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Aerodinâmica de automóveis baseado no método dos contornos virtuaisFerreira, Davi E. T. I. January 2005 (has links)
Este trabalho desenvolve um método numérico para a solução de escoamentos bidimensionais em torno de geometrias automobilísticas utilizando o método de diferenças finitas. O código computacional resolve as equações de Navier-Stokes e de Euler para uma distribuição adequada dos pontos discretos na malha. O método de integração empregado baseia-se no esquema explícito de Runge-Kutta de 3 estágios para as equações da quantidade de movimento e no de sub-relaxações sucessivas para a pressão na base Gauss-Seidel. Utilizou-se a técnica dos contornos virtuais em coordenadas cartesianas para resolver o escoamento sobre uma geometria simplificada, com a superfície coincidente com a malha computacional, e uma geometria automobilística mais complexa (BMW). Para a certificação da técnica empregada, optou-se pela utilização da teoria do escoamento potencial e pela comparação com dados experimentais encontrados na literatura e outros coletados em túnel de vento em escala reduzida. Houve dificuldade nesta comparação devido à falta de artigos relativos às simulações numéricas de escoamentos sobre automóveis e na aplicação da técnica dos contornos virtuais em geometrias complexas. Os resultados foram satisfatórios, com boas perspectivas para trabalhos futuros, contribuindo assim para o desenvolvimento da área.
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Modelos unidimensionais para fluxos condutivo-radiativosSauter, Esequia January 2010 (has links)
Fenômenos que envolvem transferência de calor em altas temperaturas exigem modelos condutivos-radiativos, como é o caso de modelos de resfriamento de vidro e de turbinas de gás. A formulação matemática resulta em um sistema de equações diferenciais parciais, sendo uma equação parabólica com condições de contorno não lineares acoplada a equação de transporte radiativo com condições de contorno semi-reflexiva. A teoria de existência para esse sistema já existe sob algumas condições restritivas. Neste trabalho tratamos essa teoria sem a necessidades de hipóteses não física no caso unidimensional. Também fizemos a teoria de existência para a equação do transporte não acoplada com espalhamento anisotrópico. Simulações numéricas para o transporte e para o problema acoplado foram feitas via discretização diretas dos operadores integrais oriundos da análise e diferenças nitas para a equação da temperatura. Comparamos resultados com os encontrados na literatura e calculamos o erro de truncamento do método usado na equação do transporte. / Phenomena involving heat transfer in high temperature require conductive-radiative models, as is the case of models of glass annealing and gas turbines. The mathematical formulation results in a system of partial di erential equations, composed of a parabolic equation with nonlinear boundary conditions coupled the radiative transport equation with semi-re exive boundary conditions. The theory of existence for this system already exists for some restrictive sets of parameters. In this paper we consider the theory for the one-dimensional case without the need for non-physical hypotheses. Moreover, we establish the theory of existence for the neutron transport equation with general anisotropic scattering. Numerical simulations for the transport equation and the coupled problem were made by direct discretization of integral operators originating from the analysis and a nite di erence equation for the temperature. We compare results with those found in the literature and calculate the truncation error of the method used in the transport equation.
