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Dinâmica da desembocadura do rio Itanhém, Alcobaça, BA / Morphodynamics at the Itanhaém Inlet, Alcobaça, BA

Mariana Coppede Cussioli 05 October 2010 (has links)
Os processos morfodinâmicos em sistemas de desembocaduras estão relacionados a uma variedade de condições forçantes que criam condições hidrodinâmicas únicas. Correntes de maré, ondas e descarga fluvial, interagindo em diferentes níveis resultam em complexos padrões dinâmicos. O objetivo do presente trabalho é entender os processos que controlam a dinâmica da desembocadura do estuário do rio Itanhém, Alcobaça, BA. A dinâmica do ambiente foi analisada através de imagens de satélite LANDSAT5-TM e da aplicação de um modelo numérico. As imagens de satélite disponíveis, para os anos de 1987, 1990, 1996, 2007, 2008 e 2009, foram utilizadas para extrair os contornos da linha de costa que, juntamente com dados batimétricos constituíram as malhas para o desenvolvimento de uma série de experimentos numéricos. O modelo numérico utilizado foi o MIKE 21 FM. Foram utilizados três módulos: propagação de ondas, hidrodinâmico e de transporte de sedimento, com retroalimentação entre as mudanças morfológicas e a hidrodinâmica. A descrição dos processos observados pelas imagens de satélite, juntamente com os resultados dos experimentos numéricos mostraram que na região ocorreu acúmulo de sedimentos com consequente crescimento de um pontal a barlamar da desembocadura entre 1987 e 2007. Em 2007 o pontal atingiu seu tamanho máximo, e em função de um evento de alta energia, se rompeu ao norte, deixando dois canais. No período quando o canal era mais estreito, houve maior transporte pela deriva verificado pelo crescimento do banco. Já no período de canal mais largo, houve interrupção na deriva e o banco não cresceu. O mecanismo principal de transporte de sedimentos na área de estudo deve-se principalmente à incidência das ondas do quadrante nordeste, que gera uma corrente de deriva litorânea para sul. As ondas do quadrante sul e sudeste, mais energéticas, e que poderiam gerar deriva na direção oposta, são refratadas pela presença dos parcéis e da progradação da linha de costa em Caravelas, localizados a sudeste e sul da área de estudo. O novo canal formado pelo rompimento do pontal tornou-se o principal meio de fluxo das correntes. Este fluxo atua como uma barreira, interrompendo a deriva litorânea de sedimentos, aprisionando-os a barlamar e limitando o suprimento de sedimentos responsáveis pelo crescimento do banco arenoso ao sul. Nota-se que o tamanho e a largura do novo canal definem a quantidade de sedimentos que atravessa a desembocadura, controlando o crescimento deste banco. / The morphodynamic processes at inlet systems are related to a variety of forcing conditions that create unique hydrodynamic conditions. The interaction of tidal currents, wave conditions, and river discharge at different levels result in complex dynamic patterns. The present work aims to understand the processes that control the dynamics of the Itanhaém River, Alcobaça (BA). The system dynamics was analyzed through the combined application of LANDSAT5-TM satellite images, field measurements and numerical modelling. A set of satellite images (for 1987, 1990, 1996, 2007, 2008 and 2009) was used to extract the coastline contours which, combined with the bathymetric data, defined the grids for a series of numerical experiments. Three modules of the MIKE 21 FM model have been applied: wave propagation, hydrodynamic and sediment transport, including the feedback between the morphological changes and the hydrodynamics. The description of the processes observed through the satellite images and the results of the numerical experiments show that there is a spit growth driving the inlet southwards between 1987 and 2007. In 2007 the spit reached its maximum extent and a high wave energy event breached the spit leaving the system with two openings to the ocean. The sediment supply to the southern sandbar is controlled by the longshore drift, with its quantities being apparently controlled by the inlet width. The main mechanism of sediment transport in the study area is mainly due to the northeasterly waves, moving sediments southwards. The more energetic southerly waves, which could lead to transport in the opposite direction, are refracted due to the wide shelf and the presence of coral reefs in the region. The new inlet formed by the spit breach became the main flow channel. This flow interrupts part of the littoral drift, retaining sediment updrift and limiting the sediment supply downdrift. The size and width of the new inlet define the amount of sediment being bypassed, controlling the growth of the sandbar.
