Orientador : Jose Luiz Boldrini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Planas_GabrieladelValle_D.pdf: 3950475 bytes, checksum: 59c0bd2278ffd48bf7ae9d8fab3ddc2a (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho apresentamos resultados de existência de soluções para alguns modelos matemáticos do tipo campo de fase para a solidificação de ligas binárias. Inicialmente, consideramos um modelo composto por um sistema de equações diferenciais parciais altamente não lineares degenerado e parabólico, com três variáveis independentes: o campo de fase, a temperatura e a concentração. Depois incluímos termos convectivos para levar em consideração o fluxo nas regiões não sólidas. Estudamos alguns modelos desse tipo. A característica comum nesses modelos é que na equação da velocidade é utilizado um termo de penalização do tipo Carman-Kozeny para modelar o efeito mushy. Utilizamos técnicas de aproximação que envolvem regularização, o método de Faedo-Galerkin e o Teorema de Ponto Fixo de Leray-Schauder / Abstract: In this work we present results of existence of solutions for some mathematical models of phase- field type for solidification of binary alloys. Firstly, we consider a model based on a highly non-linear degenerate parabolic system of partial differential equations, with three independent variables: phase-field, solute concentration and temperature. After that, we include convective terms in order to consider the flow in the non-solid regions. We study some models of this sort. All of them have the characteristic of modeling the mushy effect with a Carman- Kozeny penalization term added to the velocity equation. The proofs are based on an approximation technique which includes regularization, Faedo-Galerkin method and Leray-Schauder Fixed Point Theorem / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientadores: Jose Alberto Cuminato, Maria Cristina de Castro Cunha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-23T19:43:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boaventura_Maurilio_D.pdf: 2491219 bytes, checksum: 867f05e9f0a13670568238a19f88b98d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresentamos, neste trabalho, uma técnica paralela baseada em uma decomposição de domínio para resolver as equações de Navier-Stokes com superfícies livres em coordenadas cartesianas e cilíndricas em duas dimensões. Essa técnica é baseada no código apresentado por Tomé [1993] e Tomé e co-autores [1996], a qual por sua vez é baseada no método SMAC apresentado por Amsden e Harlow [1971], que resolve as equações de Navier-Stokes em três passos: a equação de momento, a equação de Poisson e o movimento das partículas. A primeira equação é discretizada por diferenças finitas explícitas. A paralelização é realizada dividindo-se o domínio original de cálculo em vários subdomínios verticais e atribuindo cada um deles a um processador. Todos os cálculos podem ser realizados usando comunicação somente com o processador vizinho mais próximo. No final, apresentamos testes comparando a performance do código paralelo com o seqüencial e discutimos a questão do balanceamento de carga. / Abstract: A parallel technique "Qased on domain decomposition for solving free surface Navier-Stokes equations in cartesian and cylindrical coordinates in two dimensions is described. It is based on the code by Tomé [1993] and Tomé et.al. [1996], which in turn is based on the SMAC method by Amsden & Harlow [1971], which solves the Navier-Stokes equations in three steps: the momentum equation and Poisson solvers and particle movement. The first equation is discretized by explicit finite differences. The paralIelization is performed by splitting the computation domain into vertical strips and assigning each of these to a processor. All the computation can then be performed using nearest neighbour communication. We present run tests comparing the performance of the parallel with the serial code, and discuss the load balancing question. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-18T18:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Steffani_Evandro_M.pdf: 2084852 bytes, checksum: 83b4e22bb98d52c5e934872728f0ee19 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Este trabalho consiste na elaboração de uma rotina de cálculo para a simulação do escoamento laminar de fluidos em dutos cilíndricos. As equações da continuidade e a componente axial da equação de Navier-Stokes são resolvidas utilizando-se o método de colocação ortogonal em elementos finitos. Como resultado deste trabalho tem-se um programa fácil de se utilizar que calcula os perfis de velocidade, para o escoamento de um fluido newtoniano, no interior de tubos. O programa é testado fazendo-se simulações do escoamento laminar de ar a 25°C a diferentes números de Reynolds, variando-se também o tamanho da malha, ou seja, o número de elementos finitos utilizados nas direções axial e radial. Os resultados obtidos são comparados à solução analítica para perfil desenvolvido / Abstract: This work presents a computer program for the simulation of the laminar flow of fluids in cylindrical ducts. The continuity equation and the axial component of Navier-Stokes equation are solved