHES / [pt] VISUALIZAÇÃO DE SEÇÕES DE CORTE ARBITRÁRIAS DE MALHAS NÃO ESTRUTURADAS

BERNARDO BIANCHI FRANCESCHIN 13 January 2015 (has links)
[pt] Na visualização de campos escalares de dados volumétricos, o uso de seções de corte é uma técnica eficaz para se inspecionar a variação do campo no interior do domínio. A técnica de visualização consiste em mapear sobre a superfície da seção de corte um mapa de cores, o qual representa a variação do campo escalar na interseção da superfície com o volume. Este trabalho propõe um método eficiente para o mapeamento de campos escalares de malhas não estruturadas em seções de corte arbitrárias. Trata-se de um método de renderização direta (a interseção da superfície com o modelo não é extraída) que usa a GPU para garantir bom desempenho. A idéia básica do método proposto é utilizar o rasterizador da placa gráfica para gerar os fragmentos da superfície de corte e calcular a interseção de cada fragmento com o modelo em GPU. Para isso, é necessário testar a localização de cada fragmento na malha não estruturada de maneira eficiente. Como estrutura de aceleração, foram testadas três variações de grades regulares para armazenar os elementos (células) da malha, e cada elemento é representado pela lista de planos de suas faces, facilitando o teste de pertinência fragmento-elemento. Uma vez determinado o elemento que contém o fragmento, são aplicados procedimentos para interpolar o campo escalar e para identificar se o fragmento está próximo à fronteira do elemento, a fim de representar o aramado (wireframe) da malha na superfície de corte. Resultados obtidos demonstram a eficácia e a eficiência do método proposto. / [en] For the visualization of scalar fields in volume data, the use of cross sections is an effective technique to inspect the field variation inside the domain. The technique consists in mapping, on the cross section surfaces, a colormap that represents the scalar field on the surfasse-volume intersection. In this work, we propose an efficient method for mapping scalar fields of unstructured meshes on arbitrary cross sections. It is a direct-rendering method (the intersection of the surface and the model is not extracted) that uses GPU to ensure efficiency. The basic idea is to use the graphics rasterizer to generate the fragments of the cross-section surface and to compute the intersection of each fragment with the model. For this, it is necessary to test the location of each fragment with respect to the unstructured mesh in an efficient way. As acceleration data structure, we tested three variations of regular grids to store the elements (cells) of the mesh, and each elemento is represented by the list of face planes, easing the in-out test between fragments and elements. Once the element that contains the fragment is determined, it is applied procedures to interpolate the scalar field and to check if the fragment is close to the element boundary, to reveal the mesh wireframe on the surface. Achieved results demonstrate the effectiveness and the efficiency of the proposed method.
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[en] GEOMETRIC AND NUMERICAL ADAPTATIVITY OF 2D AND 3D FINITE ELEMENT MESHES / [pt] ADAPTATIVIDADE GEOMÉTRICA E NUMÉRICA NA GERAÇÃO DE MALHAS DE ELEMENTOS FINITOS EM 2D E 3D

RAFAEL ARAUJO DE SOUSA 20 August 2007 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta uma metodologia para geração de malhas adaptativas de elementos finitos 2D e 3D usando modeladores geométricos com multi-regiões e superfícies paramétricas. A estratégia adaptativa adotada é fundamentada no refinamento independente das curvas, superfícies e sólidos. Inicialmente as curvas são refinadas, no seu espaço paramétrico, usando uma técnica de partição binária da curva (binary-tree). A discretização das curvas é usada como dado de entrada para o refinamento das superfícies. A discretização destas é realizada no seu espaço paramétrico e utiliza uma técnica de avanço de fronteira combinada com uma estrutura de dados do tipo quadtree para gerar uma malha não estruturada de superfície. Essas malhas de superfícies são usadas como dado de entrada para o refinamento dos domínios volumétricos. A discretização volumétrica combina uma estrutura de dados do tipo octree juntamente com a técnica de avanço de fronteira para gerar uma malha sólida não estruturada de elementos tetraédricos. As estruturas de dados auxiliares dos tipos binary-tree, quadtree e octree são utilizadas para armazenar os tamanhos característicos dos elementos gerados no refinamento das curvas, superfícies e regiões volumétricas. Estes tamanhos característicos são definidos pela estimativa de erro numérico associado à malha global do passo anterior do processo adaptativo. A estratégia adaptativa é implementada em dois modeladores: o MTOOL (2D) e o MG (3D), que são responsáveis pela criação de um modelo geométrico, podendo ter, multi-regiões, onde