O presente trabalho tem como objetivo estudar a dinâmica do manto superior em margens continentais através do uso de modelos numéricos que simulam processos convectivos e condutivos no tempo geológico, avaliando-se como a incorporação da convecçãao no estudo da história de subsidência de margens continentais difere do resultado obtido através de modelos puramente condutivos. Como primeiros testes, foram realizadas comparações dos resultados numéricos com soluções analíticas para diferentes valores do número de Rayleigh, verificando-se a validade das soluções computacionais. Também foi feita uma análise da estabilidade da litosfera no tempo geológico para diferentes perfis de viscosidade, servindo como base para a escolha dos parâmetros reológicos do manto para os modelos no contexto de margens divergentes. A partir dos cenários numéricos que melhor reproduziram a estrutura da litosfera terrestre, novos cenários foram criados para simular a evolução térmica e isostática de margens continentais. Como exemplo, utilizou-se dados geofísicos e geológicos extraídos da literatura para a bacia sedimentar do Golfo do Leão, no sudeste da Françaa, com o objetivo de comparar a evolução geodinâmica do presente modelo numérico com outros modelos publicados na literatura. Observou-se que o efeito convectivo astenosférico preserva a estrutura térmica aquecida da margem estirada por mais tempo em comparação com o modelo puramente condutivo. Isso implica que, possivelmente, outros fatores também devem ser levados em consideração como o efeito da geometria tridimensional da margem do Golfo do Leão que pode contribuir para um aumento da subsidência da margem em relação ao modelo obtido no presente trabalho. Adicionalmente, constatou-se que a convecção mantélica pode induzir tensões na base da litosfera que a deslocam dinamicamente ao longo do tempo geológico, podendo influenciar a evolução estratigráfica das bacias sedimentares marginais. São apresentados cerca de 60 cenários geodinâmicos mostrando como a variação da estrutura reológica do manto influencia a evolução térmica da litosfera e consequentemente, a história de subsidência da margem. / This work aims to study the dynamics of the upper mantle in continental margins by using numerical models that simulate convective and conductive processes in geological time scale. It was evaluated the contribution of convection and conduction for subsidence history of sedimentary basins. As first tests, simple numerical scenarios with different Rayleigh number were compared with analytic solutions, verifying the validate of the computational solutions. These numerical experiments were followed by the analysis of the lithospheric stability in the geological time scale for different values of viscosity. These experiments were used as a base for the choice of the rheological parameters of the mantle for the models in the context of divergent margins. From the numerical scenarios that better reproduced the lithospheric structure of the Earth, new scenarios were created to simulate the thermal and isostatic evolution of continental margins. As an example, geophysical and geological data extracted from the literature for the sedimentary basin of the Gulf of Lion, Southeastern France, were compared with the results of different geodynamic models published in the literature and with the numerical scenarios obtained in the present work. We observed that the effect of the astenospheric convection preserves the thermal structure of the stretched margin for a long time in comparison with purely conductive models. This implies that, possibly, other processes must be taken into account, such as the effect of the three-dimensional geometry of the Gulf of Lion margin that may contribute to a higher subsidence of the margin than the one obtained in the present work. Additionally, it was observed that mantle convection may induce stress at the base of the lithosphere that dynamically moves it in the geological time, and may influence the stratigraphic evolution of sedimentary basins. It is presented about 60 scenarios showing how the variation of the rheological structure of the mantle is taken into account in the thermal evolution of the lithosphere and consequently in the subsidence history of the margin.