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Modelos unidimensionais para fluxos condutivo-radiativosSauter, Esequia January 2010 (has links)
Fenômenos que envolvem transferência de calor em altas temperaturas exigem modelos condutivos-radiativos, como é o caso de modelos de resfriamento de vidro e de turbinas de gás. A formulação matemática resulta em um sistema de equações diferenciais parciais, sendo uma equação parabólica com condições de contorno não lineares acoplada a equação de transporte radiativo com condições de contorno semi-reflexiva. A teoria de existência para esse sistema já existe sob algumas condições restritivas. Neste trabalho tratamos essa teoria sem a necessidades de hipóteses não física no caso unidimensional. Também fizemos a teoria de existência para a equação do transporte não acoplada com espalhamento anisotrópico. Simulações numéricas para o transporte e para o problema acoplado foram feitas via discretização diretas dos operadores integrais oriundos da análise e diferenças nitas para a equação da temperatura. Comparamos resultados com os encontrados na literatura e calculamos o erro de truncamento do método usado na equação do transporte. / Phenomena involving heat transfer in high temperature require conductive-radiative models, as is the case of models of glass annealing and gas turbines. The mathematical formulation results in a system of partial di erential equations, composed of a parabolic equation with nonlinear boundary conditions coupled the radiative transport equation with semi-re exive boundary conditions. The theory of existence for this system already exists for some restrictive sets of parameters. In this paper we consider the theory for the one-dimensional case without the need for non-physical hypotheses. Moreover, we establish the theory of existence for the neutron transport equation with general anisotropic scattering. Numerical simulations for the transport equation and the coupled problem were made by direct discretization of integral operators originating from the analysis and a nite di erence equation for the temperature. We compare results with those found in the literature and calculate the truncation error of the method used in the transport equation.
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Aerodinâmica de automóveis baseado no método dos contornos virtuaisFerreira, Davi E. T. I. January 2005 (has links)
Este trabalho desenvolve um método numérico para a solução de escoamentos bidimensionais em torno de geometrias automobilísticas utilizando o método de diferenças finitas. O código computacional resolve as equações de Navier-Stokes e de Euler para uma distribuição adequada dos pontos discretos na malha. O método de integração empregado baseia-se no esquema explícito de Runge-Kutta de 3 estágios para as equações da quantidade de movimento e no de sub-relaxações sucessivas para a pressão na base Gauss-Seidel. Utilizou-se a técnica dos contornos virtuais em coordenadas cartesianas para resolver o escoamento sobre uma geometria simplificada, com a superfície coincidente com a malha computacional, e uma geometria automobilística mais complexa (BMW). Para a certificação da técnica empregada, optou-se pela utilização da teoria do escoamento potencial e pela comparação com dados experimentais encontrados na literatura e outros coletados em túnel de vento em escala reduzida. Houve dificuldade nesta comparação devido à falta de artigos relativos às simulações numéricas de escoamentos sobre automóveis e na aplicação da técnica dos contornos virtuais em geometrias complexas. Os resultados foram satisfatórios, com boas perspectivas para trabalhos futuros, contribuindo assim para o desenvolvimento da área.
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Modelos unidimensionais para fluxos condutivo-radiativosSauter, Esequia January 2010 (has links)
Fenômenos que envolvem transferência de calor em altas temperaturas exigem modelos condutivos-radiativos, como é o caso de modelos de resfriamento de vidro e de turbinas de gás. A formulação matemática resulta em um sistema de equações diferenciais parciais, sendo uma equação parabólica com condições de contorno não lineares acoplada a equação de transporte radiativo com condições de contorno semi-reflexiva. A teoria de existência para esse sistema já existe sob algumas condições restritivas. Neste trabalho tratamos essa teoria sem a necessidades de hipóteses não física no caso unidimensional. Também fizemos a teoria de existência para a equação do transporte não acoplada com espalhamento anisotrópico. Simulações numéricas para o transporte e para o problema acoplado foram feitas via discretização diretas dos operadores integrais oriundos da análise e diferenças nitas para a equação da temperatura. Comparamos resultados com os encontrados na literatura e calculamos o erro de truncamento do método usado na equação do transporte. / Phenomena involving heat transfer in high temperature require conductive-radiative models, as is the case of models of glass annealing and gas turbines. The mathematical formulation results in a system of partial di erential equations, composed of a parabolic equation with nonlinear boundary conditions coupled the radiative transport equation with semi-re exive boundary conditions. The theory of existence for this system already exists for some restrictive sets of parameters. In this paper we consider the theory for the one-dimensional case without the need for non-physical hypotheses. Moreover, we establish the theory of existence for the neutron transport equation with general anisotropic scattering. Numerical simulations for the transport equation and the coupled problem were made by direct discretization of integral operators originating from the analysis and a nite di erence equation for the temperature. We compare results with those found in the literature and calculate the truncation error of the method used in the transport equation.
