A análise de transientes hidráulicos em sistemas de bombeamento deve ser realizada já nos estudos de concepção, mesmo que simplificadamente, para assegurar a viabilidade técnica e econômica dos sistemas nas etapas posteriores dos estudos, com maior nível de detalhe. A magnitude dos transientes hidráulicos depende das características do sistema, dentre as quais se destaca o material dos condutos. Conhecendo-se as pressões extremas ao longo do conduto, este poderá ser dimensionado com segurança para resistir aos esforços gerados pelos transientes ou poderão ser utilizados dispositivos de proteção, reduzindo os efeitos dos transientes. A melhor escolha deverá, portanto, se basear em critérios técnicos e econômicos. Essa dissertação tem como objetivo contribuir para o estabelecimento de parâmetros e critérios que auxiliem a escolha do material dos condutos forçados em sistemas de bombeamento, ao nível de estudo de concepção, considerando-se aspectos relativos aos transientes hidráulicos e econômicos. Para tanto, foram realizadas simulações computacionais com o software Allievi. Assim, foram apresentados gráficos com as envoltórias de cargas extremas, possibilitando-se estimar o comportamento dos transientes hidráulicos em sistemas similares aos estudados. Ainda, foram realizadas análises de sensibilidade quanto ao momento de inércia do conjunto motor-bomba, comprimento e diâmetro da adutora e se discutiu como cada uma dessas características influenciou os transientes hidráulicos. Os valores de oscilação de cargas ao longo das diferentes adutoras foram relacionados com parâmetros frequentemente utilizados em estudos de sistemas de geração de energia hidrelétrica para indicar a necessidade de proteção contra transientes. Verificou-se a aplicabilidade desses parâmetros como indicadores da necessidade de proteção também em sistemas de bombeamento e, com base nesses parâmetros, propôs-se uma metodologia para estimar as envoltórias de cargas piezométricas extremas ao longo da adutora. Após, foram feitas novas simulações com os dispositivos de proteção, permitindo-se elencar soluções tecnicamente viáveis para os sistemas estudados. Ao final, para estabelecer critérios técnicos e econômicos, foram geradas curvas de custos para as adutoras de diferentes materiais e dispositivos de proteção e foram elencadas as melhores alternativas para os sistemas. Concluiu-se que o uso de dispositivos de proteção apresenta grande potencial de aplicação com vistas à redução dos custos de implantação de sistemas de bombeamento. / It is essential to analyze hydraulic transients in pumping systems already in concept design stage, even in a simplified way, to ensure its technical and economic feasibility throughout the next project stages, when there is a higher level of detailing. Hydraulic transient magnitude depends on the characteristics of the system, among which the material of the pipes stands out. By knowing the extremes pressures along the pipe, it can be safely design to withstand the stresses generated in the transient flow or protection devices may be used, reducing the effects of the transients. The best option should therefore to be based on technical and economic criteria. This dissertation aims to contribute on the establishment of parameters and criteria to support the pipe material selection in pumping systems concept design by considering aspects related to hydraulic transients and economic analysis. So, for the characterization of the unsteady flow pressure profile it has been done unsteady flow simulations by using the Allievi software. There was presented graphics with extrema head profiles to make possible to estimate the hydraulic transient behavior in pumping systems. Additionally, it has been done sensitivity analysis of the combined polar moment of inertia of motor and pump and of the pipe diameter and length. Thus, it was discussed how each of these information influenced hydraulic transient. The head oscillation values along different pipes were associated to parameters frequently used in studies of hydropower generation systems to indicate the need for protection against transients. It was verified that these parameters can be used to indicate the need of protection also in pumping systems studies and based on this it had been proposed a new simplified method to estimate extrema head profiles along the pipe. After that, new simulations were made with protection devices allowing the identification of technically feasible solutions for both studied systems. In order to establish technical and economic criteria, cost curves were generated for different pipe materials and protection devices and the best alternatives for each system were listed based on these criteria. So, it has been concluded that the use of a protection device presents a great potential to reducing pumping systems implantation costs.