Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCMMGR.pdf: 13855035 bytes, checksum: 126968558415c6ee1c203a853f6b12cd (MD5) Previous issue date: 2003-11-06 / Environmental pulses occur very often in warm polymitic reservoirs and, together with shifts in the operational rules, lead to large internal temporal variability. The focus of this work was: (i) to evaluate the main characteristics and the complexity of physical processes during short-time events in a warm polymitic water body, Lobo (Broa) reservoir, and; (ii) to examine the potential of a hydrostatic three-dimensional (3D) numerical model at a coarse grid resolution to simulate correctly mixing and transport during short-time events in a warm polymitic reservoir. In this study we conducted two field experiments. In March-April 2001 a first collaborative field experiment, with intensive measurements that included both biological and physical processes, was realized in Lobo reservoir. During the 16 days experiment, a large spectrum of environmental conditions occurred: a storm, calm weather with moderate winds and the passage of a cold front. In May 2003 we conducted a second field experiment, also with intensive measurements, however focusing on the spatial variability of temperature and other variables in Lobo reservoir. A diurnal variation study was performed in both experiments. The 3D Estuary and Lake Computer Model was applied to modeling Lobo reservoir, S ao Paulo - Brazil, and was compared with data from both experiments. The reservoir spatial heterogeneity and rapid response to various pulses and diel patterns of heating and cooling were well reproduced by the numerical model. Thus, this can be a valuable tool for understanding evolution of the thermodynamics in a warm polymitic reservoir. Finally, in this work we highlight few inherent characteristics of polymitic reservoirs, which were found to be very important for the establishment of monitoring plans and the reservoir management. / As forçantes ambientais em reservatórios tropicais polimíticos apresentam grande variabilidade temporal em termos de intensidade e frequência dos eventos o que, juntamente com mudanças nas regras operacionais, conduz também a grande variabilidade temporal na estrutura térmica desses ambientes. O foco desta pesquisa foi: (i) avaliar a variedade e a complexidade dos processos físicos que ocorrem em curtas escalas temporais em um reservatório tropical polimítico, a represa do Lobo (Broa), localizada no Estado de S ao Paulo, Brasil, e; (ii) avaliar o potencial de um modelo numérico 3D para simular adequadamente e em curtas escalas de tempo o transporte e a mistura nesse reservatório. Para tanto, dois experimentos de campo foram conduzidos nesta pesquisa. Em março/abril de 2001 realizou-se um experimento de 16 dias de duração, com medições intensivas, durante os quais ocorreu uma grande variedade de eventos: uma tempestade, uma queda brusca de temperatura, dias calmos com ventos moderados e uma frente fria associada a ventos fortes e persistentes. Em maio de 2003 conduziu-se um segundo experimento de campo com duração de sete dias, no qual foi dada ênfase à variabilidade espacial da estrutura térmica no reservatório. Em ambos os experimentos realizou-se um estudo de variação nictemeral. O modelo tridimensional ELCOM (Estuary and Lake Computer Model) foi aplicado à represa do Lobo. Pelos resultados obtidos pode-se concluir que o modelo constitui uma excelente ferramenta para estudar a evolução da estrutura térmica em um reservatório tropical polimítico, reproduzindo bem a heterogeneidade espacial e as rápidas respostas às forçantes ambientais. Finalmente, ao discutir as observações de campo e as simulações numéricas, este trabalho ressalta algumas características inerentes aos reservatórios polimíticos, as quais são muito importantes para o estabelecimento de planos de monitoramento e para o gerenciamento desse tipo de reservatório.

En el presente artículo se lleva a cabo una introducción a los principales conceptos que engloban el estudio de estabilidad de un talud, clasificando los tipos de inestabilidades en función de su morfología, exponiendo los criterios necesarios para caracterizar geotécnicamente los materiales de manera adecuada y explicando las principales metodologías de cálculo.