using the orthogonal collocation on finite elements method. As a result we have a simple program which gives the velocity profiles for the flow of a Newtonian fluid. The program is tested using air at 25°C at different Reynolds numbers and different grid sizes. The results are compared to the analytical solution for fully developed flow / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-19T10:58:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonfim_LuciaResendePereira_M.pdf: 1568473 bytes, checksum: 9f17158e81a9dd55608b4071e38102be (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Paulo Fernando de Arruda Mancera / Banca: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Valdemir Garcia Ferreira / Resumo: Considera-se a construção de métodos compacto e não compacto de quarta ordem para resolver numericamente as equações de Navier-Stokes na formulação função corrente em uma malha uniforme. Aplica-se esses métodos de alta ordem em um canal-tipo estenose e o conjunto das equações não lineares resultantes da discretização é resolvido pelo método de Newton. Erros RMS e máximo, bem como linhas de corrente são apresentados / Abstract: This work considers the development of compact and wide fourth-order schemes for solving the Navier-Stokes equations in the streamfunction formulation on a uniform grid. These high order schemes are applied in a stenosis channel-type and the set of nonlinear equations resulting from the discretization is solved by Newton's method. The RMS and maximum errors, and also the streamlines are shown / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247158.pdf: 1692740 bytes, checksum: b5159f8dc98b1485e5d8148960bc8ded (MD5) / Este trabalho tem como objetivo estudar os métodos FIELDS e Rhie-Chow para tratamento do acoplamento pressão-velocidade na solução das equações de Navier-Stokes e realizar sua implementação computacional. Estes métodos apresentam diferentes maneiras de introduzir a pressão na equação de conservação da massa para a solução acoplada da pressão e velocidade. Ambos se utilizam de técnicas baseadas em funções de interpolação, que são decorrentes das próprias equações de conservação da quantidade de movimento, de forma a estabelecer um forte acoplamento entre as variáveis das equações. A aplicação em malhas não-estruturadas é realizada através do método dos volumes finitos baseado em elementos. Com o simulador desenvolvido, os métodos FIELDS e Rhie-Chow são avaliados através da solução de problemas conhecidos na literatura. Primeiro, são realizadas avaliações individuais dos métodos quanto à sua estabilidade e consistência. Em seguida são traçados comparativos entre as soluções obtidas. São analisadas características como: qualidade das soluções, convergência, influência do passo de tempo, tempos de solução dos sistemas lineares e montagem da matriz de coeficientes. The main goal of this work is the study of the FIELDS and Rhie-Chow methods for treatment of the pressure-velocity coupling in the solution of the Navier-Stokes equations and develop their computational codes. These methods have different ways of introducing the pressure in the mass conservation equation when a coupled solution is sought. Both use techniques based on interpolation functions, which come from the momentum conservation equations, in a way that a strong coupling between the equations is established. The use on unstructured meshes is performed by the element based finite volume method. The FIELDS and Rhie-Chow methods are evaluated by solving well-known testing problems from the literature. First, they are individually evaluated based on their stability and robustness. Then, the solutions are compared and analyzed according to the following criteria: solution quality, convergence, time step influence, CPU time spent to solve linear systems and assembling the global coefficient matrix.

Orientador: Gilcilene Sanchez de Paulo / Banca: Analice Costacurta Brandi / Banca: Jorge Peixinho / Resumo: O presente trabalho de mestrado consiste em apresentar uma modelagem para escoamentos isotérmicos viscoelásticos em que a viscosidade varia de acordo com a pressão e estudos numéricos para alguns problemas bidimensionais, como escoamentos entre placas paralelas e expansão planar 1:4. Para este trabalho é utilizado o modelo viscoelástico Oldroyd-B e uma modelagem linear da viscosidade com relação a pressão. O método numérico desenvolvido é baseado no método da projeção para desacoplar velocidade e pressão nas equações de Navier-Stokes e depois calcula os tensores pela equação constitutiva com a informação da viscosidade variando com a pressão. As equações são discretizadas em uma malha deslocada pelo método de diferenças finitas. Os resultados numéricos são obtidos das simulações de escoamentos em um canal e expansão planar 1:4 bidimensional, cujo foco é destacar algumas diferenças entre o modelo Oldroyd-B Standard e o modelo Oldroyd-B sob influência da viscosidade que varia linearmente com a pressão. Este trabalho de mestrado também tem por objetivo resolver problemas, com fluidos viscoelásticos, em que haja regiões com variações da pressão e estudar estes resultados numéricos comparando-os com o modelo Oldroyd-B