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-10T15:44:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Wamberto Raimundo da Silva Júnior.pdf: 1940210 bytes, checksum: 971f5df0600123a2580179a8fb6cec85 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T15:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Wamberto Raimundo da Silva Júnior.pdf: 1940210 bytes, checksum: 971f5df0600123a2580179a8fb6cec85 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / CNPq / Os reservatórios públicos de abastecimento de água na região do semiárido nordestino são considerados polos de subsistência da população local e do desenvolvimento regional. Nesses corpos hídricos, a degradação da qualidade ambiental e alteração do estado trófico vêm comprometendo o uso da água para diversos fins. Destarte, a existência de uma gestão integrada e o desenvolvimento de ferramentas de apoio são de suma importância para o processo de tomada de decisão na gestão dos recursos hídricos sob os aspectos quantitativos e qualitativos. Nesse contexto, o objetivo do estudo foi analisar o estado trófico e a dinâmica de nutrientes do Epitácio Pessoa, principal reservatório da bacia do rio Paraíba, localizado no município de Boqueirão, estado da Paraíba. A etapa preliminar do estudo foi fundamentado na avaliação da qualidade ambiental através das variáveis de qualidade da água, traçado do perfil térmico na coluna de água e avaliação do estado trófico. Na etapa de planejamento, foi utilizado o modelo computacional BATHTUB como ferramenta de apoio no processo de simulação de cenários prognósticos de intervenções antrópicas na bacia de contribuição. Informações hidrológicas, morfológicas e de qualidade da água foram utilizadas para calibrar o modelo. A calibração com as informações regionais resultou num excelente ajuste entre as séries previstas e as observadas. Os resultados obtidos revelam predominância do reservatório no estado de eutrofia. Os cenários hipotéticos de simulação traçados demonstram a necessidade imediata de ações de curto, médio e longo prazo que visem a redução do aporte de nutrientes na bacia de contribuição do reservatório Epitácio Pessoa e consequentemente, o atendimento aos padrões ambientais. Considerando a limitação de informações técnicas disponíveis no sistema analisado, a performance dos resultados obtidos evidencia a aplicabilidade do modelo na região semiárida, como uma ferramenta promissora no auxílio à tomada de decisão nos processos relacionados ao gerenciamento da qualidade da água.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6687_1.pdf: 2452068 bytes, checksum: 64fe79a5e425455b86006bb69bd356e4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / A Depressão Alastrante (DA) é um fenômeno que ocorre no tecido neural no qual, após a aplicação de um estímulo, uma onda de supressão da atividade elétrica neuronal espontânea se propaga a partir do ponto estimulado em direção às regiões vizinhas. Uma característica que se destaca na DA é a propagação de uma onda de variação lenta de voltagem concomitante à supressão da atividade elétrica. O fenômeno foi primeiramente descrito em 1944, pelo professor Aristides A. P. Leão e desde então tem sido extensamente estudado, no entanto, diversos de seus aspectos ainda não foram completamente compreendidos. Atualmente a DA tem sido estudada com o auxílio de modelos matemáticos e computacionais que procuram reproduzir suas principais características observadas no tecido neural e têm sido utilizados para propor e verificar hipóteses a respeito dos mecanismos de sua deflagração e propagação. O modelo de Almeida et al.(2004), em particular, foi o primeiro capaz de exibir a propagação da onda de potencial extracelular em uma representação tridimensional da retina de galinha. Por este motivo, este modelo foi escolhido como base na construção de um modelo modificado para uma dimensão o qual foi implementado e estudado neste trabalho. Uma característica em comum entre os modelos para a DA é a grande quantidade de parâmetros biológicos que precisam ser ajustados antes de executar uma simulação. Este ajuste não é uma tarefa simples, já que na maioria das vezes a faixa de valores dentro da qual cada parâmetro produz resultados biologicamente plausíveis não está determinada. Tendo isto em vista, este trabalho apresenta uma metodologia para realizar estudo paramétrico destes modelos e como estudo de caso, esta metodologia foi aplicada à versão modificada do modelo de Almeida et al. para verificar as suas capacidades e limitações ao representar a DA em um tipo diferente de tecido: o córtex cerebral de rato. A análise realizada mostrou que o modelo desenvolve um comportamento plausível na reprodução de diversas características da DA em córtex de rato. No entanto, a representação da forma da onda de potencial extracelular da DA apresentada pelo modelo, não é suficientemente precisa em alguns aspectos. Porém, com o estudo realizado foi possível identificar precisamente os pontos deficientes do modelo e maneiras de aprimorá-lo foram sugeridas

