TAVARES, J. L. Calibração da dispersividade longitudinal de aquíferos através do método iterativo do gradiente de concentração. 2014 93 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-13T16:37:21Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_jltavares.pdf: 3850115 bytes, checksum: 29076eacd333d5d5fdfdd8baf92fa3c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-22T13:43:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_jltavares.pdf: 3850115 bytes, checksum: 29076eacd333d5d5fdfdd8baf92fa3c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-22T13:43:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_jltavares.pdf: 3850115 bytes, checksum: 29076eacd333d5d5fdfdd8baf92fa3c7 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27 / The understanding of how the transport of solutes in ground water occurs is critical to the proper management of this resource increasingly subjected to thropogenic pressures. In order to model this process, a key parameter is the coefficient of hydrodynamic dispersion, whose most important component in porous environments is the longitudinal dispersivity (αL). The determination of αL usually takes place through experiments restricted to areas of interest and with often inaccurate results. Numerical methods are also used in order to attain parameter estimation. This study aimed mainly at calibrating αL in aquifers through the Iterative Method of the Gradient of Concentration (IMGC) derived from an adaptation of the methodology proposed for the Iterative Method of Hydraulic Gradient (IMHG). The process starts from the hydrodynamic simulation. Later, concentrations obtained from fields or in a hypothetic way are inserted using the model of simulation of solute transportation. Then, a matrix of concentrations is generated, which will work as the basis for the iterative process of IMGC. Two models were structured: one called observed or fixed model in which the concentration field is fixed and another model named calculated or not fixed. Throughout the calibration process arrays of concentrations are generated and used for calculating the spatial concentration of gradients in fixed and not fixed models. The average angle between the gradients of observed and calculated concentrations and the mean squared error are the convergence criteria to assess the calibration process. In the five models presented in this research, the results for these two criteria indicate the efficiency of the calibration method. Following the classical methodology of parameter calibration in the IMGC iterations continue as the minimum values for these criteria are not attained, therefore, the change of the longitudinal dispersivity varies among iterations. This mechanism is based on the ratio between the observed and calculated gradients of concentrations at each model cells. The results were obtained from the use of nitrate concentrations at two hypothetical samples with different degrees of complexity and also with a real case applied int he municipality of Crato, inserted in the Sedimentary Basin region of Araripe. For the cases analyzed in this study, there was a significant decay of the average angle formed between the gradients of observed and calculated concentration and the mean squared error of concentrations, obtaining as a result, a matrix with αL values close to those initially stipulated. IMGC presents itself as a practical method. It is suggested the development of a computer program that automates IMGC so that it is better used in more complex situation. / O entendimento de como ocorre o transporte de solutos em águas subterrâneas é fundamental para o correto gerenciamento deste recurso cada vez mais sujeito a pressões antrópicas. Para a modelagem deste processo, um parâmetro fundamental é o coeficiente de dispersão hidrodinâmica, cujo componente mais importante, em meio poroso, é a dispersividade longitudinal (αL). A determinação de αL ocorre normalmente através de experimentos com aplicação restrita às áreas de interesse e resultados normalmente imprecisos. O presente trabalho teve como objetivo principal calibrar αL em aquíferos através do Método Iterativo do Gradiente de Concentração (MIGC) elaborado a partir de uma adaptação da metodologia proposta para o Método Iterativo do Gradiente Hidráulico (MIGH). O processo se inicia a partir da simulação hidrodinâmica, posteriormente são inseridas concentrações obtidas em campo ou hipotéticas no modelo de simulação de transporte de solutos. Em seguida é gerada uma matriz de concentrações que servirá de base para o processo iterativo do MIGC. Foram estruturados dois modelos, um denominado modelo observado ou fixo, no qual as concentrações de campo são fixadas e outro modelo