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Aerodinâmica de automóveis baseado no método dos contornos virtuaisFerreira, Davi E. T. I. January 2005 (has links)
Este trabalho desenvolve um método numérico para a solução de escoamentos bidimensionais em torno de geometrias automobilísticas utilizando o método de diferenças finitas. O código computacional resolve as equações de Navier-Stokes e de Euler para uma distribuição adequada dos pontos discretos na malha. O método de integração empregado baseia-se no esquema explícito de Runge-Kutta de 3 estágios para as equações da quantidade de movimento e no de sub-relaxações sucessivas para a pressão na base Gauss-Seidel. Utilizou-se a técnica dos contornos virtuais em coordenadas cartesianas para resolver o escoamento sobre uma geometria simplificada, com a superfície coincidente com a malha computacional, e uma geometria automobilística mais complexa (BMW). Para a certificação da técnica empregada, optou-se pela utilização da teoria do escoamento potencial e pela comparação com dados experimentais encontrados na literatura e outros coletados em túnel de vento em escala reduzida. Houve dificuldade nesta comparação devido à falta de artigos relativos às simulações numéricas de escoamentos sobre automóveis e na aplicação da técnica dos contornos virtuais em geometrias complexas. Os resultados foram satisfatórios, com boas perspectivas para trabalhos futuros, contribuindo assim para o desenvolvimento da área.
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[en] COATING PROCESS OF PHOTOSENSITIVE CYLINDERS / [pt] PROCESSO DE REVESTIMENTO DE CILINDROS FOTOSSENSÍVEISDANMER PAULINO MAZA QUINONES 11 March 2010 (has links)
[pt] Cilindros fotossensíveis são usados nos processos de impressão e particularmente
na impressão eletrofotográfica. O revestimento é aplicado ao cilindro
em forma líquida antes de solidificar-se. O líquido é aplicado ao cilindro
através de um aplicador de agulha que se translada ao longo da direção axial
do cilindro. Durante este processo o cilindro gira em torno de seu próprio
eixo levando a uma deposição da tira de líquido sobre a superfície do cilindro,
em padrão espiral. Para ajudar a distribuir o líquido lateralmente e
assim melhorar a uniformidade da espessura, cada tira de líquido aplicada
pela agulha passa por meio de uma lâmina flexível. Este processo leva a
um revestimento que apresenta um padrão espiral na espessura da camada
revestida que pode causar defeitos no processo eletrofotográfico.O conhecimento,
de forma fundamental, do escoamento é vital para a otimização do
processo. Um modelo teórico de escoamento de filmes finos sobre superfícies cilíndricas
em rotação com uma porta de injeção de líquido em movimento é apresentado.
Este modelo é baseado na teoria de lubrificação considerando um
filme precursor na frente da linha de contato aparente. A espessura de filme
revestido foi obtida através da solução de uma equação diferencial parcial
não linear de quarta ordem usando o método de diferenças finitas de segunda
ordem. A discretização do tempo foi feita pelo método implícito de Crank-
Nicholson. A discretização do sistema a cada passo do tempo leva a um
sistema de equações algébricas não lineares que foi resolvido pelo método
de Newton. Os resultados mostram como a uniformidade da camada depositada
varia com os parâmetros do processo e com as propriedades do
líquido. / [en] Photosensitive cylinders are used in printing arts and more particularly
in electrophotographic printing (e.g. xerographic copy). The photosensitive
coating is applied to the cylinder in liquid form, before it is solidified. The
liquid is applied to the cylinder through a needle applicator that translates
along the direction of the cylinder axis. The cylinder rotates during this
process in order to cover the entire surface. Therefore, the liquid is applied
in a spiral pattern. In order to help spreading of the liquid over the cylinder
surface and to improve the thickness uniformity, each liquid stream applied
from the needle passes under a flexible blade. This process leads to a
coating that presents a spiral pattern on the deposited layer thickness,
which can cause defects on the electrophotographic process. The complete
understanding of the flow is vital to the optimization of the process.