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3684_dissertao Felipe Gaze 78.pdf: 1534954 bytes, checksum: 0d2ab421eba3ca5116e86843ab41b3ed (MD5) Previous issue date: 2009-08-24 / Almejando o desenvolvimento de um modelo lagrangiano de trajetória de partículas que simule o movimento e envelhecimento de mancha de óleo em ambiente marinho, o trabalho concentra seus esforços na implementação de algoritmos computacionais para alcançar a finalidade proposta. Os primeiros algoritmos estão relacionados ao método do kernel de densidade para cálculo da concentração de um dado poluente, implementados como uma alternativa ao método box. Seis formas diferentes de funções kernels são inseridas no Modelo Lagrangiano de Partículas com Deslocamento Aleatório (MLPDA): gaussiana, Epanechnikov, bi-, tri-, quad- e quintweight. Testes são realizados em uma baia hipotética de e forçada por uma onda de maré em uma de suas extremidades, e os resultados comparados com a solução analítica. Nesses testes, todas as formas do kernel alcançam resultados precisos de concentração em comparação ao método box para qualquer número de partículas lançadas. Dentre as formas do kernel e para um mesmo número de partículas, a gaussiana se mostra ligeiramente mais precisa que as demais. Posteriormente, um algoritmo que simula o processo de evaporação da mancha de óleo em ambiente marinho é implementado, considerando, deste modo, ao menos um dos processos físico-químicos atuantes na mancha de óleo. Baseado no método da Exposição Evaporativa, os resultados do MLPDA reproduzem satisfatoriamente a perda de massa em comparação com resultados de campo, mostrando uma tendência de a evaporação eliminar mais de do volume de um óleo leve já nas primeiras , com uma perda quase nula após do lançamento inicial. Uma simulação de um derrame hipotético de óleo na Baía do Espírito Santo, no interior do Porto de Tubarão, é conduzida para ilustrar uma aplicação do modelo desenvolvido. O procedimento constata uma disposição de parte da mancha em deixar a região pela sua saída a sudeste, sendo que a outra fração do óleo fica consignada no próprio porto. Por se tratar de um óleo pesado, sua taxa de evaporação gira em torno dos de volume perdido no primeiro dia após o derramamento.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7562_dissertacao_fernando.pdf: 3574819 bytes, checksum: 38a5c68024b79a747d1a0f514e27bfba (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / O cisalhamento resultante da interação entre a Corrente do Brasil (CB) e a Corrente de Contorno Intermediária (CCI) é um dos principais fatores responsáveis por importantes feições encontradas ao largo da costa do Espírito Santo-Brasil, como vórtices e meandramentos. Apesar disso, existem poucos estudos mostrando a influência do sistema CB/CCI na dinâmica de mesoescala dessa região, que é de importância crucial para o país devido ao seu potencial petrolífero. Assim, neste trabalho foram realizados experimentos de sensibilidade através do modelo Delft3D, onde foram variadas as velocidades da CB e da CCI, com o intuito de se estudar o campo de escoamento resultante dessa variação, e com isso ajudar na compreensão da dinâmica de mesoescala da região oceânica adjacente ao ES. Para isso foram analisados seções verticais de velocidade, a intrusão de água fria de regiões mais profundas sobre a plataforma, o Vórtice de Tubarão (VT) e o Vórtice Ciclônico de Tubarão (VCT). Os resultados mostraram que a variação da velocidade das correntes induziu uma modificação da extensão vertical dessas e uma translação longitudinal de seus núcleos, sendo isto responsável pela variação da intrusão de uma água mais fria sobre a plataforma continental observada nos experimentos. Em relação aos vórtices, foi encontrado uma dominância da dinâmica do Vórtice de Tubarão pela CB, enquanto modificações da velocidade tanto da CB quanto da CCI induziram significativas modificações no Vórtice Ciclônico de Tubarão. Esta diferença entre o VT e o VCT está provavelmente relacionada às diferenças na extensão vertical dos dois vórtices. Enquanto foi identificado o sinal do VT apenas na CB, o do VCT foi identificado na CB e na CCI. No final do trabalho concluiu-se que as variações da velocidade não foram capazes de modificar o cenário de mesoescala na região, como ocorreu em Soutelino et al. (2013) para os seus experimentos de sensibilidade.