denominado de calculado ou não fixo. Ao longo do processo de calibração são geradas matrizes de concentrações que permitem calcular os gradientes espaciais de concentração nos modelos fixo e não fixo. A média dos ângulos entre os gradientes de concentrações observados e calculados e o erro médio quadrático são os critérios de convergência para aferir o processo de calibração. Nas cinco modelagens apresentadas, os resultados para estes dois critérios indicam a eficiência do método de calibração. Seguindo a metodologia clássica de calibração de parâmetros, no MIGC as iterações continuam enquanto os valores mínimos para os referidos critérios não forem atingidos e ocorre, por conseguinte, a alteração dos valores da dispersividade longitudinal entre as iterações. Este mecanismo é baseado na razão entre os gradientes de concentrações observados e calculados em cada uma das células do modelo. Os resultados foram obtidos a partir do uso de concentrações de nitrato em dois exemplos hipotéticos com graus de complexidade diferenciados e um caso real aplicado na região do município do Crato, inserido na Bacia Sedimentar do Araripe, situada no sul do estado do Ceará, Brasil. Para os casos estudados houve uma convergência expressiva das médias dos ângulos formados entre os gradientes de concentração observados e calculados e do erro médio quadrático das concentrações, obtendo-se, como resultado final, uma matriz com a maioria dos valores de αL próximos aos determinados inicialmente. O MIGC se apresenta como um método prático e rápido para a calibração da dispersividade longitudinal. Sugere-se o desenvolvimento de um programa computacional que automatize o MIGC para que o mesmo seja otimizado em situações mais complexas.

LEAL JUNIOR, C. R. M. Fluxo hídrico subterrâneo: modelagem computacional e calibração iterativa dos parâmetros hidrodinâmicos. 2007. 128 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T18:32:51Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_crmlealjunior.pdf: 13179179 bytes, checksum: 232d8a52afc5da069886f063b88a8c3f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-29T15:43:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_crmlealjunior.pdf: 13179179 bytes, checksum: 232d8a52afc5da069886f063b88a8c3f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T15:43:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_crmlealjunior.pdf: 13179179 bytes, checksum: 232d8a52afc5da069886f063b88a8c3f (MD5) Previous issue date: 2007-06-08 / The current work presents a computer simulation of groundwater flow in the Cariri Valley, which is located in the State of Ceará. The cities of Barbalha and Missão Velha are located inside this area. In order to perform the computer modeling the software Processing MODFLOW Pro was used. It was used both permanent and time dependent situations. Also both rainy and dry seasons periods we simulated. Among the results, it is show the variation of the groundwater levels and the direction of the flow. As a part of the work, a computer code, using DELPHI 5.0, was developed in order to implement the calibration of hydrogeologic parameters, such as hydraulic conductivity. This code is actually an interface between MODLFOW and the Alternate Hydraulic Gradient Method. This interface uses input date measured groundwater levels and it is on iterative method. Although, in the area of study this method could not reach satisfactory calibration results since accuracy of know groundwater levels and well discharge, as well as topographic contours were poor, the method seem to be valuable. / O trabalho desenvolvido mostra uma simulação computacional do fluxo hídrico subterrâneo em uma região do vale do Cariri cearense, que abrange partes das cidades de Barbalha e Missão Velha. A modelagem foi realizada com o pacote MODFLOW contido no programa Processing MODFLOW Pro. Foram simulados então, para os estados transiente e estacionário, os cenários no período seco e chuvoso, e os resultados mostram uma idéia do comportamento do nível potenciométrico e da direção do fluxo da região de estudo. Em um outro momento foi desenvolvida uma interface, em DELPHI 5.0, para o procedimento de calibração dos parâmetros hidrodinâmicos (condutividade hidráulica e transmissividade) denominada de Interface do Método Iterativo do Gradiente Hidráulico Alternativo (IMIGHA). Essa interface calibra o modelo a partir dos dados de carga hidráulica observada e mostrou ser, pelos exemplos de validação, um método aplicável e prático. Mas a utilização na área de estudo simulada, desse procedimento de calibração iterativo, mostrou que os resultados satisfatórios dependem de uma boa distribuição e da quantidade dos dados de carga hidráulica na área de interesse.