O Rifte Continental do Sudeste do Brasil é uma das feições geotectônicas mais expressivas da margem continental brasileira e sua formação influenciou significativamente o padrão de transporte de sedimentos para as bacias marginais de Santos e Campos. Diferentes modelos foram propostos para a origem deste rifte e envolvem a reativação, como falhas normais, de zonas de cisalhamento Pré-Cambrianas. Não obstante, esses modelos são qualitativos e não existem experimentos numéricos que avaliaram a viabilidade dos mecanismos propostos para a origem do rifte. O presente trabalho teve como objetivo estudar a gênese deste rifte e analisar quantitativamente como diferentes fatores geológicos podem ter influenciado sua formação. Essa análise foi realizada numericamente a partir da simulação da evolução de uma margem divergente representativa do sudeste do Brasil. Foi utilizado um modelo numérico bidimensional que descreve a reologia da litosfera como um material viscoelástico de Maxwell na condição de deformação plana, permitindo analisar o estado de esforços na litosfera ao longo do tempo. Os fatores geológicos considerados nos testes numéricos incluíram erosão do continente, sedimentação ao longo da margem estirada, soerguimento regional induzido por uma anomalia térmica mantélica e esforço tectônico intraplaca relacionado ao empurrão pela expansão da cadeia meso-oceânica e orogenia andina. Esses fatores foram considerados separadamente e conjuntamente nos testes. Para avaliar o limite de ruptura das rochas foi considerado o critério de ruptura de Mohr-Coulomb para diferentes valores de coesão interna da rocha. Foi observado que, quando considerados separadamente, tanto a erosão como a sedimentação produziram um estado de esforços compatível com falhamento normal na região continental próxima à margem estirada. No entanto, o soerguimento regional induzido pela passagem de uma anomalia térmica na base da litosfera produz inexpressiva mudança da tensão deviatórica na crosta superior. O efeito sobreposto da erosão e da sedimentação no balanço de cargas sobre a litosfera produziu uma maior magnitude dos esforços resultando em uma condição suscetível à formação de falhas normais profundas, até o limite da crosta superior, na margem emersa. De modo semelhante, a sobreposição de uma compressão regional resultou em uma ligeira diminuição da profundidade do limite de ruptura para as rochas da crosta superior. Os resultados deste trabalho mostraram que o balanço de cargas devido à erosão da porção emersa do sudeste do Brasil e à sedimentação nas bacias marginais juntamente com baixos valores de coesão interna das rochas durante a evolução da margem divergente foram responsáveis por produzirem um estado de esforços na litosfera compatível com falhas normais profundas, e o efeito de um soerguimento regional causado por uma anomalia térmica assim como o efeito de uma compressão horizontal regional, não afetaram significativamente o estado de esforços de modo a alterar expressivamente a condição de ruptura das rochas ao longo da margem continental. / The Continental Rift of Southeastern Brazil is a remarkable feature at the Brazilian continental margin and its formation significantly influenced the sediment transport pattern to the Santos and Campos marginal basins. Several models were proposed to explain the genesis of the rift and involve the reactivation of Precambrian shear zones as normal faults. However, these models are qualitative and there is a lack of numerical experiments regarding the validity of the proposed mechanisms for the rift genesis. The aim of this work is to study the genesis of the rift and analyze quantitatively how different geological factors can affect its formation. The analysis were conducted through numerical simulations of the evolution of a divergent margin which represents the southeastern Brazil. The two-dimensional numerical model used to represent the lithospheric rheology by a Maxwell viscoelastic material in a state of plane strain and permits the analysis of the lithospheric state of stress throughout time. The geological factors considered in the numerical tests included the continental erosion, sedimentation, regional uplift induced by thermal mantle anomaly and the wide-plate tectonic stress due the ridge-push. These factors were considered separately and superimposed in the numerical tests. The Mohr-Coulomb criterion was adopted to calculate the failure condition, taking into account different values for the cohesion factor. Both erosion and sedimentation, when considered separately, produced a tectonic setting compatible with normal faulting near the stretched continental margin. However, the regional uplift due to the passage of a thermal anomaly on the base of the lithosphere didn\'t expressively affected the change of deviatoric stresses in the upper crust. The superimposed effect of erosion and sedimentation in the load balance on the lithosphere produced greater stresses magnitudes resulting in a favorable condition for the formation of deep normal faulting, up to the base of upper crust, under the onshore margin area. Similarly, the superimposed effect of compressive stresses resulted in the shallowing of the rupture limit of the upper crust. The results of this work showed that the load on the lithosphere due to erosion of the onshore continental area in the southeastern Brazil and the sedimentation on the marginal basins during the evolution of the margin were responsible to produce a state of stress in the lithosphere favorable to the formation of deep normal faulting and either the effect of regional uplift caused by a thermal anomaly or the compressive horizontal stresses didn\'t significantly influenced the state of stress to change the rupture condition of rocks along the continental margin.