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Análise numérica da distribuição de forças verticais em paredes de alvenaria estrutural / Numerical analysis of the distribution of vertical forces in masonry walls

Spozito, Raphael Saverio 09 November 2017 (has links)
Submitted by RAPHAEL SAVERIO SPOZITO null (rspozito@yahoo.com.br) on 2017-11-16T17:16:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_RSS_Repositorio_R01.pdf: 8416445 bytes, checksum: 2215a4574c53c042840a83c52ddf3b45 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-11-17T12:34:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 spozito_rs_me_ilha.pdf: 8416445 bytes, checksum: 2215a4574c53c042840a83c52ddf3b45 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-17T12:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 spozito_rs_me_ilha.pdf: 8416445 bytes, checksum: 2215a4574c53c042840a83c52ddf3b45 (MD5) Previous issue date: 2017-11-09 / Este trabalho tem como objetivo principal a análise entre os modelos simplificados de paredes individuais (PI), grupos isolados de paredes (GIP), grupos de paredes com interação (GPCI) e simulações numéricas (elementos finitos) para determinação da distribuição dos esforços verticais na alvenaria estrutural. Para tal, inicialmente foi efetuado uma revisão bibliográfica para estudo do comportamento da distribuição dos esforços verticais nas paredes e suas interfaces de ligação além de conceitos de discretização da alvenaria estrutural em elementos finitos e os modelos simplificados de dimensionamento. A discretização do modelo em elementos finitos foi realizada utilizando o conceito de macromodelagem e as características dos materiais foram adotadas de acordo com as normas vigentes. Em relação aos grupos de paredes isolados, foi possível identificar um comportamento de uniformização das forças verticais de acordo com o número de pavimentos. Buscou-se também, uma caracterização da uniformização das forças verticais relacionadas com as medidas geométricas dos grupos de parede com interação. Dentre os valores obtidos pelo modelo simplificado de grupos de paredes com interação e a simulações numéricas, considerando o modelo arquitetônico adotado, verificou-se que as taxas de interação tendem a valores de 20%, além da identificação de alguns fenômenos que devem ser melhores investigados. / This work has the main objective of analyzing the simplified models of individual walls (IW), of isolated wall groups (IWG) and of interacting wall groups (IAWG) and also numerical simulations (finite element) to determine the distribution of the vertical forces in structural masonry. To do this, first, reviewed literature provided a study of the behavior of vertical forces distributed on the walls and their connection interfaces and also concepts for discretization of structural masonry for finite element analysis and simplified models. The concept of macro-modeling was used for model discretization into finite elements and characteristics of the materials were adopted in accordance with current regulations. In relation to the isolated wall groups, it was possible to identify behavior of uniformization of the vertical forces according to the number of floors. Characterization of the uniformization of vertical forces related to the geometric measurements of the interacting wall groups was also looked for. Among the values obtained by the simplified model of interacting wall groups and the numerical simulations for the architectural model adopted, the interaction rates tend to values of 20%. Some other phenomena were also identified that need to be investigated further.
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Modelagem numérica de estruturas de concreto armado utilizando o programa ATENA. / Numerical modelling of reinforcement concrete structures using the program ATENA.

Pedro Henrique Cerento de Lyra 16 December 2011 (has links)
Com o avanço tecnológico dos computadores e o desenvolvimento de soluções para problemas não lineares através do método dos elementos finitos, hoje é possível fazer uma análise mais complexa e mais próxima da realidade. É de extrema importância à verificação dos resultados obtidos pelos programas com a realidade e saber em quais casos esses modelos podem ser aplicados. Assim, o objetivo deste trabalho é discutir as vantagens e desvantagens da modelagem de estruturas de concreto armado em duas e três dimensões, através dos modelos de fissuras distribuídas. Foram escolhidos três experimentos para a modelagem numérica: o primeiro trata-se de um experimento com uma viga de concreto armado (LEONHARDT; WALTHER, 1962), o segundo experimento também é realizado com uma viga de concreto armado (BRESLER; SCORDELIS, 1963) e o terceiro experimento utiliza vigas de concreto armado em escala reduzida, fabricadas com microconcreto e arame, simulando uma barra de aço lisa (ALMEIDA et al, 2006). Para a modelagem numérica, utilizando-se o modelo de fissuras distribuídas com fissura rotacional e a análise das estruturas de concreto foi escolhido o programa comercial ATENA - \"Advanced Tool Engineering Non-linear Analysis\". / The technological advancement of computers and the development of solutions for nonlinear problems by finite element method are now possible to make more complex the analysis and closer to reality. It is extremely important to verify the results obtained by programs with reality and know which cases these models can be applied. So the objective is to discuss the advantages and disadvantages of modeling reinforced concrete structures in two and three dimensions, through the smeared cracking models. Three experiments were chosen to make the numerical modeling: the first is an experiment with a reinforced concrete beam (LEONHARDT; WALTHER, 1962), the second experiment is also a reinforced concrete beam (BRESLER; SCORDELIS, 1963) and the third experiment is reinforced concrete beams with small-scale and made of wire microconcrete simulating flat steel bar (ALMEIDA et al, 2006). For numerical modeling, using the smeared crack model with rotational crack, and analysis of concrete structures was chosen the commercial program ATENA - Advanced Tool Engineering Non-linear Analysis.