BARBOSA, M. P. R. Modelagem computacional de chaminés de equilíbrio e tanques de alimentação unidirecional como dispositivos atenuadores do golpe de aríete em adutoras. 2006. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-28T12:36:23Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_mprbarbosa.pdf: 2986100 bytes, checksum: 808229643640e8714ad122b62756dfef (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-06-02T17:53:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_mprbarbosa.pdf: 2986100 bytes, checksum: 808229643640e8714ad122b62756dfef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-02T17:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_mprbarbosa.pdf: 2986100 bytes, checksum: 808229643640e8714ad122b62756dfef (MD5) Previous issue date: 2006-03-17 / The main goal of this research is the development of the computer code designed to model the water hammer problem which occurs in water pipes. It was used the method of characteristics to numerically solve the differential equations which control the problem. The software developed allows the user to visualize the behavior oh the over and under pressure waves resulting from the occurrence of the transient problem. Other features of the developed software includes the possibility of analyzing the introduction of mechanisms to decrease the effects of the water hammer problem such as orifice tanks, one-way tanks, closed tanks and relief valves. The developed model was applied and validated to water conducts which was previously been analyzed by the software CTran, developed by the “Escola Politécnica de Universidade de São Paulo”. The results were very satisfactory / Foi implementado, na linguagem Visual Basic 6, um programa computacional para a análise do Golpe de Aríete em adutoras, utilizando-se do Método das Características e das equações características de equipamentos normalmente encontrados nos sistemas hidráulicos. Procurou-se desenvolver um aplicativo que possibilite ao usuário visualizar o comportamento das ondas de sobrepressão e subpressão decorrentes do fenômeno transitório, além de verificar a influência da chaminé de equilíbrio e do tanque de alimentação unidirecional (TAU) como dispositivos de alívio do golpe de aríete. Aplicou-se o modelo computacional na análise dos transientes hidráulicos gerados pelo desligamento do conjunto moto-bomba, e na avaliação da eficiência da chaminé de equilíbrio e do tanque de alimentação unidirecional como mecanismos de atenuação dos picos de pressão. A validação do modelo se deu através da comparação dos resultados das simulações com os dados obtidos nos testes realizados utilizando-se o CTran, software desenvolvido pela Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. De acordo com a análise estatística, o programa desenvolvido apresentou resultados bastante satisfatórios na análise do golpe de aríete, possuindo uma interface de fácil utilização e visualização dos resultados, fato de fundamental importância para que projetistas e estudantes compreendam o comportamento do fenômeno

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.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2702_Dissertação José Paulo 20-02-07.pdf: 6592458 bytes, checksum: 3a192b9527e3053ced166fa1ba3f5f5c (MD5) Previous issue date: 2006-10-31 / A resposta a derramamentos de óleo pesado no Brasil necessita de uma discusão mais aprofundada, de modo a considerar certas particularidades que a legislação não contempla. O dimensionamento da estrutura a ser utilizada não leva em conta as características do óleo, se mais ou menos denso, se mais ou menos viscoso, bem como, trata de forma única qualquer volume de descarga superior a 200m3, considerado simplesmente como uma descarga grande. Discutir a utilização da contenção e recolhimento e da dispersão artificial, enquanto estratégias de resposta a derramamento de óleo pesado em mar aberto, além da contribuição esperada de cada cenário de resposta em função do esforço de mobilização necessário, constituem o objeto central deste estudo. Com a utilização da modelagem computacional (OILMAP), reproduz-se um cenário acidental crítico de derramamento de óleo pesado no litoral sul do Espírito Santo, o cenário de não-resposta, que sob condições ambientais severas e numa situação de mancha livre resulta em grande volume de óleo atingindo a costa. Em seguida, experimenta-se a estrutura e os tempos de resposta previstos na legislação para a contenção e recolhimento do óleo, compondo-se assim o cenário de referência. Além