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.

Dans cette thèse on s'appuie sur la simulation numérique discrète pour étudier le comportement mécanique d'un milieux granulaire immergé dans un fluide visqueux. Le calcul de la dynamique du mélange est rendu possible grâce à un couplage fort entre méthodes des éléments discrets (DEM) pour les grains et Lattice Boltzmann (LBM) pour le fluide. Pour une large gamme de valeurs de vitesses de cisaillement, contraintes de confinement et viscosités, les résultats montrent que le coefficient de frottement interne et la compacité sont bien décrits par un unique paramètre adimensionnel "visco-inertiel" associant les nombres de Stokes et d'inertie. Le comportement frottant, obtenu à pression de confinement constante, est mis en correspondance avec le comportement visqueux obtenu sous conditions aux limites à volume controlé et qui conduit à une divergence des viscosités effectives normales et tangentielles en inverse du carré de la différence entre compacité et compacité critique de l'assemblage. Les résultats numériques montrent un excellant accord avec les données expérimentales de Boyer et al. (2011). L'évolution de la connectivité et de l'anisotropie du réseau de force en fonction du nombre visco-inertiel montrent que l'augmentation de la résistance au frottement est une conséquence directe d'une anisotropie de structure renforcée à la fois par les effets de la viscosité et de l'inertie des grains. En vue d'une contribution à l'évaluation des risques consécutifs à un accident nucléaire, nous nous sommes également intéressés à l'étude de la fragmentation et de l'écoulement d'agrégats poreux confinés et soumis à une surpression locale exercée par un fluide. L'étude de l'écoulement sous gravité d'un matériau granulaire immergé à travers une constriction a également fait l'objet d'une campagne d'essais numériques. / We investigate the behavior of granular materials immersed in a viscous fluid by means of extensive simulations based on the Discrete Element Method for particle dynamics coupled with the Lattice Boltzmann method for the fluid. We show that, for a broad range of parameters such as shear rate, confining stress and viscosity, the internal friction coefficient and packing fraction are well described by a single "visco-inertial" dimensionless parameter combining inertial and Stokes numbers. The frictional behavior under constant confining pressure is mapped into a viscous behavior under volume-controled conditions, leading to the divergence of the effective normal and shear viscosities in inverse square of the distance to the critical packing fraction. The results are in excellent agreement with the experimental data of Boyer et al. (2011). The evolution of the force network in terms of connectivity and anisotropy as a function of the visco-inertial number, indicates that the increase of frictional strength is a direct consequence of structural anisotropy enhanced by both fluid viscosity and grain inertia. In view of application to a potential nuclear accident, we also study the fragmentation and flow of confined porous aggregates in a fluid under the action of local overpressures and pressure gradients as well as gravity-driven flow of immersed particles in an hourglass.