Nesta tese, nós investigamos os efeitos do reconhecimento individual sobre a formação de grupos. No capítulo 2 nós revisamos o conhecimento sobre as bases evolutivas do comportamento social, e no capítulo 3 nós nos focamos num mecanismo específico, o reconhecimento individual. Nós revisamos as bases do reconhecimento individual para construir um modelo mínimo de como o reconhecimento individual funciona, visando investigar suas consequências para a estrutura social dos animais. O capítulo 4 é construído como uma introdução à modelagem computacional. Utilizando a técnica de modelagem baseada em agentes, no capítulo 5 nós criamos uma população de indivíduos que são capazes de reconhecer uns aos outros e de lembrar as interações passadas. Nós demonstramos que a presença de memória e reconhecimento individual é capaz de afetar dramaticamente o número e tamanho dos grupos formados. Quando não há memória, os indivíduos formam muitos grupos pequenos, sem estrutura definida. Na presença de memória, os indivíduos se agrupam em clusters cerca de uma ordem de grandeza maiores, e consequentemente menos grupos são formados. Nós demonstramos também que a organização interna dos grupos muda: na presença de memória, os grupos apresentam modularidade maior, isto é, há formação de subgrupos dentro do cluster, onde há uma maior frequência de interações entre os indivíduos. Nossos resultados também mostram a influência da densidade para a formação de grupos: quando a densidade é baixa demais, mesmo na presença de reconhecimento individual, as probabilidades de encontro são baixas demais para que os efeitos do reconhecimento sejam percebidos, e o inverso ocorre com densidades altas demais / In this thesis, we investigate the effects of individual recognition on group formation. In chapter 2 we review the current knowledge on the evolutionary basis of social behavior, and in chapter 3 we focus on a specific mechanism, individual recognition. We review the basis of individual recognition to devise a minimal model of how individual recognition works, aiming to investigate its consequences on the social structure of animals. Chapter 4 is structured as an introduction to computational modelling. Using agent-based modelling, in chapter 5 we build a population of individuals which can recognize one another and can remember past interactions. We show that presence of memory and individual recognition can dramatically affect the number and size of groups in the absence of memory, individuals form small, unstructured groups. In the presence of memory, individuals form clusters about an order of magnitude greater in size, and consequently less groups are formed. We also show that the group\'s internal structure changes: with memory, group modularity is higher, that is, subgroups are formed within the cluster, in which frequency of interactions is greater than outside the subgroup. Our results also show that density affects group formation: when density is low, even with individual recognition, encounter probabilities are so low that recognition\'s effects are not visible, and the opposite holds for too high densities

A gestão por processos de negócio aumenta a qualidade de produtos e serviços e diminui o custo operacional nas organizações. Para realizar gestão por processos é necessário mapear estes processos em modelos de processo de negócio que precisam ter qualidade sintática, semântica e pragmática. A qualidade pragmática, em particular, garante que um modelo é compreensível. Os modelos são criados por analistas de processo, os quais reúnem informações que estão distribuídas pela organização e, a partir do conhecimento dos stakeholders do processo. Esta é uma tarefa complexa, que nem sempre resulta em modelos de processo com boa qualidade pragmática. Processos com baixa qualidade pragmática podem ser de difícil entendimento pelos stakeholders do processo. Para certificar a qualidade pragmática é necessário testar o entendimento do processo com novos usuários. Na maioria das vezes é difícil obter novos usuários para realizar testes. Este trabalho propõe uma abordagem que tem como base uma ontologia para representar modelos de processo e boas práticas de modelagem para auxiliar na identificação de modelos com baixa qualidade pragmática. A abordagem desenvolvida inclui o desenvolvimento de um plug-in para o editor de ontologia Protégé, que a partir de indicadores propostos na literatura automatiza a identificação de problemas na qualidade pragmática da modelagem de processos de negócio. Esta ferramenta pode ser utilizada no contexto acadêmico em cursos de modelagem de processos de negócio, auxiliando alunos no entendimento de boas práticas de modelagem, e no contexto empresarial, para revisar grandes repositórios de processos e selecionar os modelos que possam ter problemas na qualidade pragmática. / Business Process Management (BPM) increases the products and services quality and decreases operational costs in organizations. BPM requires the mapping of such process models that must present synthetic quality, semantic quality and pragmatic quality. Pragmatic quality, in particular, ensures understandability of the model. Models are designed by process analysts, gathering information spread at the organization and the knowledge of stakeholders. The design task is complex and some times does not result in process models with high pragmatic quality. Process model with low pragmatic quality may be difficult to understand by process stakeholders. Pragmatics quality certication