do conjunto de dez cenários alternativos de resposta, baseados primeiramente na alteração dos tempos de resposta, depois num aumento mediano e outro mais expressivo da estrutura utilizada, são também simulados uma série de combinações das estratégias de contenção e recolhimento com a dispersão combinada (mecânica e química) e um cenário de resposta composto exclusivamente pela dispersão combinada do óleo hipoteticamente derramado. Os resultados obtidos sinalizam para uma limitação das estratégias de resposta, no caso de grandes derramamentos em condições ambientais críticas, uma vez que este trabalho revela que no melhor dos cenários de resposta, uma parcela ainda significativa (~25%) do volume inicialmente derramado (15.000m3) continua alcançando uma extensão relativamente grande (~50km) da linha de costa, num prazo relativamente curto (~05dias).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Economia, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302716.pdf: 1979895 bytes, checksum: 787a2bf3529f5ef519047cff2ecdcd71 (MD5) / Buscar as causas geradoras dos ciclos econômicos apresentado pelos países desenvolvidos ao longo do século XX é um tema recorrente de estudo para muitos economistas. Richard M. Goodwin apresenta em seu seminal artigo, "A Growth Cycle" (1967), um modelo de crescimento econômico endógeno, onde a interação entre distribuição de renda e acumulação de capital gera flutuações macroeconômicas recorrentes que não depende da presença contínua de choques exógenos. Partindo de uma versão computacional baseada em agentes deste modelo proposta por Silveira (2012), o presente estudo avalia a existência de ciclos goodwinianos em um modelo, em que as barganhas salariais entre firmas e sindicatos ocorrem de maneira descentralizada e a premissa de constante razão capital-produto, presente no modelo original de Goodwin é relaxada. Este estudo encontrou resultados similares aos apresentados no modelo macrodinâmico de Goodwin.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:04:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 307885.pdf: 12709892 bytes, checksum: a1a986a523eabb7778534cdf9f8ad0ba (MD5) / Os veículos subaquáticos não tripulados (ou UUV, do inglês Unmanned Underwater Vehicles) são responsáveis pela execução de grande parte das operações em ambientes imersos. Os sistemas veículo-manipulador subaquáticos (ou UVMS, do inglês Underwater Vehicle-Manipulator Systems) são UUV voltados para a execução de tarefas de intervenção. Além de aplicações em missões científicas e de resgate, os UVMS são muito usados em instalações offshore de extração/distribuição de petróleo e gás em tarefas de construção, manutenção, inspeção e operação. A maioria dos sistemas de intervenção subaquática é teleoperada devido às dificuldades de operação no ambiente imerso e às características cinemáticas e dinâmicas dos UVMS. A evolução desses sistemas de intervenção subaquática envolve o desenvolvimento de sua autonomia. Um requisito básico para isso é a capacidade do sistema planejar as ações necessárias para realizar as tarefas a ele especificadas. Esta tese estuda o planejamento de movimento dos UVMS durante a execução de tarefas de intervenção. Este problema consiste em definir os movimentos que o sistema (veículo e manipuladores) deve realizar para executar as tarefas especificadas atendendo às restrições impostas pelo espaço de trabalho. O trabalho utiliza a análise cinemática baseada na teoria dos helicoides, teoria dos grafos e ferramentas derivadas para definir modelos cinemáticos dos UVMS em diferentes cenários de execução de tarefas de intervenção. A cooperação entre manipuladores de um mesmo UVMS e entre dois ou mais UVMS é estudada, assim como a variabilidade dos modelos cinemáticos em função de mudanças no contexto da operação. A partir da análise realizada, define-se uma sistematização da modelagem cinemática dos sistemas de intervenção por componentização, visando facilitar e automatizar esse processo. Um framework computacional é projetado para facilitar a implementação desses modelos. Com base nesses resultados, define-se uma estrutura geral para o desenvolvimento de estratégias de planejamento de movimento. Simulações de uso dessa estrutura em diferentes cenários de operação são apresentadas. Assim, este trabalho contribui para a autonomia de UUV/UVMS, considerada o principal objeto de pesquisa da área e que no caso dos sistemas de intervenção subaquática reduzirá custos de operação, além de possibilitar o uso destes em novas