[pt] Com o aumento do preço do barril de petróleo nos anos 2000 e acrescente demanda por essa commoditie, tornou-se mais atrativa a exploração de petróleo em águas profundas, favorecendo oportunidades em plays subsal e pré-sal em diversas áreas do mundo. Como consequência desta tendência, os desafios da indústria de petróleo se tornaram cada vez maiores. Um dos desafios na perfuração de poços em evaporitos é minimizar a fluência deste tipo de rocha, a qual pode fechar o poço ou colapsar um revestimento ao longo do tempo. Além disso, cenários geológicos com presença de estruturas de sal podem ocasionar problemas de instabilidade mecânica, também, durante a perfuração de poços nas rochas adjacentes ao sal. Os principais problemas associados a esse cenário são causados pela mudança em magnitude e a rotação das tensões principais em torno dessas estruturas salinas, principalmente nas interfaces entre o sal e as rochas adjacentes, coloquialmente denominada de rubble zones. O presente trabalho propõe uma avaliação geomecânica do estado de tensões em região subsal onde foi constatada a instabilidade mecânica durante a perfuração de um poço. Essa avaliação foi feita a partir de simulações numéricas do estado plano de deformação de uma seção geológica 2D da área, onde foi imposto um comportamento viscoplástico para os evaporitos; e elastoplástico com critérios de plasticidade CamClay e MohrCoulomb para região abaixo do sal. Como resultado serão discutidas as trajetórias de tensão obtidas na simulação com os dois tipos de materiais elastoplásticos, evidenciando uma abordagem metodológica para subsidiar a previsão da janela de estabilidade de poços em regiões com estruturas de sal alóctone, uma vez que as tensões in situ nessas regiões se encontram significativamente alteradas, sendo impossível predizer com acurácia a magnitude dessas tensões a partir de modelos analíticos convencionais. Uma melhor previsão das tensões in situ se traduz em uma melhor previsão da janela operacional, com consequente diminuição os riscos operacionais e melhoria na segurança e economicidade dos projetos de poços. / [en] The rise in the price of a barrel of oil in the 2000s and the increasing demand for this commodity, deepwater oil exploration became more attractive, favoring opportunities in subsalt and pre-salt plays in several areas of the world. As a consequence of this trend, the challenges of the oil industry have become ever greater. One of the challenges in drilling wells in evaporites is to minimize the creep to avoid the well collapse. In addition geological scenarios with the presence of salt structures can cause problems of mechanical instability also during drilling of wells in the rocks adjacent to the salt. The main problems associated with this scenario are caused by the change in magnitude and the rotation of the principal stresses around these salt structures, mainly at the interfaces between the salt and the adjacent rocks, colloquially called rubble zones. The present work proposes a geomechanical evaluation of the state of stresses in subsal region where the mechanical instability was verified during the drilling of a well. This evaluation was made from numerical simulations of the plane deformation state of a 2D geological section of the area, where a viscoplastic behavior was imposed for the evaporites; and elastoplastic with Cam-Clay and Mohr- Coulomb plasticity criteria for the region below the salt. As a result, we will discuss the voltage trajectories obtained in the simulation with the two types of elastoplastic materials, evidencing a methodological approach to subsidize the prediction of the well stability window in regions with allochthonous salt structures, since the stresses in situ in these regions are significantly altered and it is impossible to accurately predict the magnitude of these voltages from conventional analytical models. Better prediction of in-situ stresses translates into better forecasting of the operating window, thereby reducing operational risks and improving the safety and cost-effectiveness of well designs.

[pt] Os problemas na perfuração associados à instabilidade do poço são geralmente agravados quando camadas de folhelho são atravessadas, as quais constituem uma alta porcentagem do total das rochas perfuradas no mundo. O folhelho, quando submetido às tensões in situ, pode atuar como uma membrana semipermeável à passagem de íons através do seus poros. Este comportamento e o desenvolvimento de pressões osmóticas ao redor do poço, desempenham um papel fundamental no balanço das forças que instabilizam a rocha. Neste trabalho, um modelo computacional baseado na teoria da poroelastoplasticidade com formulação numérica pelo método dos elementos finitos, é utilizado para avaliar a influência da interação rocha-fluido na estabilidade de poços perfurados através de folhelho. Simulações efetuadas para diferentes cenários esclarecem a maneira como o modelo acopla e trata os mecanismos de transporte envolvidos (difusão hidráulica, osmose química, difusão iônica, advecção). Resultados mostram a pressão de poros e a resistência da rocha adversamente afetadas à medida que o folhelho fica exposto ao fluido de perfuração. É discutida a instabilidade do poço segundo os dados obtidos da variação da pressão de poros, tensões efetivas, área plastificada e deslocamento radial do poço. / [en] Drilling problems associated with wellbore instability are aggravated when shale beddings are drilled, which constitute a high percentage of drilled rocks in the world. Shale in contact with water base mud (WBM), when submitted to the in situ stresses, could have a semipermeable membrane system behavior. This behavior and the osmotic pressure developed around the wellbore have a fundamental role in the force equilibrium that makes the formation unstable. On this document, a computer model based in the poroelastoplasticity with numerical formulation based on finite element code is applied to estimate the influence of rock-drilling fluid interaction on the stability of borehole drilled through shale. Modeling conditions explains how the model couples and deals with driving forces involved (hydraulic diffusion, chemical osmosis, chemical diffusion, advection). Unfavorable consequences about the pore-pressure and rock strength are showed with the time rock exposure. Wellbore instability is discussed according to pore-pressure, effective stress, plastic zone and radial displacement results obtained in this document.