O modelo numérico GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline Change) é parte de um sistema de modelagem de linha de praia, o SMS (Shoreline Modeling System), desenvolvido pelo CERC (Coastal Engineering Research Center), U.S.A. É um modelo genérico, determinístico e bidimensional, com grande flexibilidade para ser adaptado a costas abertas, arenosas e sujeitas a intervenção humana. Utilizado na previsão da resposta da linha praia as diversas obras costeiras que podem ser implantadas na mesma. Características estas, que fazem dele uma ferramenta indicada para a o estudo costa do Rio Grande do Sul e para o objetivo deste estudo. A aplicação do modelo de evolução de linha praia – GENESIS neste trabalho, tem como objetivos: calibrar o modelo numérico GENESIS para a costa centro norte do Rio Grande do Sul e avaliar seu uso como ferramenta na previsão de impactos ambientais gerados por obras costeiras, Alem de reproduzir as condições do modelo físico reduzido de 1965 e comparar os resultados entre as simulações matemática e física. O modelo foi aplicado num trecho de linha de praia da região centro norte do Rio Grande do Sul, nas praias de Tramandaí e Imbé. As quais já foram alvo de estudos anteriores através de modelo físico reduzido, em função do desejo deste município em construir molhes na desembocadura do canal da Laguna de Tramandaí. Para implementação do modelo numérico GENESIS foram utilizados dados das posições da linha de praia em três diferentes anos, coletados pelo CECO/UFRGS, dados de onda coletados pelo ondógrafo do IPH/UFRGS, e diversos dados sobre as praias e sua história, retirados da extensa bibliografia publicada sobre a região de estudo. A calibração do modelo foi realizada através das linhas de praia medidas em 1997 e em 2000. O modelo foi considerado calibrado quando o mesmo consegui reproduzir a linha de praia do ano 2000 a partir da linha de 1997, obtendo um erro máximo de 15 m. Foram realizadas simulações que reproduziam as simulações feitas em modelo físico reduzido do IPH em 1965. Através da comparação dos dados de onda utilizados no modelo físico reduzido de 1965 e dos dados de onda coletados pelo ondógrafo em 1996, pudemos observar a importância do uso de um série de dados de onda neste tipo de estudo, bem como, a desenvoltura e limitações do modelo numérico GENESIS na situações geradas.

El excelente comportamiento de las columnas tubulares rellenas de hormigón (en adelante columnas CFT) y el aumento del empleo de hormigón de alta resistencia (en adelante HAR), unido a que la normativa actual en algunos países y en especial en Europa, a través del Eurocódigo 4 (en adelante EC4), no recoge la posibilidad de diseño columnas CFT rellenas con este material, pone de manifiesto la necesidad de actualizar dicha normativa para incluir también la posibilidad de diseñar columnas CFT con HAR. Esta Tesis Doctoral nace, por tanto, con el objetivo de actualizar la formulación existente en el EC4 de manera que se puedan diseñar columnas CFT de sección circular rellenadas con HAR. La formulación para el diseño de las columnas CFT de sección circular, cuantifica el aumento de la resistencia que se produce en éstas por el efecto del confinamiento pasivo. Dicho confinamiento pasivo se produce al disponer en el exterior del núcleo de hormigón una camisa de acero que coarta las deformaciones laterales que en él se producen. Como consecuencia de ello, la resistencia que es capaz de soportar el hormigón aumenta significativamente, aumentando también la resistencia global de la columna CFT. Para reproducir adecuadamente la evolución de las deformaciones laterales del núcleo de hormigón durante el proceso de carga (aspecto clave en el estudio del confinamiento), se desarrolló un modelo de hormigón que tiene en cuenta las deformaciones laterales tanto elásticas, a través del coeficiente de Poisson, como plásticas, a través del ángulo de dilatancia. Para ello, fue necesario obtener las curvas de definición del ángulo de dilatancia que regula las deformaciones laterales plásticas en función de la presión lateral de confinamiento a la que está sometido el núcleo de hormigón y la resistencia de éste, así como unas nuevas curvas que regulan las relaciones entre tensión y deformación longitudinal adaptadas para hormigones confinados pasivamente. Una vez se dispuso del modelo, calibrado mediante un proceso iterativo en el que se utilizaron ensayos experimentales, se llevó a cabo una validación de éste comparándolo con numerosos casos experimentales de diferentes características y geometrías. Con el modelo numérico definido se realizó un estudio paramétrico que permitió proponer una formulación que completa a la que actualmente existe, abarcando hormigones de hasta 100 MPa. / Lacuesta Carrión, CD. (2013). ESTUDIO DE LA RESISTENCIA DE PILARES TUBULARES CIRCULARES RELLENOS DE HORMIGÓN CON UN MODELO NUMÉRICO DE CONFINAMIENTO PASIVO VARIABLE [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/28587 / TESIS