Standard. / Abstract: The present master's work consists in presenting a model for viscoelastic isothermal flows with pressure-dependent viscosity and numerical studies for some two-dimensional problems, such as channel flow and planar expansion 1:4. In this work will be considered the Oldroyd-B viscoelastic model and a linear modeling viscosity with a linear relationship between viscosity and pressure. The numerical method developed is based on the projection method to decouple velocity and pressure in the Navier-Stokes equations and then calculates the tensor from the constitutive equation taking account the pressure-dependent viscosity. The equations are discretized on a staggered grid by using the finite diference method. The numerical results are obtained for two problems: two-dimensional channel and planar expansion 1:4 flows, whose focus is to highlight some diferences between the standard Oldroyd-B model and the Oldroyd-B model under the influence of viscosity that varies linearly with pressure. This master's work aims to solve problems of viscoelastic fluids in which there exist regions where pressure varies and to study these numerical results comparing them with the standard Oldroyd-B model. / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:30:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221669.pdf: 5791503 bytes, checksum: f4ee6da8f1677950a8ee94a116264bbc (MD5) / Este trabalho propõe um procedimento numérico integrado para problemas que envolvem a otimização de forma aplicada ao escoamento de fluidos. O procedimento é denominado integrado porque reúne diversos módulos distintos para o tratamento do problema, como modelagem geométrica, geração de malhas por elementos finitos, análise não-linear do escoamento, análise de sensibilidade, programação matemática e otimização de forma. A solução eficiente desta classe de problemas de otimização, principalmente os algoritmos de programação matemática, depende fortemente da estratégia utilizada na análise de sensibilidade da resposta do contorno e da determinação efetiva do gradiente da função objetivo e suas restrições, com relação às variáveis de projeto. Por este motivo, neste trabalho, foi aplicado um procedimento para melhorar a qualidade da análise de sensibilidade. As sensibilidades são obtidas analiticamente e o procedimento implementado para o gradiente da função objetivo propõe uma alternativa chamada de método adjunto, que consiste na adição de um termo à função objetivo, o que reduz consideralvemente o custo computacional. O problema de otimização é definido com base no modelo geométrico, a função objetivo a ser considerada é a dissipação viscosa e as variáveis de projeto são as coordenadas dos pontos-chave, os quais descrevem o contorno do domínio, que é representado por segmentos de B-splines cúbicas. A definição paramétrica de curvas em função de um conjunto de pontos-chave e condições de contorno em seus vértices extremos são discutidas detalhadamente. É dada ênfase à interpolação através de segmentos de B-splines, devido à sua simplicidade, eficácia e flexibilidade. A correta definição da geometria do domínio é responsável pelo sucesso do processo de otimização. O problema discretizado de otimização é formulado através do Método do Lagrangeano Aumentado, considerando-se restrições laterais e volumétricas. Os escoamentos aqui tratados são bidimensionais, supondo as hipóteses de incompressibilidade e em regime permanente, modelados pelas equações de Navier-Stokes. Estas equações são discretizadas pelo método dos elementos finitos de Galerkin, via elementos triangulares T7/C3 (sete nós para a velocidade e três para a pressão), resultando em um sistema de equações não-lineares, que é solucionado pelo método de Newton. O problema a ser solucionado neste trabalho consiste na otimização de forma de contornos, visando à redução da dissipação viscosa decorrente do escoamento em torno de um dado corpo ou em um canal.

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Matemática, Estatística e Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2013-12-05T19:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1979Bitstream added on 2016-01-08T13:35:59Z : No. of bitstreams: 1 264872.pdf: 490239 bytes, checksum: 532d958a9e3341d4c3d33eefd7ec4741 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T05:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:53:00Z : No. of bitstreams: 1 183239.pdf: 8340555 bytes, checksum: fa43f015f2e8ab8f6ce5218208fed64a (MD5) / Neste trabalho uma metodologia híbrida euleriana-lagrangeana é utilizada para simular escoamentos viscosos, incompressíveis em geometrias irregulares entre fluido e sólido. A metodologia é validada na resolução do escoamento em cavidades com topo deslizante e bases irregulares. Resultados experimentais e numéricos para difusores radiais com alimentação axial são utilizados na validação do código computacional desenvolvido no presente trabalho. Na seqüência esta metodologia é utilizada para investigar a influência no escoamento de alterações geométricas introduzidas em válvulas automáticas de compressores herméticos. A busca da geometria ótima é feita através do método de pontos interiores de Herskovits.