missões. / Unmanned Underwater Vehicles (UUV, for short) are used in most immerse operations. Underwater Vehicle-Manipulator Systems (UVMS, for short) are a particular kind of UUV designed for intervention tasks. Besides their application in scientific and rescue missions, UVMS are much used in offshore oil and gas extraction/distribution facilities for construction, maintenance, inspection and operation tasks. Most underwater intervention systems are teleoperated due the operational difficulties in the immerse environment and the UVMS kinematic/dynamic features. The evolution of these underwater intervention systems involves the development of their autonomy. The system ability to plan the necessary actions to perform its assigned tasks is a basic requirement for that. This thesis studies the motion planning of UVMS while executing intervention tasks. The problem consists of defining the motion that the system (vehicle and manipulators) must do to execute the specified taks while complying with the workspace imposed restrictions. A computational framework is designed to aid the implementation of these models. A general structure to the developed of motion planning strategies based on these results is defined. Simulations using this strucute in different operation scenarios are presented. So, this work contributes to the autonomy of UUV/UVMS, which is considered a major research field and it will reduce operation costs of underwater intervention systems, besides allowing their use in new missions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engeharia Mecânica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313873.pdf: 12073278 bytes, checksum: 01cf0a15ca5de0d5b4ba2e453918b8da (MD5) / O objetivo desta tese é o estudo de modelos de parâmetros da interface que permitam uma correta consideração dos efeitos interfaciais em escoamentos bidimensionais bifásicos e sua aplicação na modelagem de um problema prático: o efeito Jamin. Em escoamentos multifásicos, a presença da interface pode alterar significativamente a dinâmica do escoamento. Esta interferência no comportamento do escoamento é ditada pelos efeitos interfaciais, podendo ser pronunciada em situações em que o coeficiente de tensão interfacial entre os fluidos é alto ou ainda quando o escoamento ocorre em um domínio com pequenas dimensões. Pode-se prever o comportamento de tais escoamentos por meio de sua simulação numérica. Nessas simulações, os efeitos da tensão interfacial são contabilizados por meio de uma força adicionada às equações de conservação da quantidade de movimento. Como será mostrado ao longo desta tese, essa força depende da modelagem da curvatura da interface. Além disso, para uma correta aplicação dos efeitos da tensão interfacial é necessário conhecer a forma e a posição da interface ao longo do tempo. Neste estudo foi desenvolvido um código computacional próprio capaz de prever a posição e a forma da interface empregando os métodos Volume of fluid (VOF) e Piecewise-linear Interface Calculation (PLIC) para a captura da interface. Foram então avaliados três modelos publicados na literatura para descrever a curvatura da interface no seio dos fluidos: o método de Funções Altura (Height Functions - HF), a técnica da Convolução e o método HF com filtro por convolução (HF-fc). Constatou-se essa avaliação que, a partir do quarto nível de refino da malha, os erros obtidos com o método HF aumentaram. Uma análise mais detalhada desses resultados permitiu identificar que esse crescimento do erro, consequente da geração de correntes espúrias, está relacionado a uma anisotropia local do campo de curvatura. Visando à redução de tais erros, dois novos métodos são propostos neste trabalho. Seus desempenhos são avaliados em termos do comportamento do erro da curvatura e da capacidade de amortecimento de correntes espúrias. Estudou-se também a modelagem da curvatura da interface em situações em que há o seu contato com uma superfície sólida. Nesta etapa foi proposta uma modificação ao método HF para novamente combater o crescimento do erro com o refino da malha. Tendo em vista os altos tempos computacionais das simulações desenvolveu-se um algoritmo de paralelização, que resolve o escoamento pelo particionamento do domínio. Por fim, aplicou-se a metodologia aqui estudada na reprodução de um fenômeno de suma importância para a Engenharia de Reservatórios de Petróleo: o efeito Jamin. Dentre outras conclusões extraídas da simulação do efeito Jamin, verificou-se que uma expressão elaborada a partir de um balanço de forças no canal permite a determinação do comportamento da velocidade média da gota ao longo do tempo, até que seja atingido o seu valor terminal. Essa expressão foi validada pelos resultados numéricos obtidos nesta tese.