no caso 3D as curvas e superfícies são representadas por NURBS. / [en] This work presents a methodology for adaptive generation of 2D and 3D finite-element meshes using geometric modeling with multi- regions and parametric surfaces. The adaptive strategy adopted in this methodology is based on independent refinements of curves, surfaces and solids. Initially, the model´s curves are refined using a binary-partition algorithm in parametric space. The discratizetion of these curves is used as input for the refinement of adjacent surfaces. Surface discretization is also performed in parametric space and employs a quadtree-based refinement coupled to an advancing-front technique for the generation of an unstructured triangulation. These surface meshes are used as input for the refinement adjacent volumetric domains. Volume discretization combines an octree refinement with an advancing-front technique to generate an unstructural mesh of tetrahedral elements. In all stages of the adaptive strategy, the refinement of curves, surface meshes and solid meshes is based on estimated numerical errors associated to the mesh of the previous step in the adaptive process. In addition, curve and surface refinement takes into account metric distortions between parametric and Cartesian spaces and high curvatures of the model´s geometric entities. The adaptive strategies are implemented in two different modelers: MTOOL (2D) and MG (3D), which are responsible for the creation of a geometric model with multi-regions, where for case 3D the curves and surfaces are represented by NURBS, and for the interactive and automatic finite-element mesh generation associated to surfaces and solid regions. Numerical examples of the simulation of engineering problems are presented in order to validate the methodology proposed in this work.
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Malhas fotoconversoras e concentrações de potássio via fertirrigação no cultivo de Costus lasius Loes. em ambiente protegido / Photoconverters meshes and potassium concentrations in Costus lasius Loes. crops cultivated in greenhouse

Sampaio, Pedro Ramualyson Fernandes 02 August 2018 (has links)
As plantas tropicais vêm ocupando uma parcela crescente do setor de floricultura, tanto no mercado nacional quanto no internacional, por apresentarem formas exuberantes e coloridas. Neste sentido, o Costus lasius Loes. tem se destacado entre as plantas ornamentais por possuir, como característica mais atraente, pequenas inflorescências amarelo-ouro e caule pouco espiralado, marcas que dão leveza à combinação de plantas de vaso. Entretanto, esta espécie é pouco pesquisada no Brasil, principalmente quanto às condições ambientais de cultivo, de nutrição e de manejo da fertirrigação. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de diferentes malhas fotoconversoras de sombreamento e diferentes concentrações de potássio, no cultivo de Costus lasius em ambiente protegido. O experimento foi conduzido em uma área experimental do Departamento de Produção Vegetal da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", em Piracicaba, SP. Os tratamentos foram constituídos da combinação de cinco concentrações de potássio na solução de fertirrigação (40, 80, 120, 160 e 200 mg L-1), com três diferentes colorações de cobertura Chromatinet (Polysak Plastic Industries Ltd), nas cores vermelha, azul e preta, com índice de sombreamento de 50%. Foram utilizados 25 vasos \"pote 19\" por malha, em um total de 75, com um número de duas plantas por vaso, dispostos em bancadas de alumínio já disponíveis no local. Foram avaliados o crescimento das plantas, o número de folhas, de hastes e de inflorescências, as dimensões das hastes e das inflorescências, a sanidade das folhas e das inflorescências, o índice de preenchimento de vaso, a matéria fresca e seca, o índice de área foliar, o índice de estresse hídrico da cultura, o índice de clorofila e o acúmulo das concentrações de macronutrientes no tecido vegetal. O sombreamento com a malha vermelha melhorou as características de crescimento, número de folhas e aumentou a produção de massa fresca e seca de costus. A concentração de 200 mg L-1 de K+, na solução de fertirrigação, é a recomendada para aumentar a massa fresca e o maior número das inflorescências, características relevantes para a espécie Costus lasius como planta ornamental. Os maiores teores de potássio acumulados nas inflorescências do costus são proporcionados pela concentração 200 mg L-1 sobre as malhas vermelha e azul; e pela concentração 160 mg L-1 no ambiente sombreado com a malha preta. A dose de 200 mg L-1 de K+ associada a malha preta conduzem aos melhores resultados em termos de produção de hastes e inflorescências. O cultivo de costus sobre a malha azul tem maior eficiência no aproveitamento da clorofila e no processo fotossintético, indicando a camada basal das folhas como referência para esse tipo