O Princeton Ocean Model foi adaptado ao Canal de São Sebastião (CSS) para estudar as variações sazonais de sua circulação e estrutura termohalina. Três grades numéricas foram aninhadas. A de menor resolução na Plataforma Continental Sudeste (PCSE) e a de maior resolução no Canal de São Sebastião (CSS) com uma grade de resolução intermediária na região adjacente ao canal (PCI). O modelo numérico partiu de condições termohalinas médias sazonais e teve como forçantes, ventos, fluxos de calor, de sal e de radiação de ondas curtas mensais. Nessas condições médias, o modelo representou razoavelmente bem as condições típicas de primavera, verão, outono e inverno, preenchendo o fundo do CSS com a Água Central do Atlântico Sul na primavera e no verão. No outono e no inverno esta massa de água não se encontra no canal, porém, seus sinais mais fracos são obtidos no outono sendo que nesta estação são encontrados os sinais mais fortes da Água Tropical. O modelo aponta o sul do canal, no fundo, ao lado da Ilha de São Sebastião como entrada preferencial de águas mais frias e a simulação numérica da passagem de uma frente fria pela Plataforma Continental Sudeste sugere a rápida resposta das águas do canal com o recuo para o largo da Água Central do Atlântico Sul e pronto retorno assim que a frente deixa a plataforma. Ventos de nordeste na grade da PCSE são imprescindíveis para que a Água Central do Atlântico Sul penetre o Canal de São Sebastião; todos os experimentos com ventos de outras direções nesta grade ou ventos de nordeste somente nas grades média e do CSS não colocaram esta massa de água no canal. A circulação de fundo obtida no CSS é basicamente para nordeste e associada à intrusão da ACAS forçada em primeira instância pelo vento de nordeste na PCSE e em um segundo momento pela força do gradiente de pressão (com destaque para a componente baroclínica), sempre maior na entrada sul do que na entrada norte e sempre maior no verão do que no inverno. A circulação superficial é para sudoeste com relaxamento no outono, intensificando-se em direção ao verão com máximo nesta estação. / The Princeton Ocean Model was adapted to São Sebastião Channel (SSC) so as to study the seasonal changes of its circulation and thermohaline structure. Three numerical grids were nested. The coarse grid on Southeast Continental Shelf (SCS) and the fine grid on São Sebastião Channel with an intermediary grid on the region adjacent to the channel. The numerical model started from average seasonal thermohaline conditions and average monthly data forcing such as wind, heat flux, salt flux and short wave radiation flux. Within these average conditions, the numerical model simulated reasonably the typical conditions of spring, summer, autumn and winter, filling the bottom channel with South Atlantic Central Water (SACW) in spring and in summer. In autumn and in winter this mass of water is not found, nevertheless its weaker signs appear in autumn, which season one finds the stronger signs of Tropical Water (never more than 50%). The model points out the bottom south entrance of the channel, next to the São Sebastião Island (SSI) as the natural gate of colder water and the numerical simulation of a cold front through SCS suggests the quick answer of the water channel with the falling back offshore of the SACW and immediate return when the cold front is gone. Northeasterly winds on the SCS grid are essential so that the SACW enters the SSC; all the experiments with another direction winds in this grid or northeasterly winds only in the intermediate and in the fine grid failed to get in the SACW in the channel. The bottom circulation obtained in SSC is essentially to northeast and associated to the intrusion of the SACW forced in first instance by the northeasterly winds in SCS and in second instance by the pressure force (with emphasis on the baroclinic component) always bigger at the south entrance than in the north entrance and always bigger in summer than in the winter. The superficial currents are southeastward with weakening in autumn and intensification towards summer with maximum in this season.