tests the understanding of the process with new users. Most of the time it is hard to get new users to run tests. This work proposes an approach based on an ontology to represent process models and modeling practices to identify models with low pragmatic quality. The proposed approach is based on the development of a plug-in for Protégé ontology editor, and uses metrics from the literature to identify pragmatic quality problems in process models. This tool can be aplied in academic context so that students can better understant best practices in business process modeling, and also at business context, to review large process repositories selecting models which may have pragmatic quality problems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:59:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292184.pdf: 8254936 bytes, checksum: acd9bf3e8c6ec41c0e29b20934d35867 (MD5) / O presente trabalho visa o estudo e validação de modelos numéricos que permitam avaliar o escoamento no interior de distribuidores de lingotamento contínuo dado um conjunto de configurações de modificadores de fluxo - inibidores, diques, barreiras e injeção de gás. O objetivo é desenvolver através da simulação numérica, novas metodologias que auxiliem ao projeto e à predição do desempenho dos produtos refratários desenvolvidos na empresa Magnesita. Para o estudo numérico foi empregado o pacote comercial ANSYS CFX®. O CFX é um código de Dinâmica dos Fluidos Computacional, desenvolvido pela empresa ANSYS, Inc., baseado na técnica dos volumes finitos baseados em elementos, que utiliza um solver acoplado. Para a modelagem do escoamento no interior do distribuidor, iniciaram-se as atividades realizando validações entre o modelo numérico desenvolvido e modelos físicos para configurações com barreiras e inibidores de turbulência. Dessa forma, nessa primeira etapa foi considerado um escoamento monofásico de água, tridimensional, permanente e turbulento. A validação é realizada comparando as curvas de Distribuição de Tempos de Residência, calculadas através da injeção e monitoramento da concentração de um traçador no interior do distribuidor, e de volumes e tempos característicos. Na sequência, avaliou-se o escoamento multifásico, considerando assim a injeção de gás no interior do distribuidor. Nessa etapa foram considerados não somente as curvas características, mas também uma validação em relação à remoção de inclusões no distribuidor através da formulação Lagrangeana. O trabalho transfere, em termos de metodologia numérica, importante tecnologia para as indústrias que fabricam distribuidores empregados em lingotamento contínuo. / This work presents a study and numerical models validation that permits evaluate the flow inside a tundish configuration implemented by flow modifiers. The goal is to use the computational simulation to develop new approaches that help to design and increase the performance of the refractory products developed in the company Magnesita. The numerical models have been performed with the help of the commercial CFD code ANSYS CFX®, which employs the Element Based Finite Volume Method to solve the conservation equations in the proper domain. At the first step, it was performed the validation among numerical and experimental results for a tundish composed with dams and turbulence inhibitors, considering a single-phase flow of water, three dimensional, permanent and turbulent model. The model has been validated through a comparison of the Residence Time Distribution, the volumes and times characteristics. In a second step, a multiphase flow computational model of gas injection inside a tundish has been developed and validated with experimental data. The model has been validated through a comparison of Residence Time Distribution and inclusion removal analysis through the Lagrangian formulation with experimental measurements. The work provides an important technology in terms of numerical methodology in the tundish projects.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T13:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279025.pdf: 1365316 bytes, checksum: efe16b7a4367501f434279a6a62191ed (MD5) / Os ciclones, utilizados como equipamentos para troca térmica, como secadores, reatores para reações rápidas e para separação gás-sólido, apresentam na sua forma clássica uma construção cônica-cilíndrica, e têm como principais vantagens o baixo custo de construção, operação e manutenção. No passado o estudo de ciclones era basicamente experimental, resultando em correlações empíricas sem muita generalidade e dedicadas exclusivamente para a faixa de condições geométricas e operacionais analisadas nos experimentos. Com o desenvolvimento da tecnologia computacional, a modelagem numérica ganhou papel fundamental no estudo de escoamentos turbulentos multifásicos, típicos do escoamento ciclônico, destacando-se neste sentido as técnicas de CFD (Computational Fluid Dynamics), como uma ferramenta de pesquisa e desenvolvimento de projetos de engenharia. Neste trabalho é desenvolvido um estudo de modelagem numérica de ciclones a partir dos recursos de CFD, juntamente com um estudo experimental em uma Unidade Experimental de Dutos e Ciclones (UEDC) do Laboratório de Verificação e Validação da FURB. O objetivo principal é validar um modelo gás-sólido bifásico utilizado para separação ciclônica de iodato de cálcio, produzidos numa planta química de extração de iodo. Esta corroboração de modelo é realizada por comparação entre dados experimentais obtidos na UE-DC