de avaliação. O IEHC apresenta grande variabilidade durante todo o ciclo e indica o ambiente de malha vermelha como o mais passível de causar estresse hídrico para as plantas na maioria dos meses estudados. / Tropical plants have been participating of a growing portion in brazilian floriculture and in international markets, because of its exuberant and colorful forms. In this sense, the Costus lasius Loes. has stood out among ornamental plants because of its more attractive characteristics: small yellow-gold inflorescences and slightly spiraled stem, attributes that give lightness to the potted plants. However, there are few studies about this species in Brazil and mainly regarding the environmental conditions of cultivation, nutrition and fertirrigation management. The goal of this work is to evaluate the effect of different photoconverters meshes and different concentrations of potassium in the cultivation of Costus lasius in greenhouse. The experiment was conducted in an experimental area of the Plant Production Department at the School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\", in Piracicaba, SP. Treatments were composed by a combination of five potassium concentrations in the fertigation solution (40, 80, 120, 160 and 200 mg L-1) in three different meshes (Polysak Plastic Industries Ltd): red, blue and black, with shading capacity of 50%. For each meshe color twenty-five pots were used, 75 pots in total, with two plants per pot, arranged in aluminum benches already available at the place. In this experiment were evaluated the plants growth, number of leaves, stems and inflorescences, dimensions of stems and inflorescences, leaves and inflorescences health, vessel filling index, fresh and dry matter, leaf area index, crop water stress index, chlorophyll index and accumulation of macronutrients concentrations in plant tissue. The shading with the red mesh improved the growth characteristics, number of leaves and increased the production of fresh and dry mass of costus. The K+ concentration of 200 mg L-1 in the fertigation solution is recommended to increase the fresh mass and to achieve the highest number of inflorescences, which are relevant characteristics for the specie Costus lasius as ornamental plant. The highest levels of accumulated potassium in costus inflorescences are provided by the concentration of 200 mg L-1 on the red and blue meshes; and by the concentration of 160 mg L-1 in the environment shaded with the black mesh. The dose of 200 mg L-1 of K+ associated with black mesh leads to the best results in terms of stem and inflorescence production. The cultivation of costus on the blue mesh has greater efficiency in the use of chlorophyll and in the photosynthetic process, indicating the basal layer leaves as reference for this type of evaluation. The CWSI shows great variability throughout the cycle and indicates the red mesh environment as the most likely to cause hydric stress to plants in most of the months studied.
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Aplicação do método de imagens complexas ao cálculo de malhas de aterramento em solos com estratificação horizontal. / Modelling of grounding grids in multilayer soils using complex images.

Pereira Filho, Mário Leite 21 May 1999 (has links)
O projeto de malhas de aterramento requer o cálculo da resistência de aterramento e dos potenciais na superfície do solo. Quando o método das imagens é utilizado para este cálculo o modelo típico do solo é uma estratificação horizontal em 2 camadas. A extensão do método das imagens para solos com múltiplas camadas horizontais apresenta problemas numéricos importantes, de forma que a técnica de imagens complexas foi utilizada para permitir este cálculo, porém restringindo a posição dos eletrodos à primeira camada. Este trabalho objetiva a aplicação do método de imagens complexas a eletrodos situados em qualquer camada de solos com estratificação horizontal, deduzindo as funções kernel para posições arbitrárias da fonte e do objeto e determinando os resíduos e pólos das imagens utilizando a decomposição em autovalores e autovetores. Foi desenvolvido um programa que calcula a resistência de aterramento e os potenciais na superfície do solo para solos com até 4 camadas. Foram realizadas comparações com outros trabalhos publicados e os resultados obtidos permitem validar o uso do programa para esta aplicação. / Grounding grid design requires both ground resistance and surface potential. Traditional method of images restricts this calculation to two layer soils. Complex image method allows calculation of both resistance values and potentials at the soil surface, in multilayer soils with horizontal stratification, without grounding grid position limitation. This work presents a complete methodology for calculation of safety aspects of grounding grid design, validating results by comparison with published previous work.