Ce travail est consacré à l’étude des interactions entre dispositifs de désenfumage naturel et systèmes d’extinction (sprinkleur). Deux campagnes expérimentales à grande échelle utilisant conjointement sprinkleur et désenfumage naturel ont été menées dans des halls d’essais du CNPP. Au total, 98 essais instrumentés ont été réalisés en faisant varier le type et la position du foyer et les temps d’activation respectifs des deux dispositifs de sécurité. Les données recueillies incluent principalement des hauteurs libres de fumées, des champs de température et des temps de déclenchement automatique des sprinkleurs. L’ensemble de ces résultats permet la constitution d’une base de données pour la création de cas de validation en utilisant le logiciel FDS (Fire Dynamics Simulator). Des simulations utilisant les données d’entrée relatives aux différents essais sont réalisées et les résultats numériques sont confrontés aux mesures. Le bon accord entre ces résultats permet d’utiliser FDS pour effectuer des bilans de masse et d’énergie pour les différents scénarios étudiés. En utilisant les connaissances accumulées au cours de ces campagnes, des simulations de scénarios incendie dans deux bâtiments existants ont été réalisées. Pour chaque géométrie, différents temps de déclenchement du désenfumage sont testés et les résultats (niveaux de température, temps et nombre de déclenchements de sprinkleurs, transfert de chaleur et de masse) sont comparés / This work is devoted to the study of interactions between smoke and heat exhaust ventilation systems (SHEAVS) and automatic fire sprinklers. Two real scales experimentation campaigns involving sprinklers and SHEAVS have been carried out in fire test facilities at CNPP (France). A total of 98 instrumented tests have been conducted with various fuel type, experimental configuration and activation time of both systems. Collected datas include smoke free layer height, temperature field and automatic sprinkler activation time. These results are used to build a database in order to create a validation case for the software Fire Dynamics Simulator (FDS). Numerical simulations of several tests are conducted using experimental data as input parameters. Results are then confronted to measurements. A good agreement between these results allows us to use FDS in order to realize mass and energy balances for various scenarios. Using knowledge acquired during both campaigns, numerical simulations of fire scenarios in two actual facilities have been conducted. For both configuration, various SHEAVS activation time have been tested and results (temperature levels, time and number of activated sprinklers, heat and mass transfer) have been confronted

A bacia hidrográfica do rio Amazonas abrange uma área de 6 × 106 km2 da região norte da América do Sul. O seu canal mais longo, com quase 7.000 km tem origem nos Andes peruanos e cruza todo o continente até chegar na foz, no Atlântico Equatorial. Apesar dos diversos esforços científicos, os processos que guiaram a evolução da paisagem na Amazônia ainda são discutidos, assim como a data do estabelecimento dessa grande bacia hidrográfica que culminou com a forma¸cao do rio Amazonas como um rio transcontinental. O presente trabalho teve como objetivo estudar como se deu a evolução da paisagem na regiao norte da América do Sul, com foco na forma¸cao do Rio Amazonas, através de simulações usando um modelo numérico que incorpora orogenia, flexura, isostasia da litosfera, clima e processos superficiais de erosao e sedimentação. Diversos experimentos numéricos foram realizados alterando-se a topografia original, taxa de espessamento crustal nos Andes, erodibilidade das rochas, entre outros parâmetros. Constatou-se que o instante da formação do rio transcontinental é muito sensível a modificações na paleotopografia inicial do modelo e erodibilidade das rochas. Porém, em todos os modelos, o instante da formação do rio Amazonas ´e marcado por um aumento expressivo na taxa de sedimentação na foz do rio Amazonas e uma correspondente queda no aporte sedimentar na foz do rio Orinoco. Adicionalmente, um aumento na taxa de espessamento crustal na região andina não modifica expressivamente as taxas de sedimentação na foz do Amazonas. Isso ocorre pois o aumento no aporte sedimentar proveniente do Andes é essencialmente depositado nas bacias de ante-país devido ao aumento no espaço de acomodação gerado pela carga adicional sobre a placa litosférica. O aumento da taxa de precipitação sobre a cordilheira dos Andes se reflete em um aumento nas taxas de deposição nas bacias de ante-país, na Bacia do Solimões e na foz do Orinoco, porém na foz do Amazonas as taxas de sedimentação sofrem um crescimento pouco expressivo. Já um aumento na precipitação sobre todo o modelo faz com que, em todas as bacias sedimentares, as taxas de sedimentação sofram um aumento