de perda de carga, eficiência global de coleta e curva de eficiência, com resultados numéricos do modelo bifásico gás-sólido, implementado no código numérico CYCLO-HEXA, dedicado exclusivamente à simulação de ciclones por técnicas de CFD. Experimentos planejados e executados no aparato experimental para diferentes velocidades de entrada e razões de carga constituem uma base empírica necessária e suficiente para estudos de validação do modelo, e de verificação do código de CFD, que permitem estudos avançados de melhoria de equipamento (reengenharia geométrica) e das condições operacionais na planta química. / The cyclones used as heat exchange equipment such as dryers, reactors for fast reactions and gas-solid separation, presented in its classic form a cone-cylindrical construction, and have as main advantages the low cost of construction, operation and maintenance. In the past the study of cyclones was basically experimental, resulting in empirical correlations without much general and dedicated exclusively to the range of geometrical and operating conditions analyzed in the experiments. With the development of computer technology, numerical modeling plays a fundamental role in the study of turbulent multiphase, typical of cyclonic flow, especially in the technical sense of CFD (Computational Fluid Dynamics), as a tool for research and development projects engineering. In this work we developed a numerical modeling study of cyclones from the resources of CFD, together with an experimental study in an Experimental Unit Pipeline and Cyclones (EU-DC). The main objective is to validate a model gas-solid two-phase used to sepa rate low-level calcium iodate, produced in a chemical plant for extraction of iodine. The corroboration of the model is performed by comparing experimental data obtained in the EU-DC loss, efficiency and overall collection efficiency curve, with numerical results of the model gas-solid two-phase, implemented in numerical code CYCLO-HEXA, devoted exclusively the simulation of cyclones using CFD techniques. Experiments planned and implemented in the experimental apparatus for different input velocities and load relations are an evidence base necessary and sufficient for studies of model validation and verification of the CFD code, which allow advanced studies for improvement of equipment (geometrical reengineering) and operating conditions in the chemical plant.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296281.pdf: 1910722 bytes, checksum: 8f6cef994039f41950823b885f52d26e (MD5) / Este trabalho se dedica a apresentar alguns modelos de transferência de carga entre uma matriz porosa e fibras em compósitos de matriz cerâmica. Um modelo analítico para a transferência de carga em fibras curtas é desenvolvido, baseado em modelos já existentes para compósitos poliméricos. Além disso, a geometria e a resistência das fibras, juntamente com a porosidade da matriz são incluídas na presente análise. As curvas teóricas para as tensões longitudinais e de cisalhamento ao longo da interface fibra-matriz são apresentadas. Elas alcançam um máximo no meio das fibras curtas. Torna-se evidente que o comprimento crítico é governado pelo conjunto de propriedades da fibra e da matriz, que influenciam a capacidade de transferência de carga nos compósitos. Adicionalmente, a solução simplificada apresentada facilita o entendimento dos mecanismos interfaciais se utilizando de uma matriz porosa. Outro foco do trabalho é um algoritmo que simula o teste de feixes contínuos de fibras cerâmicas usando-se métodos de Monte Carlo. É mostrado que a resistência do feixe é sempre menor que a resistência média das fibras testadas individualmente. Tal comportamento é explicado por modelos de transferência de carga. Neste trabalho, diferentes modelos de transferência de carga foram implementados em uma simulação de um ensaio de tração em feixes de fibras. Os resultados estão de acordo com os experimentos de fibra simples e feixe realizados e constituem uma ferramenta útil para o projeto de materiais reforçados com fibras cerâmicas. / The aim of this work is to present some models of load transfer between porous matrix and fibers in ceramic matrix composites. An analytical model for short fibers is developed, based on the earlier shear-lag models used for polymeric composites. Moreover, geometry and strength of fibers in addition to the matrix porosity are included in the present analysis. The theoretical curves for the longitudinal and shear stress distribution along the fiber-porous matrix interface are presented. They exhibited a maximum strength point at the middle of the short fibers. It became evident that the critical length is governed by the relative properties of the fibers, matrix and porosity, which greatly influenced the load carrying capacity of the fibers in the composites. In addition, the present simplified solution facilitates the understanding of the interface mechanism using porous matrix. In addition, a bundle testing routine is implemented using Monte Carlo methods. It is common knowledge that for bundles of fibers in composites, that the bundle strength is always less than the sum of the fiber strengths. This behavior can be explained by load-sharing models. At this work, different load sharing models were implemented on a simulated tensile test of ceramic oxide fibers. The results are in agreement with the experimental results of single-fiber and bundle testing and constitute a useful tool for the design of fiber-reinforced materials.