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Simulação numérica de escoamentos de fluidos utilizando diferenças finitas generalizadas / Numerical simulation of fluid flow using generalized finite differences

Santos, Fernanda Olegario dos 24 November 2005 (has links)
Este trabalho apresenta parte de um sistema de simulação integrado para escoamento de fluido incompressível bidimensional em malhas não estruturadas denominado UmFlow-2D. O sistema consiste de três módulos: um módulo modelador, um módulo simulador e um módulo visualizador. A parte do sistema apresentado neste trabalho é o módulo simulador. Este módulo, implementa as equações de Navier-Stokes. As equações governantes são discretizadas pelo método de diferenças finitas generalizadas e os termos convectivos pelo método semi-lagrangeano. Um método de projeção é empregado para desacoplar as componentes da velocidade e pressão. O gerenciamento da malha, não estruturada é feito pela estrutura de dados SHE. Os resultados numéricos obtidos pelo UmFlow-2D são comparados com soluções analíticas e soluções numéricas de outros trabalhos. / This work presents an integratc simulation system, called UmFlow-2D, wich aims a,t simulating two-dimensional íncompressible fluid flow using unstructed mesh. The system is divided three modules: modeling module, simulation module and visualization module. In this work we present the simulation module. The simulation module implements the Navier-Stokes equation. The governing equations are discretized by a generalized flnite dillerence method and the convective terms by semi-lagrangean method. A projection method is employed to uncouple the velocity componentes and pressure. The management at the unstructed mesh is ready using a data structure called SHE. The numérica! results are compared with analytical solutions and numerical simulations of other works.
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Simulação numérica de uma função indicadora de fluidos tridimensional empregando refinamento adaptativo de malhas / Numerical simulation of a 3D fluid indicator function using adaptive mesh refinement

Azeredo, Daniel Mendes 10 December 2007 (has links)
No presente trabalho, utilizou-se o Método da Fronteira Imersa, o qual utiliza dois tipos de malhas computacionais: euleriana (utilizada para o fluido) e lagrangiana (utilizada para representar a interface de separação de dois fluidos). O software livre GMSH foi utilizado para representar um sólido por meio da sua superfície externa e também para gerar uma malha triangular, bidimensional e não estruturada para discretizar essa superfície. Essa superfície foi utilizada como condição inicial para a malha lagrangiana (fronteira imersa). Os dados da malha lagrangiana são armazenados em uma estrutura de dados chamada Halfedge, a qual é largamente utilizada em Computação Gráfica para armazenar superfícies fechadas e orientáveis. Uma vez que a malha lagrangiana esteja armazenada nesta estrutura de dados, passa-se a estudar uma hipotética interação dinâmica entre a fronteira imersa e o escoamento do fluido. Esta interação é estudada apenas em um sentido, considera-se apenas a condição de não deslizamento, isto é, a fronteira imersa acompanhará passivamente um campo de velocidades pré-estabelecido (imposto), sem exercer qualquer força ou influência sobre ele. Foi utilizado um campo de distância local com sinal (função indicadora de fluidos) para identificar o interior e o exterior da superfície que representa a interface entre os fluidos. Este campo de distância é atualizado a cada passo no tempo utilizando idéias de Geometria Computacional, o que tornou o custo computacional para calcular esse campo otimal independente da complexidade geométrica da interface. Esta metodologia mostrou-se robusta e produz uma definição nítida das distintas fases dos fluidos em todos os passos no tempo. Para acompanhar e visualizar de forma mais precisa o comportamento dos fluidos na vizinhança da superfície que representa a interface de separação dos fluido, foi utilizado um algoritmo chamado de Refinamento Adaptativo de Malhas para fazer um refinamento dinâmico da malha euleriana na vizinhança da malha lagrangiana. / The scientific motivation of the present work is the mathematical modeling and the computational simulation of multiphase flows. Specifically, the equations of a two-phase flow are written by combining the Immersed Boundary Method with a suitable fluid indicator function. It is assumed that the fluid equations are discretized on an Eulerian mesh covering completely the flow domain and that the interface between the fluid phases is discretized by a non-structured Lagrangian mesh formed by triangles. In this context, employing tools commonly found in Computational Geometry, the computation of the fluid indicator function is efficiently performed on a block-structured Eulerian mesh bearing dynamical refinement patches. Formed by a set of triangles, the Lagrangian mesh, which is initally generated employing the free software GMSH, is stored in a Halfedge data structure, a data structure which is widely used in Computer Graphics to represent bounded, orientable closed surfaces. Once the Lagrangian mesh has been generated, next, one deals with the hipothetical situation of dealing with the one-way dynamical interaction between the immersed boundary and the fluid flow, that is, considering the non-slip condition, only the action of the flow on the interface is studied. No forces arising on the interface affects the flow, the interface passively being advect with the flow under a prescribed, imposed velocity field. In particular, the Navier-Stokes equations are not solved. The fluid indicator function is given by a signed distance function in a vicinity of the immersed boundary. It is employed to identify interior/exterior points with respect to the bounded, closed region which is assumed to contain one of the fluid phases in its interior. The signed distance is update every time step employing Computational Geometry methods with optimal cost. Several examples in three dimensions, showing the efficiency and efficacy in the computation of the fluid indicator function, are given which employ the dynamical adaptive properties of the Eurlerian mesh for a moving interface.
