• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 208
  • 8
  • 2
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • Tagged with
  • 220
  • 111
  • 52
  • 51
  • 41
  • 38
  • 33
  • 28
  • 24
  • 22
  • 19
  • 17
  • 17
  • 17
  • 15
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
41

Estudo numérico experimental de tecido conjuntivo mole submetido a deformações finitas

Pinto, Otávio Teixeira January 2014 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332769.pdf: 19510726 bytes, checksum: 9d05fe55d11db784072635d8e8e6eed0 (MD5) Previous issue date: 2014 / O estudo do comportamento mecânico de tendões apresenta uma série de dificuldades numéricas e experimentais. Para compreender o comportamento mecânico do tecido e as dificuldades associadas, realizou-se um conjunto de ensaios experimentais, onde quatro destes ensaios são apresentados e seus resultados discutidos. Do ponto de vista numérico, estudou-se um modelo de comportamento mecânico deduzido a partir de hipóteses sobre leis da termodinâmica, que fornece uma relação constitutiva baseada em uma estrutura variacional com variáveis internas. Este modelo é apresentado em detalhes com exemplos numéricos que demonstram sua capacidade de representação mecânica. Por fim, os dados experimentais foram então utilizados para um procedimento de identificação de parâmetros do modelo estudado, onde este apresentou uma excelente correlação com os dados experimentais obtidos.<br> / Abstract : The study of the mechanical behaviour of tendons presents several numerica land experimental difficulties. To better understand the mechanical behaviour of the tissue and its associated difficulties, a set of experimental tests was executed, Four of these tests are presented and its results discussed.From the numerical point of view, a mechanical behaviour model deduced from hypothesis about thermodynamics laws was studied, it gives a constitutive relationship based on a variational structure with internal variables. This model is presented in detail with numerical examples that show its mechanical representation capacity. Finally, the experimental data were the nused in a parameter identification procedure using the studied model which showed excellent correlation with the experimental data.
42

Avaliação do tempo e condição de armazenagem na fluência em resinas compostas

Savi, Camila Gonçalves January 2015 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-01T04:09:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333865.pdf: 1179205 bytes, checksum: 0a8565618e9602afd5846cb955ca415c (MD5) Previous issue date: 2015 / Objetivo: Avaliar o comportamento viscoelástico (creep) de resinas compostas dentais sob teste de fluência por microindentação Vickers, em duas condições diferentes: tempo (24 h e 1 mês) e armazenagem (seco e úmido), com carga e temperatura constantes. Material e Método: Cem amostras cilíndricas (12 mm x 1 mm), foram confeccionadas a partir de 5 resinas compostas (Micro- híbrida, Nano-Híbrida, Micro-híbrida com nanopartículas, Nanopartículada eNano-híbrida), divididas em dois subgrupos de acordo com a armazenagem (seco e úmido) (n = 10), em estufa a ± 37º C. Após operíodo de armazenagem concluído (24h e 1 mês), as amostras receberam uma carga compressiva estática de 100 g por 30 s em um microdurometro, permaneceram sob relaxamento (sem carga) de 30 s e foram mensuradas, repetiu-se o teste no mesmo local e uma nova mensuração foi realizada. Os valores dessas indentações foram armazenados e calculados. Resultados e Conclusão: A Resina Opallis apresentou o maior valor para a fluência do que as outras resinas. Os menores valores foram encontrados na Filtek Z350. Não houve diferença estatisticamente significante entre IPS Empress Direct e Charisma Diamond (P> 0,05). Também não houve diferença significante entre Filtek Z250 e IPS Empress Direct (P> 0,05). Porém, Filtek Z250 apresentou diferença da Charisma Diamond. As resinas tiveram uma menor deformação de fluência quando armazenadas a seco para todos os grupos. Quanto ao tempo de armazenagem em 24h teve maior deformação do que 1 mês.<br> / Abstratct: To evaluate the viscoelastic behavior (creep) of dental composite resins under fluency test by microindentação Vickers, in two different conditions: time (24 hours and 1 month) and storage (dry andwet), load and temperature constant. Method: Hundred cylindrical samples (12 mm x 1 mm), were prepared from 5 resins composite (Micro-hybrid, Nano-Hybrid, Microhybridwith nanoparticles, Nanoparticle and nano-hybrid) were dividedinto two subgroups according to storage (dry and wet) (n = 10), in anoven at 37 º ± C. After the period concluded storage (24 h and 1 month), the samples have received a static compressive load of 100 g for 30 s in the microhardness, remained under relaxation (no load) for 30 s and were measured, the test was repeated in the same place and a new measurement was performed. The values of these indentations werestored and calculated. Results and Conclusion: The Opallis resin showed the highest valueto fluency than other resins. The lowest values were found in FiltekZ350. There was no statistically significant difference between IPS Empress Direct and Charisma Diamond (P> 0.05). There was also no significant difference between Filtek Z250 and IPS Empress Direct (P>240.05). However, Filtek Z250 showed a difference of Charisma Diamond. The resins had a lower creep deformation when stored the dry for all groups and in relation to storage period 24 h with a greater deformation than 1 month.
43