<br> / Abstract : This thesis aims to model some of the interface parameters which affect the capillary effects in two-phase flows, and to reproduce the Jamin effect by applying these models to its simulation. Interfacial effects play an important role in multiphase flows in micro-domains like the micro-fluidic devices or when the magnitude of the interfacial tension coefficient is high. These effects can be modelled in numerical simulations by the addition of a body force to the momentum equations. This force depends on the interface#s curvature among other parameters, and in order to faithfully predict its effects, the position and shape of the interface should be well known. In order to carry out this study a numerical code was developed. This code can track the position of the interface by employing the Volume of fluid (VOF) and the Piecewise-linear Interface Calculation (PLIC) methods. The performance of three curvature models reported in the literature was deemed: the Height Functions (HF) method, the Convolution technique and the Height Functions filtered by a convolution kernel (HF-fc). These models are able to evaluate the curvature of the interface in the bulk fluid. In this study it was found that there is an increasing tendency in the L2 error norm of the velocity and curvature for the HF method when fine meshes are used. This behaviour is due to the generation of spurious currents, which is associated to the local anisotropy of the curvature field. In order to mitigate the generation of such currents two new models are proposed in this work. The evaluation of the curvature of the interface in the neighbourhood of a wall as a function of the contact angle was also studied. Again it was observed that the curvature error increases with finer meshes when the HF method is employed. This observation leads to the development of a modified algorithm which deals with this increasing error. Another contribution of this thesis is the development of a parallelized algorithm which solves the flow by dividing the domain into sub-domains. Lastly the methodology studied in this work is applied in the simulation of a usual problem in Oil Reservoir Engineering: the Jamin effect. It was verified in the study of the Jamin effect that an expression derived from a balance of forces acting on the channel where the flow occurs can predict the temporal behavior of the drop#s velocity, as well as the value of its terminal velocity. These results were validated by the results obtained by the simulations.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:10:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308801.pdf: 1976757 bytes, checksum: b5a2445e9b2a81ddaa151f843a82341d (MD5) / Reatores agitados mecanicamente são amplamente usados na indústria química para promover diversos tipos de processos, tais como dissolução, dispersão, reações homogêneas ou heterogêneas. Apesar de todo avanço obtido nos últimos 50 anos, seu projeto e otimização ainda é baseado somente em correlações empíricas e semi-empíricas, o que demanda um grande número de experimentos. Invariavelmente, os experimentos envolvem altos custos. De forma a tentar reduzir tais custos, ferramentas computacionais vêm sendo usadas. Como o desempenho deste tipo de equipamento é calcado no escoamento gerado no seu interior a escolha por técnicas de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) é natural. Através de modelos CFD é possível obter o padrão de escoamento sem incorrer em suposições sobre a geometria como nas correlações empíricas. Neste trabalho, modelos CFD são aplicados em tais sistemas, de forma a alcançar o objetivo principal do estudo que foi investigar a razão que leva à diminuição do diâmetro das partículas com o aumento do espaço entre o fundo do reator e o impelidor. O modelo de turbulência tem papel preponderante, principalmente, em sistemas sem chicanas onde a componente tangencial da velocidade é predominante. Modelos de turbulência recentes foram avaliados em diversas configurações geométricas e operacionais. Após verificação de modelos o sistema utilizado por PINTO (2006) no Laboratório de Controle de Processos do Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos da UFSC foi investigado para avaliar o motivo porque o diâmetro