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Simulação numérica de uma função indicadora de fluidos tridimensional empregando refinamento adaptativo de malhas / Numerical simulation of a 3D fluid indicator function using adaptive mesh refinement

Daniel Mendes Azeredo 10 December 2007 (has links)
No presente trabalho, utilizou-se o Método da Fronteira Imersa, o qual utiliza dois tipos de malhas computacionais: euleriana (utilizada para o fluido) e lagrangiana (utilizada para representar a interface de separação de dois fluidos). O software livre GMSH foi utilizado para representar um sólido por meio da sua superfície externa e também para gerar uma malha triangular, bidimensional e não estruturada para discretizar essa superfície. Essa superfície foi utilizada como condição inicial para a malha lagrangiana (fronteira imersa). Os dados da malha lagrangiana são armazenados em uma estrutura de dados chamada Halfedge, a qual é largamente utilizada em Computação Gráfica para armazenar superfícies fechadas e orientáveis. Uma vez que a malha lagrangiana esteja armazenada nesta estrutura de dados, passa-se a estudar uma hipotética interação dinâmica entre a fronteira imersa e o escoamento do fluido. Esta interação é estudada apenas em um sentido, considera-se apenas a condição de não deslizamento, isto é, a fronteira imersa acompanhará passivamente um campo de velocidades pré-estabelecido (imposto), sem exercer qualquer força ou influência sobre ele. Foi utilizado um campo de distância local com sinal (função indicadora de fluidos) para identificar o interior e o exterior da superfície que representa a interface entre os fluidos. Este campo de distância é atualizado a cada passo no tempo utilizando idéias de Geometria Computacional, o que tornou o custo computacional para calcular esse campo otimal independente da complexidade geométrica da interface. Esta metodologia mostrou-se robusta e produz uma definição nítida das distintas fases dos fluidos em todos os passos no tempo. Para acompanhar e visualizar de forma mais precisa o comportamento dos fluidos na vizinhança da superfície que representa a interface de separação dos fluido, foi utilizado um algoritmo chamado de Refinamento Adaptativo de Malhas para fazer um refinamento dinâmico da malha euleriana na vizinhança da malha lagrangiana. / The scientific motivation of the present work is the mathematical modeling and the computational simulation of multiphase flows. Specifically, the equations of a two-phase flow are written by combining the Immersed Boundary Method with a suitable fluid indicator function. It is assumed that the fluid equations are discretized on an Eulerian mesh covering completely the flow domain and that the interface between the fluid phases is discretized by a non-structured Lagrangian mesh formed by triangles. In this context, employing tools commonly found in Computational Geometry, the computation of the fluid indicator function is efficiently performed on a block-structured Eulerian mesh bearing dynamical refinement patches. Formed by a set of triangles, the Lagrangian mesh, which is initally generated employing the free software GMSH, is stored in a Halfedge data structure, a data structure which is widely used in Computer Graphics to represent bounded, orientable closed surfaces. Once the Lagrangian mesh has been generated, next, one deals with the hipothetical situation of dealing with the one-way dynamical interaction between the immersed boundary and the fluid flow, that is, considering the non-slip condition, only the action of the flow on the interface is studied. No forces arising on the interface affects the flow, the interface passively being advect with the flow under a prescribed, imposed velocity field. In particular, the Navier-Stokes equations are not solved. The fluid indicator function is given by a signed distance function in a vicinity of the immersed boundary. It is employed to identify interior/exterior points with respect to the bounded, closed region which is assumed to contain one of the fluid phases in its interior. The signed distance is update every time step employing Computational Geometry methods with optimal cost. Several examples in three dimensions, showing the efficiency and efficacy in the computation of the fluid indicator function, are given which employ the dynamical adaptive properties of the Eurlerian mesh for a moving interface.

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