A theoretical model of the thin film flow over the surface of a rotating
cylinder is presented here. It is based on the lubrication approximation
considering a thin precursor film in front of the apparent contact line. The
resulting non-linear fourth-order PDE for the film thickness was solved by a
second-order finite difference method. The time discretization was done by
the implicit Crank-Nicholson scheme. The non-linear algebraic equation at
each time step was solved by Newton’s method. The results show how the
uniformity of the deposited layer varies with process parameters and liquid
properties.
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[pt] AVALIAÇÃO DE UM INVESTIMENTO FLORESTAL USANDO A TEORIA DE OPÇÕES REAIS / [en] VALUATION OF A FORESTRY INVESTMENT USING THE REAL OPTIONS THEORYREBECA RAMOS DE OLIVEIRA FIGUEIREDO 13 December 2016 (has links)
[pt] Para avaliar projetos de investimento florestal, a Teoria de Opções Reais é utilizada com o propósito de incorporar questões relacionadas a incertezas e flexibilidades gerenciais. O objetivo desta dissertação é desenvolver uma modelagem para valoração de um projeto florestal, no qual a variação do estoque de árvores se aproxima do crescimento real de uma floresta, utilizando uma adaptação da equação logística. Desta forma, para um determinado nível de saturação, o estoque se estabiliza. Adicionalmente, o trabalho busca quantificar os benefícios econômicos de uma política ótima de produção a partir do corte de árvores. Para a análise proposta, os resultados são obtidos através do método de diferenças finitas explícitas. O problema apresenta três variáveis independentes - estoque, tempo e preço, sendo este modelado como um Movimento Geométrico Browniano - e duas variáveis dependentes - a taxa de corte e o valor da opção de investimento. É apresentada uma aplicação para uma floresta de eucalipto e os resultados são comparados considerando outras alternativas para a evolução do estoque de árvores, bem como para a decisão da quantidade a ser cortada. Para esta comparação, avalia-se o caso em que o estoque segue um modelo estocástico e o caso em que a taxa de corte é fixa. Os resultados mostram que é vantajoso adotar uma política ótima de corte, corroborando resultados obtidos em trabalhos anteriores de opções reais na área florestal. Além disso, o maior valor da opção é obtido quando o estoque é modelado pela equação logística para o crescimento. / [en] In order to incorporate uncertainty and managerial flexibilities in forestry investment projects, financial literature uses the real options approach. The aim of this work is to develop a model for valuation of a forestry project, in which the inventory growth of trees follows a logistic equation based in the estimated real growth of a forest. Thus, for a given level of saturation, the inventory stabilizes. In addition, this dissertation aims to quantify the economic benefits of an optimal production policy from cutting trees. For the proposal analysis, the results are obtained by the finite difference method in the explicit form. The problem has three independent variables – inventory, time and price, which is modeled as a Geometric Brownian Motion – and two dependent variables – the cutting rate and the value of the investment option. An application for an eucalyptus forest is presented and the results are compared considering other alternatives for the evolution of the inventory and for the decision on the cutting amount. For this purpose, two different assumptions are made, considering a stochastic model for the inventory and a fixed shear rate. The results show that it is advantageous to adopt a optimal cutting policy, confirming results obtained in previous studies of real options in forestry. Moreover, the greatest option value is obtained when the inventory is modeled by logistic equation for growth.