A presente tese versa sobre ampla investigação em torno da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural dentro de um edifício. O edifício foi caracterizado como pertencente ao sistema complexo de paredes, o qual é de uso mais comum no Brasil. Desenvolveu-se análise numérica no edifício, com objetivo de predizer o comportamento na análise experimental, assim como na comparação entre os próprios modelos numéricos. Serviu de modelo experimental um edifício em escala real, o qual foi monitorado, durante sua execução e depois dela, com ensaio de prova de carga. Realizou-se monitoramento mediante uso de unidades especiais de alvenaria instrumentadas para se converterem em células de carga, nas quais as tensões em cada ponto de análise puderam ser determinadas. Tabelas e gráficos foram montados para tornarem possível a verificação das diferenças entre todos os modelos analisados. Como principais conclusões uma se mostrou de grande importância e foi esta: as paredes sofrem efeito da flexão e a causa são as rotações nas lajes apoiadas por elas. / The present thesis contemplated a wide investigation about the vertical action distribution among structural masonry walls within a building. The building was characterized as related to the complex system of walls, which practice is the most customary in Brazil. It was developed a numerical analysis in the building aiming to predict the structural behavior on the experimental analysis, as well as a comparison among numerical models themselves. The experimental model consisted on a real scale building, which was monitored during its execution and after that, with a live load test. The monitoring was done with the usage of special masonry units, which were instrumented to convert itself in a load cell, on which the stress in each point of analysis could be determined. Tables and graphics were mounted to make feasible to verify the differences among all models analyzed. As main conclusions observed, one showed to be of great importance, which was the effect of bending on the walls caused by the rotations on the slabs supported by them.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da mudança dos fatores de emissão veicular na formação de ozônio troposférico na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), Brasil, comparando os anos de 2004 e 2011. Essa avaliação foi realizada por meio de modelagem numérica com o modelo de qualidade do ar Weather Research and Forecasting with Chemistry (WRF-Chem), configurado sobre um domínio com 4 grades aninhadas: 27, 9, 3 e 1 km; e com o mecanismo químico considerado, o RADM2, acionado apenas nas grades de 3 e 1 km. Os inventários de emissão foram baseados em informações estimadas de número de veículos, fatores de emissão de compostos químicos e número médio de quilômetros percorridos por dia pelos distintos tipos de veículos considerados. Os períodos de estudo 06 a 09 de setembro de 2004 e 12 a 15 de novembro de 2011 foram selecionados, principalmente, por apresentarem episódios de altas concentrações de ozônio e pela existência de dados experimentais de determinação de fatores de emissão. Para avaliar a performance das simulações foram utilizados dados observados de temperatura, umidade relativa, vento, concentração de ozônio, óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono das estações de qualidade do ar da rede de monitoramento da Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB). Os resultados mostraram que as configurações físicas e químicas estabelecidas no modelo conseguiram representar adequadamente os ciclos de formação do ozônio, no entanto, com defasagens e intensidades máximas menores, características relacionadas com o cálculo das distribuições espaço/temporal das emissões como também pelo transporte não só do ozônio, mas também de seus precursores desde regiões externas à RMSP. Por outro lado, dadas as características de emissão em 2004 e 2011, encontrou-se que a atmosfera da RMSP estava caracterizada por um regime COV-limitante naqueles anos, principalmente no ano 2004. Finalmente, o cenário de emissão para 2011 considerando os mesmos fatores de emissão de 2004 mostrou um grande impacto na formação do ozônio troposférico, considerando a grade de 1 km de espaçamento. Esse resultado foi 8 produto do estabelecimento de uma razão média COV/NOx mais eficiente em termos de formação de ozônio, apesar das emissões dos seus precursores ter diminuído em relação a 2004. / The objective of this work was to evaluate the impact of vehicular emission factors change on tropospheric ozone formation in the Metropolitan Area of São Paulo (MASP), Brazil for 2004 and 2011. Weather Research and Forecasting with Chemistry (WRF-Chem) model was used as the photochemical modeling tool. WRF-Chem was set up to run with four nested grid cells: 27, 9, 3 and 1 km. The Regional Acid Deposition Model (RADM) version 2 was the chemical mechanism considered, turned it on barely in 3 and 1 km grid cells. The emission inventories were based on the estimated information of number of vehicles, emission factors and average driving kilometers for vehicle per day. The study periods September 06-09, 2004 and November 12-15, 2011 were chosen due to the high ozone concentrations observed, and the experimental data available for these periods. Observation of temperature, relative humidity, winds, and O3, CO and NOx concentrations from the air quality monitoring network of Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) were used to evaluate WRF-Chem simulations performance. The results showed that the chemical and physics configurations in WRF-Chem represented adequately the ozone formation cycles; however, with mismatches and maximum concentrations lower than observations, characteristics related with the estimative of the spatial and temporal distributions of the emissions as well as by the transportation of ozone and its precursors from external regions to MASP. On the other hand, given the characteristics of emission in 2004 and 2011, we found that MASP was under a strong COV-limited regime, principally in 2004. Finally, the scenario considering the emission factor of 2004 valid for 2011 in MASP showed a great impact in tropospheric ozone formation with high concentrations calculated for 2011 considering 1 km grid cell (with the most realistic vehicular activity), as result of a more efficient COV/NOx ratio calculation in terms of ozone formation.