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Estudo teórico e experimental da interação de paredes de alvenaria estrutural submetidas a ações verticais / Theoretical and experimental study of the interaction of structural masonry walls subjected to vertical loading

Valentim Capuzzo Neto 05 May 2000 (has links)
No Brasil há uma crescente demanda por projetos de edifícios em alvenaria estrutural, com a progressiva elevação do número de pavimentos, impondo a necessidade de aprimoramento dos modelos de cálculo. Uma questão pouco estudada é o comportamento da interseção de paredes sob carregamento vertical, fenômeno que influencia a distribuição das ações ao longo da altura do edifício. Alguns autores admitem a transferência de forças de uma parede para outra, desde que haja o intertravamento dos blocos ao longo das interfaces das paredes. Há pelo menos duas formas de considerar a interação no dimensionamento estrutural: durante a distribuição das ações verticais ou na consideração do enrijecimento da parede. Para verificar esta interação das paredes e investigar a taxa de transferência de força foram realizados ensaios em escala real no laboratório de estruturas da EESC-USP. Realizou-se a modelagem numérica via MEF dos painéis de alvenaria ensaiados, para comparação do comportamento. Estendeu-se esta modelagem a outros painéis de alvenaria, variando-se suas dimensões, para a determinação das taxas de transferência de forças entre paredes. / In Brazil there is an increasing demand for high rise structural masonry buildings design which imposes the necessity to refine design models. One of the phenomenon on which little interest has been directed is the behaviour of wall intersections under vertical load, a phenomenon that influences the distribution of forces along the height of the building. Some authors argue that there is a transfer of forces from one wall to another in as much as there exist interlocking between the blocks along the wall interface. There are at least two ways to consider the interaction of walls in the structural design: during the distribution of the vertical load or on considering the stiffening of the wall. In order to verify the interaction of wall and thus investigate the force transfer ratio, full-scale specimens were tested at the EESC-USP laboratory. The tested panels were also modelled numerically by the FEM in order to compare with results from laboratory tests. The propose numerical model was then extended to structural masonry panels of varying dimensions in order to determine the force transfer ratio between structural masonry walls.