Modelos bifásicos e análise experimental na caracterização mecânica do tecido cartilaginoso articular

Orzechowski, Stefano January 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 311474.pdf: 2544494 bytes, checksum: 8087dec40a950592ec5344d8d7c507c1 (MD5) / A cartilagem articular é a responsável pela qualidade funcional de uma articulação durante toda vida, permitindo o deslizamento suave das superfícies articulares entre si, com baixo atrito, suportando e distribuindo uniformemente as pressões intra-articulares. O dano na cartilagem limita a qualidade de vida das pessoas, causa dor, impede a mobilidade e restringe severamente as atividades diárias. Estudos que visam à reparação da cartilagem, a fim de diminuir e estabilizar os problemas acima citados, têm sido frequentes nas últimas décadas, exigindo conhecimento da estrutura e do comportamento mecânico deste tecido. O presente trabalho teve como objetivo a análise e simulação do comportamento do tecido cartilaginoso articular, através da implementação, via elementos finitos, de modelos bifásicos. Para a validação dos modelos propostos e buscando uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos foram reproduzidos vários exemplos numéricos disponíveis na literatura. A capacidade dos modelos bifásico poroelástico (BPE) e bifásico poroviscoelástico (BPVE) de reproduzir corretamente o comportamento mecânico do tecido foi avaliada em testes de relaxamento de tensões em compressão confinada e não confinada. Testes experimentais de compressão não confinada com cartilagem suína foram feitos para caracterizar a cartilagem e os resultados obtidos utilizados para posterior identificação de parâmetros através de um algoritmo de otimização. Foi possível demonstrar a vantagem do modelo BPVE, em relação ao modelo BPE, por levar em consideração a natureza viscoelástica dos componentes da cartilagem. Além disso, o modelo BPVE conseguiu representar o comportamento real da cartilagem. / Articular cartilage is responsible for the functional quality of a joint throughout life, allowing smooth sliding between articular surfaces with low friction, supporting and distributing the pressure steadily within the joints. Cartilage damage limits the quality of life, causes pain, prevents mobility and severely restricts everyday activities. Studies attempting to repair the cartilage, in order to reduce and stabilize the mentioned problems, have been frequent in recent decades, requiring knowledge of its structure and its mechanical behavior. Therefore, this work aim to analyze and to simulate the mechanical behavior of an articular cartilage tissue by means of the finite element implementation of biphasic models. In order to validate the proposed models and to better understand the phenomena involved, several numerical examples available in literature are reproduced. The ability of the biphasic poroelastic model (BPE) and biphasic poroviscoelastic model (BPVE) to reproduce correctly the mechanical properties of the articular cartilage is evaluated in stress relaxation tests of confined and unconfined compression. Experimental tests of unconfined compression with porcine cartilage are used to characterize the cartilage and the results used for parameter identificaton using an optimizing algorithm. In this study it is possible to demonstrate the advantage of BPVE model with regard to the BPE model by taking into account the viscoelastic nature of the cartilage components. Furthermore, the model BPVE could represent the actual behavior of cartilage.
44