A utilização de concreto projetado como suporte de túneis é uma prática amplamente difundida no mundo inteiro. Este tipo material possui a característica de começar a agir estruturalmente desde pequenas idades. Apesar disso, os correntes processos de dimensionamento de suportes negligenciam o desenvolvimento de suas propriedades com o tempo, em acoplamento aos efeitos tridimensionais da região onde se localiza a frente de escavação. O presente trabalho tem a finalidade de relatar os procedimentos utilizados na análise da influência de alguns parâmetros da interação maciço - suporte, sobre os esforços solicitantes e os deslocamentos radiais finais do suporte de um túnel, tanto para o caso de concreto projetado, com suas propriedades dependentes do tempo, quanto para materiais com propriedades constantes. São elaboradas soluções adimensionais para o problema da quantificação de esforços solicitantes no suporte e de deslocamentos radiais na interface entre maciço e suporte. Além disso, é proposta uma forma de se determinar, através destas soluções adimensionais, coeficientes de alívio de tensões que auxiliam em simulações bidimensionais de escavações subterrâneas. / The utilization of shotcrete as tunnel support is a widely diffused practice in the whole world. This kind of material has the feature of beginning to act structurally since early ages. Nevertheless, the current processes of support design neglect the development of its properties after some time in connection to the 3D effects of the region where the face of the tunnel is located. The present work relates the procedures adopted in analyzing the influence of some ground-support interaction parameters on the support internal forces and interface radial displacements of a tunnel, not only when shotcrete is used, with its time-dependent properties, but for materials with constant properties as well. Dimensionless solutions are developed for the support thrust and radial displacement quantification problem. Moreover, through this dimensionless solution, a way of quantifying stress relief factors, which are intermediate steps in 2D simulations of underground excavations, is proposed.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da mudança dos fatores de emissão veicular na formação de ozônio troposférico na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), Brasil, comparando os anos de 2004 e 2011. Essa avaliação foi realizada por meio de modelagem numérica com o modelo de qualidade do ar Weather Research and Forecasting with Chemistry (WRF-Chem), configurado sobre um domínio com 4 grades aninhadas: 27, 9, 3 e 1 km; e com o mecanismo químico considerado, o RADM2, acionado apenas nas grades de 3 e 1 km. Os inventários de emissão foram baseados em informações estimadas de número de veículos, fatores de emissão de compostos químicos e número médio de quilômetros percorridos por dia pelos distintos tipos de veículos considerados. Os períodos de estudo 06 a 09 de setembro de 2004 e 12 a 15 de novembro de 2011 foram selecionados, principalmente, por apresentarem episódios de altas concentrações de ozônio e pela existência de dados experimentais de determinação de fatores de emissão. Para avaliar a performance das simulações foram utilizados dados observados de temperatura, umidade relativa, vento, concentração de ozônio, óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono das estações de qualidade do ar da rede de monitoramento da Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB). Os resultados mostraram que as configurações físicas e químicas estabelecidas no modelo conseguiram representar adequadamente os ciclos de formação do ozônio, no entanto, com defasagens e intensidades máximas menores, características relacionadas com o cálculo das distribuições espaço/temporal das emissões como também pelo transporte não só do ozônio, mas também de seus precursores desde regiões externas à RMSP. Por outro lado, dadas as características de emissão em 2004 e 2011, encontrou-se que a atmosfera da RMSP estava caracterizada por um regime COV-limitante naqueles anos, principalmente no ano 2004. Finalmente, o cenário de emissão para 2011 considerando os mesmos fatores de emissão de 2004 mostrou um grande impacto na formação do ozônio troposférico, considerando a grade de 1 km de espaçamento. Esse resultado foi 8 produto do estabelecimento de uma razão média COV/NOx mais eficiente em termos de formação de ozônio, apesar das emissões dos seus precursores ter diminuído em relação a 2004. / The objective of this work was to evaluate the impact of vehicular emission factors change on tropospheric ozone formation in the Metropolitan Area of São Paulo (MASP), Brazil for 2004 and 2011. Weather Research and Forecasting with Chemistry (WRF-Chem) model was used as the photochemical modeling tool. WRF-Chem was set up to run with four nested grid cells: 27, 9, 3 and 1 km. The Regional Acid Deposition Model (RADM) version 2 was the chemical mechanism considered, turned it on barely in 3 and 1 km grid cells. The emission inventories were based on the estimated information of number of vehicles, emission factors and average driving kilometers for vehicle per day. The study periods September 06-09, 2004 and November 12-15, 2011 