gradativo. / The Amazon hydrographic basin is the largest in the world, covering 6 × 106 km2 of northern South America. Its longest channel, with almost 7000 km, brings sediment from the Andes to the Atlantic Ocean, in brazilian equatorial coast. Despite the scientific efforts, the timing of origin of this hydrographic basin is still debated, as well as the processes that guided its evolution and shaped the landscape in this region. In my research, I used an adaptation of the numerical model developed by Sacek (2014) to study the landscape evolution of the north of South America, focusing on the establishment of the Amazon River as a transcontinental river. The numerical model accounts for the contributions of orogeny, climate, isostasy and flexure of the lithosphere, and surface processes (erosion and deposition of sediments). I performed dozens of experiments, testing a range of values for the different parameters of the model, and I was able to reproduce, in many aspects, the evolution of landscape in the region, as hypothesized by others researchers. I also observed in my results a changing in drainage pattern, that corresponds to the onset of the Amazon River. Furthermore, it was predicted by the simulations, at the moment of the onset of the Amazon River, a great increase in sedimentary deposition at the Amazon Fan, simultaneously with a fall in sedimentary deposition at the Orinoco mouth. However, in the simulations, the moment of the onset of the Amazon River is very sensitive to changes in the initial topography of the model. I also tested the influence of crustal thickening rate in the Andes, precipitation rate, and resistance to erosion of sediments of the model, in the sedimentation pattern of the region. I concluded that an increase in precipitation rate in the model can significantly alter the rate of deposition at the region of Amazons mouth and in others sedimentary basins in the model. However, an increase in crustal thickening or precipitation rate in the Andes does not expressively change the rate of deposition at the region of Amazons mouth, but changes occur at foreland basins and at Solimoes Basin.

<div>Gerotor units are widely used in low-pressure (up to 30 bar) </div><div>fluid power applications, injection and lubrication systems, due to their compact package and low cost. Their performance in terms of volumetric efficiency, flow pulsations, internal pressure peaks or localized cavitation depends on many parameters, such as the rotors profiles and the manufacturing tolerances. In this work, a multi-domain simulation approach for the numerical analysis of the performance of Gerotor units is proposed. The model can be used for analysis and virtual prototyping of units considering the actual geometry of the rotors, their geometrical tolerances and the properties of the working fluid and materials.</div><div><br></div><div><div>The approach is based on the coupling of different models: a numerical geometric model evaluating the instantaneous volumes and flow areas inside the unit; a lumped parameter fluid dynamic model describing the displacing process of the tooth space volumes; and a mechanical model evaluating the internal micro-motions of the rotors axes according to their tolerances. In this way, the model determines the actual loading of the rotors, considering also the actual location of the points of contact. Advanced 2D CFD models for the analysis of lubricated interfaces have been developed to study the axial and the radial gaps. This approach allows an accurate prediction of the power losses and radial micro-motion of the rotors taking into account fluidstructure interaction effects. A line contact model is used to describe the contact interface using an elastohydrodynamic approach and non-Newtonian fluid behavior for the prediction of the friction between the rotors.</div></div><div><br></div><div><div>Specic experiments were performed by connecting the pump outlet to a variable loading orifice and by measuring the delivered flow, pressure ripple and required torque under dfferent operating conditions of speed and outlet pressure. These experiments allowed a detailed model validation through the comparisons with simulation data in terms of signicant steady-state as well as transient pressure, flow and torque features. After the model validation, gaps compensation solutions to minimize the volumetric losses are developed and studied showing the potential improvements on the performances of a prototype unit by reaching up to 55% volumetric effciency at high pressure (pmax > 100bar).</div><div><br></div><div>The approach used in the current work along with its proven accuracy through experiments can be considered a valuable tool when studying the impact of real-life technological clearances and gears geometry on the fluid-dynamic performance of the pump.</div></div>