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Análise teórica e experimental do comportamento ao cisalhamento de vigas em alvenaria estrutural de blocos de concreto / Numerical and experimental analysis of the shear behaviour of concrete block masonry beams

Rafael Santos de Moraes 19 December 2017 (has links)
O comportamento mecânico de vigas em alvenaria estrutural submetidas ao cisalhamento é abordado de forma aprofundada neste trabalho. São apresentados neste estudo um extensivo levantamento bibliográfico, o qual estabelece um panorama sobre o tema, um programa experimental com ensaios de caracterização do material alvenaria e de vigas em escala natural e um estudo numérico das vigas ensaiadas em laboratório. Na etapa de caracterização dos materiais o comportamento compósito da alvenaria é analisado por meio de prismas submetidos à compressão em duas direções ortogonais, normal e paralela à junta. Para o estudo das vigas são realizados trinta e sete ensaios, nos quais são avaliadas as influências da geometria, das taxas de armaduras e da relação a/d (em que a é a distância da carga aplicada até o apoio e d é a altura útil) na capacidade resistente ao cisalhamento. Posteriormente, é realizada a modelagem numérica através do software DIANA® com o propósito de complementar as análises dos ensaios. A partir dos resultados experimentais e numéricos pôde-se concluir que, com exceção das vigas com armaduras longitudinais de 10 mm de diâmetro, os demais modelos atingiram a ruína por cisalhamento, devido à ausência de estribos ou pela sua insuficiência. O aumento da taxa de armadura longitudinal de 0,45 para 1,18% resultou em um incremento de 18,4% na resistência ao cisalhamento convencional. Para as duas geometrias (vigas com duas e três fiadas) e as duas relações a/d (0,77 e 1,72), constatou-se que não há uma melhora significativa na capacidade resistente quando a taxa de armadura transversal é aumentada de 0,05 para 0,07%. Os mecanismos resistentes, como o efeito de pino, foram efetivos na resistência dos modelos. Por fim, as análises numéricas reproduziram de forma satisfatória os experimentos, tanto no que diz respeito ao comportamento pré e pós-pico quanto na previsão da força última. / This work is an in depth study about the mechanical behaviour of masonry beams subjected to shear forces. An extensive literature review, which establishes a panorama on the subject, an experimental program considering material characterization and full scale beams tests and a numerical study for the tested beams are presented. For the beams, thirty seven tests are carried out in which the influence of geometry, reinforcements ratio and a/d ratio (where a is the distance from the load to adjacent support and d is the effective depth) on the shear strength are evaluated. Computational modelling is performed using the DIANA® software in order to complement the experimental results. From the experimental and numerical results it was possible to conclude that, except for beams with 10 mm diameter steel bar, the other models failed in shear, due to the absence of stirrups or their insufficiency. An increase in longitudinal reinforcement ratio from 0,45 to 1,18% improved the theoretical shear strength in 18,4%. For the beams with two and three courses and for a/d ratios 0,77 and 1,72 it was found that there is no significant improvement on the load capacity when the transverse reinforcement ratio is increased from 0,05 to 0,07%. Shear strength mechanisms, such as the dowel action, were effective in the models load capacity. Finally, the numerical analyzes satisfactorily reproduced the experiments, regarding to the pre and post-peak behaviour and in the prediction of the ultimate load.
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Exploração de espaços de parâmetros de modelos biológicos sob diferentes paradigmas estatísticos / Parameter space exploration of biological models under different statistical paradigms

Andre Chalom Machado de Oliveira 02 September 2015 (has links)
A formulação e o uso de modelos matemáticos complexos têm recebido grande atenção no estudo da ecologia nos últimos anos. Questões relacionadas à exploração de espaços de parâmetros destes modelos - executada de forma eficiente, sistemática e à prova de erros - são de grande importância para melhor compreender, avaliar a confiabilidade e interpretar o resultado destes modelos. Neste trabalho, apresentamos uma investigação de métodos existentes para responder as questões relevantes da área, com ênfase na técnica conhecida como Hipercubo Latino e com foco na análise quantitativa dos resultados, e realizamos a comparação entre resultados analíticos de incerteza e sensibilidade e resultados obtidos do Hipercubo. Ainda, examinamos a proposta de uma metodologia paralela baseada no paradigma estatístico da verossimilhança. O capítulo 1 introduz uma investigação a respeito dos conceitos históricos sobre a natureza da probabilidade, situando o conceito da verossimilhança como componente central da inferência estatística. O capítulo 2 (em inglês) traz uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte em análises de incerteza e sensibilidade, apresentando dois exemplos de aplicação das técnicas descritas a problemas de crescimento populacional estruturado. O capítulo 3 examina a proposta de uma metodologia baseada na verossimilhança dos dados como uma abordagem integrativa entre a estimação de parâmetros e a análise de incerteza, apresentando resultados preliminares. Durante o progresso do presente trabalho, um pacote de funções na linguagem R foi desenvolvido para facilitar o emprego na prática das ferramentas teóricas expostas acima. Os apêndices deste texto trazem um tutorial e exemplos de uso deste pacote, pensado para ser ao mesmo tempo conveniente e de fácil extensão, e disponível livremente na internet, no endereço http://cran.r-project.org/web/packages/pse. / There is a growing trend in the use of mathematical modeling tools in the study of many areas of the biological sciences. The use of computer models in science is increasing, specially in fields where laboratory experiments are too complex or too costly, like ecology. Questions of efficient, systematic and error-proof exploration of parameter spaces are are of great importance to better understand, estimate confidences and make use of the output from these models. We present a survey of the proposed methods to answer these questions, with emphasis on the Latin Hypercube Sampling and focusing on quantitative analysis of the results. We also compare analytical results for sensitivity and uncertainty, where relevant, to LHS results. Finally, we examine the proposal of a methodology based on the likelihood statistical paradigm. Chapter 1 introduces a brief investigation about the historical views about the nature of probability, in order to situate the concept of likelihood as a central component in statistical inference. Chapter 2 (in English) shows a revision about the state-of-art uncertainty and sensitivity analyses, with a practical example of applying the described techniques to two models of structured population growth. Chapter 3 examines the proposal of a likelihood based approach as an integrative procedure between parameter value estimation and uncertainty analyses, with preliminary results. During the progress of this work, a package of R functions was developed to facilitate the real world use of the above theoretical tools. The appendices of this text bring a tutorial and examples of using this package, freely available on the Internet at http://cran.r-project.org/web/packages/pse.