were chosen due to the high ozone concentrations observed, and the experimental data available for these periods. Observation of temperature, relative humidity, winds, and O3, CO and NOx concentrations from the air quality monitoring network of Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) were used to evaluate WRF-Chem simulations performance. The results showed that the chemical and physics configurations in WRF-Chem represented adequately the ozone formation cycles; however, with mismatches and maximum concentrations lower than observations, characteristics related with the estimative of the spatial and temporal distributions of the emissions as well as by the transportation of ozone and its precursors from external regions to MASP. On the other hand, given the characteristics of emission in 2004 and 2011, we found that MASP was under a strong COV-limited regime, principally in 2004. Finally, the scenario considering the emission factor of 2004 valid for 2011 in MASP showed a great impact in tropospheric ozone formation with high concentrations calculated for 2011 considering 1 km grid cell (with the most realistic vehicular activity), as result of a more efficient COV/NOx ratio calculation in terms of ozone formation.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this thesis, we presents a development and validation of a 3D numerical model for the advection-diffusion equation. Models of this kind has been developed for scientific investigations and to support atmospheric emissions control and environmental policy decisions. To develop this model, we used the computational implementation of an explicit numerical scheme for the discretization of the envolved equations. During this procedures, exaustive tests were performed to ensure that the used implementations agrees to the stability, consistence and convergence criterias. As a way for minimizing one of the main deficiences found in almost the major atmospheric dispersion models, i.e. imprecisions in the meteorological input data for initializing this models, we used a realistic atmospheric flow field generated by mesoscale circulation model. As the mesoscale model gives information at scale larger than the necessary for description of a plume trajectory, a weighted linear average proper interpolation was developed for intermediate these distances. Our model considers the assumption that atmospheric turbulence is not isotropic, where diffusion coefficients are variables in time and space and are different for lateral and vertical directions. In our model we estimate this coefficients by the atmospheric boudary layer parameterizations proposed byMoraes (2000). For validation of themodel, we used experimental datasets from field experiment carried near a thermoelectric power plant presidente Médici, in the city of Candiota/RS. These datasets contains surface SO2 concentrations, surface wind velocity measured in meteorological towers as well as turbulence data measured in micrometeorological towers. The results of the validation indicates that the model works well, at least for the source and the terrain were it is located. i.e. continuous emission and homogeneous topography. / Nesta tese, apresentamos o processo de desenvolvimento e validação de um modelo numérico 3D para a equação de difusão-advecção. Modelos como este têm sido desenvolvidos objetivando a investigação científica para dar suporte ao controle de emissões de poluentes atmosféricos e à tomada de decisões no desenvolvimento de políticas ambientais. Para a elaboração deste modelo utilizamos a implementação de um esquema numérico explícito na discretização das equações envolvidas. Durante este processo, exaustivos testes foram realizados para que a implementação garantisse estabilidade, consistência e convergência. Como forma de minimizar uma das principais deficiências encontradas na maioria dos modelos de dispersão atmosféricos (MDA), qual seja, a imprecisão da entrada de dados meteorológicos para a inicialização destes modelos, utilizamos um campo de vento realístico gerado por um modelo numérico de circulação de mesoescala. No entanto, como este modelo de mesoescala fornece informações com uma escala maior do que a necessária para a descrição da trajetória de uma pluma, foi preciso desenvolver um método de interpolação apropriado para intermediar estas distâncias. Nosso modelo contempla, ainda, a hipótese da turbulência atmosférica não ser isotrópica, onde os coeficientes de difusão turbulenta são variáveis no tempo e espaço e, ainda, diferentes nas direções lateral e vertical. Em nosso modelo, estes coeficientes foram estimados utilizando a parametrização de camada limite proposta por Moraes (2000). Para a validação do modelo, utilizamos dados experimentais obtidos em um experimento realizado próximo à usina termelétrica Presidente Médici, no município de Candiota/RS. Estes dados compreendem medidas de concentração superficial de SO2, velocidade do vento em superfície medidos em torres meteorológicas, bem como dados de turbulência medido em torre micrometeorológica. Os resultados da validação mostraram que o modelo funciona bem, ao menos para o tipo de fonte e topografia onde está localizada, ou seja, emissão contínua e topografia homogênea.