Determinação experimental de propriedades viscoelásticas de material polimérico

Pagliosa, Cleber January 2004 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:34:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206277.pdf: 867177 bytes, checksum: 8f7dd8d6412cab28b1e28814aa36241c (MD5) / O projeto de componentes estruturais de materiais poliméricos deve considerar a resposta viscoelástica destes materiais. Porém, poucos dados referentes às propriedades mecânicas estão disponíveis na literatura. Adicionalmente, existem famílias de polímeros com propriedades que apresentam diferenças significativas. Para representar o comportamento de um polímero ao longo de um certo período de tempo, é necessário então, construir um modelo viscoelástico de comportamento, a equação constitutiva do material, determinando os seus parâmetros a partir de dados experimentais que se obtém geralmente por ensaios mecânicos de fluência, de relaxação de tensão ou dinâmicos.
45

Estudos de técnicas ultrassônicas para análise de propriedades mecânicas de meios viscoelásticos / Feasibility studies of ultrasonic approaches to evaluate the mechanical properties of viscoelastic medium

Théo Zeferino Pavan 25 February 2011 (has links)
Mudanças nas características mecânicas de tecidos biológicos geralmente estão relacionadas com algum tipo de patologia. Técnicas de imagens elastográficas são métodos quantitativos de se estimar as propriedades mecânicas de tecidos. Em geral, o objetivo destas técnicas de imagem é medir o movimento do tecido provocado por uma força interna ou externa. Por meio desse movimento, parâmetros viscoelásticos do meio em análise são reconstruídos. A força de excitação pode ser tanto quasi-estática, como dinâmica. O trabalho apresentado nesta tese aborda as técnicas de elastografia dinâmica e quasi-estática. Na abordagem quasi-estática, a elasticidade não-linear é estudada através de phantoms com características que simulam as do tecido humano. Na abordagem dinâmica, o movimento dinâmico promovido por força de radicação acústica é avaliado através de técnicas ultrassônicas e magnéticas. O desenvolvimento de materiais para serem usados como phantoms para elastografia por ultrassom é descrito. O comportamento elástico não-linear desses materiais foi analisado através de resultados de ensaios mecânicos. Esses materiais foram desenvolvidos para apresentarem uma relação tensão/deformação que não dependesse do módulo de cisalhamento para pequenas deformações, e foram projetados para serem usados em phantoms em que configurações heterogêneas são empregadas (por exemplo, phantoms com inclusões esféricas). O efeito da não-linearidade elástica dos materiais sobre o contraste, a relação sinal ruído e a relação contraste ruído de imagens elastográficas de um phantom contendo inclusões esféricas, sofrendo altas deformações (até 20%) foi investigada. Foi demonstrada a viabilidade de se medir movimentos vibratórios induzidos por feixes acústicos confocais através de um ultrassom Doppler que utiliza ondas contínuas. A interferência de feixes de ultrassom com pequena diferença de frequências provoca o aparecimento de uma força dinâmica no alvo. Foi demonstrada a formação de imagens de uma esfera rígida imersa em um phantom viscoelástico, através da varredura de ambos os transdutores (confocal e Doppler) pelo plano focal do transdutor confocal. O comportamento dinâmico de uma esfera magnetizada induzido por força de radicação acústica foi investigado. A esfera foi suspensa em água em configuração de pêndulo. Forcas estática de longa (poucos segundos) e curta (poucos milisegundos) duração foram utilizadas. O movimento da esfera foi medido através de um sensor magnetoresistivo. A partir da nova posição de equilíbrio em resposta à força de radicação de longa duração, a amplitude dessa força foi estimada. Para se estimar a viscosidade da água, o movimento de relaxação da esfera após a força ter sido desligada foi ajustado a um modelo de movimento-harmônico amortecido. O movimento de uma esfera rígida imersa em um phantom feito de gelatina, deslocada por força de radicação acústica, foi avaliado por meio de ecos ultrassônicas obtidos com um sistema pulso/eco. A teoria utilizada para se estimar os parâmetros viscoelásticos do phantom, usando o movimento induzido na esfera, é uma extensão da teoria usada para se estimar a viscosidade da água. / Changes in the mechanical properties of soft tissues may be related with pathological disorders. Elasticity imaging is a quantitative method of estimating the mechanical properties of the tissue. In general, the aim of this technique is to measure tissue motion caused by external or internal forces and use it to reconstruct the viscoelastic parameters of the medium. The excitation stress used can be (quasi-) static or dynamic. Both elastographic approaches are explored in this thesis work. In the quasi-static approach, the nonlinear elasticity is studied through tissue-mimicking phantom experiments. In the dynamic approach, the dynamic motion provided through acoustic radiation force is evaluated using ultrasonic and magnetic techniques. The development of phantom materials for elasticity imaging is reported. These materials were specifically designed to provide nonlinear stress/strain relationship that can be controlled independently of the small strain shear modulus of the material, and were designed for use in phantoms where heterogeneous configurations (e.g, spherical targets in a uniform background) are employed. The effects of phantom materials nonlinearity over the strain contrast, signal-to-noise ratio and contrast-to-noise ratio of a phantom containing spherical inclusions undergoing large deformations (up to 20%) were investigated.The feasibility of measuring vibration movement, through a mono-channel continuous wave Doppler system, induced by focused confocal beams, is demonstrated. The interference of two ultrasonic beams promotes a dynamic force to the target. The ability to form images of a rigid spherical inhomogeneity embedded in viscoelastic phantom by scanning both ultrasonic transducers (confocal and Doppler) across the confocal transducer focal plane is presented. The dynamic behavior of a rigid magnetic sphere induced by an acoustic radiation force was investigated. The sphere was suspended in water in a simple pendulum configuration. Steady forces of long (few seconds) and short (few milliseconds) durations were used. The movement of the magnetic sphere was tracked using a magnetoresistive sensor. From the new equilibrium position of the sphere in response to the long-duration static radiation force, the amplitude of this force was estimated. To access the water viscosity, the relaxation movement after the acoustic force had stopped was fitted to a harmonic-motion model. The motion of a rigid sphere embedded in gelatin phantom, displaced by acoustic radiation force, was evaluated using the ultrasonic echoes from a pulse-echo system. The theory used to estimate the viscoelastic parameters of the phantom, from the oscillation of the rigid sphere is an extension of the relation used to estimate the water viscosity.
46