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[en] SIMULATION OF THE FLOW DURING KICK CONTROL IN AN OIL WELL USING THE CHARACTERISTICS METHOD, WITH FINITE DIFFERENCES / [pt] SIMULAÇÃO DO ESCOAMENTO DURANTE CONTROLE DE KICK EM UM POÇO DE PETRÓLEO PELO MÉTODO DAS CARACTERÍSTICAS, COM DIFERENÇAS FINITASVICTORIA CRISTINA CHEADE JACOB 30 November 2018 (has links)
[pt] O estudo de controle de poço é fundamental para determinar as principais variáveis envolvidas nas operações de perfuração e construção de um poço. A análise dessas operações visa estabelecer parâmetros importantes que devem ser acompanhados, a fim de evitar um influxo de fluidos da formação para o poço (kick). Para que as operações de perfuração sejam sempre seguras, é necessário que a pressão hidrostática no fundo do poço seja superior a pressão de poros da formação. Este trabalho apresenta uma modelagem matemática, desenvolvida para simular um kick de água e óleo da formação que adentra um poço terrestre vertical e, assim, prever o comportamento da pressão dentro da coluna de produção e no espaço anular durante uma situação de controle de poço. A operação de controle é composta pelo influxo do kick, fechamento do poço e expulsão do fluido invasor. O caso de kick de gás não foi abordado devido à sua complexidade. O modelo estudado foi simulado no Visual Basic do Excel com emprego de uma formulação do método das características com diferenças finitas. Foram implementadas considerações sobre o efeito da geometria do poço, perdas de carga por fricção, expansão do influxo e modelo de escoamento bifásico. / [en] The study of well control is critical to determine the main variables involved in well drilling and construction operations. The analysis of these operations aims to establish important parameters that must be followed in order to avoid an influx of fluids from the formation into the well (kick). In order to guarantee safety during drilling operations, the hydrostatic pressure at the bottom of the well must be greater than the formation pore pressure. This work presents a mathematical modeling, developed to simulate a water and oil kick from the formation that enters a vertical onshore well and, thus, predict the pressure behavior inside the production string and the annular space during a well control situation. The control operation is composed of the kick inflow, well closure and expulsion of the invading fluid. The gas kick case was not assessed because of its complexity. The studied model has been simulated in Visual Basics, in Excel, using the characteristics method with finite difference formulation. Considerations were taken about the effect of well geometry, friction loss, influx expansion and two phase flow model.
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[en] INVESTIGATION OF ELECTROMAGNETIC PROPAGATION IN PLASMA STRUCTURES THROUGH EIGENFUNCTION EXPANSIONS AND FDTD TECHNIQUES / [pt] INVESTIGAÇÃO DE PROPAGAÇÃO ELETROMAGNÉTICA EM ESTRUTURAS DE PLASMA ATRAVÉS DE EXPANSÕES EM AUTOFUNÇÕES E TÉCNICAS FDTDJULIO DE LIMA NICOLINI 18 July 2017 (has links)
[pt] Plasma é um dos quatro estados fundamentais da matéria, presente em forma natural na Terra na ionosfera, em relâmpagos e nas chamas resultantes de combustão, assim como em forma artificial em lâmpadas de neônio, lâmpadas fluorescentes e processos industriais. O comportamento de plasmas é extraordinariamente complexo e variado, como por exemplo a formação espontânea de características espaciais interessantes em variadas escalas diferentes de comprimento. Uma antena de plasma, por sua vez, é uma estrutura radiante baseada em um elemento de plasma em vez de um condutor metálico, o que gera diversas vantagens e características úteis de um ponto de vista tecnológico. Nesse presente trabalho, uma investigação da propagação eletromagnética dentro de estruturas de plasma é realizada através de métodos teóricos e numéricos como um primeiro passo em direção ao desenvolvimento de modelos apropriados para o estudo de antenas de plasma. / [en] Plasma is one of the four fundamental states of matter, present on Earth in natural form at the ionosphere, in lightning strikes and in the flames resulting from combustion, as well as in artificial form in neon signs, fluorescent light bulbs and industrial processes. Plasma behaviour is extraordinarily complex and varied, e.g. the spontaneous formation of interesting spatial features over a wide range of length scales. A plasma antenna, on the other hand, is a radiating structure based in a plasma element instead of a metallic conductor, which creates several technological advantages and useful characteristics. In this present work, an investigation of electromagnetic propagation inside of plasma structures is performed through both theoretical and numerical means as a first step towards constructing appropriate models for the study of plasma antennas.
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