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Subsídios para o manejo do Sistema Aquífero Guarani em São José do Rio Preto (SP) / not available

Marcus Sangiorge Ucci 15 May 2015 (has links)
No Estado de São Paulo, o Sistema Aquífero Guarani (SAG) tem uma extensão de 155.800 km2 , dos qual 90% encontram-se sob condições de confinamento. Somente os poços de São Paulo representam mais de 80% da vazão explotada de todo o SAG. As porções confinadas do SAG são caracterizadas por águas antigas (>10 mil anos), resultado da restrita recarga vertical através dos basaltos da Formação Serra Geral e longos tempos de trânsito das águas desde as zonas de afloramento. Com isso, a explotação na zona confinada implica na utilização de água subterrânea não renovável em escala de tempo humano, resultando em um caráter de extração de \"lavra\" em um modelo que se aproxima ao de Theis (água provinda do armazenamento). Para avaliar se cidades abastecidas pelo SAG poderiam ter restrições na sua explotação, uma modelação numérica preliminar foi conduzida no aquífero em São José do Rio Preto (SP) permitindo concluir que: a) o nível atual de extração de 68.700 m3 /dia, a partir de 8 poços de abastecimento público, poderá ser mantido por mais de 500 anos; b) seria possível incrementar a vazão dos poços em mais de cinco vezes, sem que o mesmo apresente exaustão. Embora os resultados sejam bastante promissores, notou-se que a modelação é bastante sensível às incertezas dos dados hidráulicos do SAG. Variações de uma ordem de magnitude da condutividade hidráulica e/ou no coeficiente de armazenamento mostraram que as vazões atuais poderiam ser mantidas por longo tempo, entretanto não permitiriam produções nos cenários de aumento de extração como simulados. / In São Paulo, the Guarani Aquifer System (GAS) has an area of 155,800 km2 , of which 90% are under confined conditions. Only the wells of São Paulo represent over 80% of the exploited output of the entire SAG. The confined portions of the SAG are characterized by ancient waters (> 10,000 years), resulting from restricted vertical recharge through the basalts of the Serra Geral Formation and long transit times of the waters from the outcrop zones. Thus, the exploitation in the confined zones implies the use of non-renewable groundwater in human time scale, resulting in an extraction mode of \"mining\" in a model that is similar to Theis (water from the storage). To evaluate if cities supplied by GAS might have restrictions on their exploitation, a preliminary numerical modeling was conducted in the aquifer in São Jose do Rio Preto (SP) allowing to conclude that: a) the current level of extraction of 68,700 m3 /day, through 8 wells of public supply, can be maintained for over 500 years; b) it would be possible to increase the exploited volume of water over the wells five times without it presents exhaustion. Although the results are promising, it was noted that the modeling is very sensitive to the uncertainties of hydraulic data of the GAS. Variations in an order of magnitude of the hydraulic conductivity and/or storage coefficient showed that the current output could be maintained for a long time, although not allow the extraction yields increase as simulated scenarios.