médio de gotas diminui com o aumento do espaço livre entre o agitador e o fundo do tanque (clearance).Os resultados indicam que ao se concentrar na região acima do agitador a fase orgânica experimenta maior concentração da dissipação de energia cinética turbulenta e consequentemente maior quebra. / Stirred tank reactors are widely used in the chemical industry to promote several types of processes such as dissolution, dispersion, homogeneous or heterogeneous reactions. Despite all progress made in the last 50 years, its design and optimization is still based only on empirical and semi-empirical correlations which requires eventually a large number of experiments that involve high costs. aiming to reduce such costs, computational tools have been used. As the performance of such equipment is centered in the flow generated inside reactor the choice of techniques for computational fluid dynamics (CFD) is natural. Through CFD models is possible to obtain the flow pattern without incurring any assumptions about the geometry and the empirical correlations. In this study, CFD models are applied in such systems to reach the main goal of this investigation: why droplet mean diameter decreases with the increase of the clearance? Among several points to be investigated, the turbulence model plays a major role especially in systems without baffles where the tangential component of velocity is predominant. Recent turbulence models have been evaluated in various geometric and operating configurations. After verification of the model with experimental data, the system used by PINTO (2006) in Process Control Laboratory of the Chemical and Food Engineering Department of UFSC have been investigated to assess the reason why the average drop diameter decreases with increasing clearance between the stirrer and the tank bottom. One can conclude from the results that the concentration of the organic phase in the region above the agitator experiences higher concentration of turbulent kinetic energy dissipation and consequently greater breakage.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Economia, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:46:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313216.pdf: 1926855 bytes, checksum: f1dd808168c03a793c276fbd4a0d4fc6 (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo avaliar a premissa clássica da neutralidade da moeda, tanto no curto prazo quanto no longo prazo. Para tanto, implementou-se um modelo computacional baseado em agentes (ABM - \textit{Agente Based Model}) para verificar o comportamento das variáveis macroeconômicas em um modelo de escolhas ternárias com motivações sociais. Os agentes inseridos neste modelo são caracterizados como produtores-trabalhadores, estes deparam-se com uma distribuição heterogênea quanto à formação das expectativas de preços a que ofertar seus produtos. Os principais resultados alcançados indicam que ao convergir ao equilíbrio, este modelo homogeneíza a distribuição de expectativas (sobrevivência de uma única estratégia) e, caso esta estratégia dominante seja de expectativas neutras, o ajustamento nominal é completo no longo prazo e a moeda é neutra. Entretanto, antes de retornar ao equilíbrio de longo prazo, logo após a incidência dos choques monetários, foi constatada variações no produto agregado, de modo que, no curto prazo, é verificada a existência de um ajustamento nominal incompleto e, conseqüentemente, a não neutralidade monetária.<br> / Abstract : The present study aims to evaluate the premise of classical neutrality of money, both in the short term and the long run. To this end, was implemented a Agente based Model(ABMs) to investigate the behavior of macroecoenomics variables in a model of ternary choices with social motives. The agents included in this model are described as producers-workers, they are faced with a heterogeneous distribution and the formation of the expected prices that offer their products. The main results indicate that the convergence to equilibrium, this model homogenizes the distribution of expectations (survival of a single strategy) and, if this strategy is the dominant neutral expectations, the nominal adjustment is complete in the long run and the money is neutral. However, soon after the impact of monetary shocks, there are variations in real output, and even the level of prices showing variations in the proportion of monetary shocks, it is checked for an incomplete nominal adjustment and money is not neutral in the short term.