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Batalha do Jenipapo: Uma Modelagem em Realidade Virual

CARVALHO JÚNIOR, Antônio Alves de January 2003 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4658_1.pdf: 2718535 bytes, checksum: b7f907a6f3bf82eb253608479cddfaea (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Este trabalho propõe uma metodologia para o desenvolvimento de conteúdo histórico para a Web utilizando diversas mídias e realidade virtual. A proposta desta metodologia inicia-se com uma investigação da expressividade de cada mídia, seguida de uma avaliação das alternativas disponíveis de ferramentas para sua criação e edição. As componentes de realidade virtual foram construídas procurando um equilíbrio entre realismo e leveza. A Batalha do Jenipapo foi escolhida como tema para validar a metodologia proposta, dadas a sua importância histórica e a mínima quantidade de material disponível na Web a seu respeito. Sendo que a paisagem onde esta batalha aconteceu ser ingrediente importante do evento, e que existe a possibilidade de descrever esse cenário utilizando realidade virtual, foi feita uma coleta de informações no campo utilizando GPS (Global Positioning System) para reconstruir de forma pictórica esse cenário. O cenário sintético assim construído descreve com boa fidelidade o cenário geográfico do evento. Dentre as diversas plataformas disponíveis para a construção de mundos virtuais na Internet, VRML (Virtual Reality Modelling Language) é analisada nos seus detalhes para, com ela, compor o mundo em questão. É feita uma coleta sistemática de informações sobre o evento de interesse: imagens, textos, fotografias do local, o modelo geográfico do cenário etc. que, depois de submetidas a uma triagem e preparação, são oferecidas no site de forma organizada, cronológica e intuitiva. O mundo virtual é construído de maneira a exibir um bom grau de realismo, mas sem que por isso a sua transferência e visualização demandem grandes recursos computacionais nem tempos de espera. A dinâmica do referido evento histórico é modelada com o uso de animações dos principais atores envolvidos no confronto. Os conteúdos de Realidade Virtual são validado com o uso de dois plug-ins diferentes: o VRMLViewer e o Cortona. A metodologia do desenvolvimento deste site poderá facilitar o desenvolvimento de outros sites históricos análogos
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Estudo numérico e experimental da transferência de calor e massa no pseudofruto do caju (anacardium occidentalel

Stanislaw Michalewicz, Jacek 31 January 2011 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9476_1.pdf: 3605346 bytes, checksum: 5dc4008b65d9a06a5f6e99c61b93e0de (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Este trabalho apresenta um estudo numérico-experimental da transferência de calor e massa no pedúnculo do caju (Anacardium occidentale L.) utilizando uma bancada experimental construída para este fim. Os experimentos de secagem foram realizados em fatias de caju de diferentes espessuras expostas a um fluxo de ar externo sob diferentes condições de ensaios para a temperatura e velocidade do ar. Foram ensaiadas espessuras de 4, 7 e 10 x 10-3 m, nas temperaturas do ar de 60, 70 e 80 °C e velocidades de ar de 3, 4 e 5 m/s. Para cada experimento foram obtidas as curvas da cinética de secagem do caju, e a partir dessas curvas foram determinados parâmetros importantes de secagem tais como o coeficiente de difusão de massa, o coeficiente de transferência de massa e a atividade de água. Posteriormente foi ajustado aos dados experimentais um conjunto de modelos encontrados na literatura para a cinética de secagem, e utilizandose critérios estatísticos de ajustes foi escolhido, dentre estes modelos, o que melhor representasse a secagem do pedúnculo do caju. Além disso, foi construído um modelo numérico para descrever este mesmo processo, utilizando as equações de transferência de calor e massa com condições de contorno convectivas na superfície. As equações foram discretizadas através do método de volumes finitos com esquema implícito e resolvidas no ambiente MATLAB
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Modelagem da distribuição de temperatura numa junta soldada do aço API 5L X80 com validação do modelo por imagens termográficas

ROCHA, Eduardo José Fernandes 22 December 2016 (has links)
Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-03-27T16:45:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese Eduardo Rocha_ Março 2017_Final.pdf: 6940724 bytes, checksum: d7e77c81e57f723257434d9f0195799a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T16:45:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese Eduardo Rocha_ Março 2017_Final.pdf: 6940724 bytes, checksum: d7e77c81e57f723257434d9f0195799a (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 / CAPES / Este trabalho visa realizar estudos de distribuição de temperatura num processo de soldagem com enchimento ao arco elétrico mediante aplicação de uma modelagem matemática e validados com o auxílio de equipamentos de medição de calor que operam no intervalo do espectro da radiação infravermelha. A metodologia numérica baseou-se no método de elementos finitos, suportados pelo software Abaqus 6.12 que permitiu realizar uma análise em três dimensões do calor envolvido neste enchimento. A modelagem da fonte de calor em movimento foi empreendida com base na dupla elipsoide de Goldak e consequente distribuição do volume de energia, onde incluem-se as propriedades termofísicas do material e respectivas condições de contorno inerentes ao sistema. O campo experimental serviu de base para alimentar os dados computacionais e neste, foram utilizados painéis retangulares de aço ASTM A36 medindo 300 mm x 200 mm x 4,76 mm com soldagem por enchimento, sem entalhe no cordão de solda, bem como o uso de painéis retangulares do aço API 5L X80 medindo 150 mm x 80 mm x 7,5 mm com profundidade de chanfro de 4mm, tendo sido realizados em ambos modelos, soldagem com sistema semi-automatizado na posição horizontal 2G, por intermédio do processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding), especificamente MAG (Metal Active Gas). Os estudos para obtenção dos campos de temperatura foram realizados sob diferentes condições de aporte térmico, fazendo-se uso de dois sistemas independentes de termografia infravermelha aplicados na forma passiva: pirômetro e câmera termográfica. A primeira etapa coincide com o uso de ambos os sistemas de instrumentação quando estes, previamente calibrados, norteiam as respostas dos campos de temperatura e em comparação, pode-se validar a câmera termográfica como um instrumento confiável. Nesta fase, a temperatura captada na chapa atinge 670°C (≈ 943 K). A segunda etapa ocorreu em disposição semelhante, sendo captada temperaturas apenas através da câmera termográfica. Os resultados mostram que a chapa alcança a temperatura de 1.045ºC (≈ 1.318 K), sendo possível captar a curva completa do ciclo térmico de soldagem na face oposta ao cordão de solda. Propriedades térmicas dependentes no tempo, bem como, efeitos de mudança de fase foram considerados. Em substituição ao uso de termopares fora assumido aplicar-se a técnica da termografia infravermelha que, comparativamente à modelagem numérica, foram obtidos excelentes graus de coerência na quantificação dos demasiados campos térmicos vigentes na soldagem. / This work aims to conduct temperature distribution studies in a welding process that involves electric arc filling with the use of a mathematical model, where validation was performed with the aid of a heat measurement equipment operating in the infrared spectrum range. The numerical methodology was based on the finite element method, supported by Abaqus 6.12 software, which enabled a three-dimensional analysis of the heat involved in the filling. The modeling of the heat source in motion was based on Goldak's double ellipsoid and the consequent energy volume distribution, including the thermophysical properties of the material and the respective boundary conditions inherent to the system. The experimental field served as a basis for providing the computational data, in which rectangular panels made of ASTM A36 steel measuring 300 mm x 200 mm x 4.76 mm were used with welding by filling, without notch in the weld bead, as well as the use of rectangular panels made of API 5L X80 steel measuring 150 mm x 80 mm x 7.5 mm with a chamfer depth of 4 mm, where semi-automated welding system in the 2G horizontal position have been realized in both models through the GMAW welding process (Gas Metal Arc Welding), specifically MAG (Metal Active Gas). The studies required to obtain the temperature fields were carried out under different thermal input conditions, applying passively two independent infrared thermography systems: pyrometer and thermographic camera. The first step coincides with the use of both instrumentation systems which when previously calibrated, direct the temperature field responses and in comparison, it becomes possible to validate the thermographic camera as a reliable instrument. At this stage, the temperature captured on the plate reaches 670 ° C (≈ 943 K). The second stage occurred in a similar arrangement, with temperatures being captured only through the thermographic camera. The results show that the plate reaches a temperature of 1,045ºC (≈ 1,318 K), making it possible to capture the complete curve of the thermal welding cycle on the opposite side of the weld bead. Time-dependent thermal properties, as well as phase change effects were considered. In substitution to the use of thermocouples, the infrared thermography technique was applied, which, when compared to numerical modeling, demonstrated excellent coherence degrees with respect to other thermal fields in welding.

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