Sobre o comportamento viscoelástico das estruturas: relações constitutivas e técnicas numéricas / not available

Ana Rita Cordeiro da Silva 28 May 1997 (has links)
O presente trabalho relaciona-se à modelagem viscoelástica estrutural, objetivando-se a simulação numérica, com ênfase às estruturas de concreto. Faz-se, inicialmente, uma revisão dos modelos reológicos básicos unidimensionais para facilitar o entendimento das características intrínsecas da resposta viscoelástica das estruturas, tais como o fenômeno de fluência. Dentre as teorias que permitem levar em conta a idade do concreto no instante da aplicação do carregamento, são apresentadas a da hereditariedade e a do envelhecimento. Apresentam-se, em seguida, as funções de fluência e relaxação em notação apropriada à implementação numérica, combinada com o Método dos Elementos Finitos. Alguns aspectos da integração numérica das relações constitutivas ao longo do tempo são discutidos, com a apresentação, em particular, de um esquema de solução explícito fundamentado na Técnica dos \'Núcleos Degenerados\'. Finalmente, exemplos constituídos da análise de treliças planas ilustram a aplicabilidade dos modelos e procedimentos numéricos comentados. / The present work is related to structural viscoelastic modeling aiming numerical simulation, with emphasis on concrete structures. First of all, a revision of unidimentional basic reologic models is given, in order to enhance the inherent features of structural viscoelastic response, such as creep phenomenon. Among the theories able to consider the concrete age at the instant of loading, the hereditary and the aging theories are here presented. After that, the creep and relaxation functions are given in appropriate notation for numerical implementation, combined with the Finite Element Method. Some aspects of time numerical integration of constitutiva relations are discussed, mainly an explicit solution scheme based on the so called Degenerate Kernel Technic. Finally, examples consisting of plane trusses analysis illustrate the applicability of the models and numerical procedures commented.
47

Uma implantação do metodo dos elementos de contorno para problemas viscoelastodinamicos estacionarios tridimensionais em dominios abertos e fechados

Carrion, Ronaldo 28 February 2002 (has links)
Orientador : Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T16:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carrion_Ronaldo_D.pdf: 15118310 bytes, checksum: 4163a2be1a1e5b5f44829901976ddbca (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Este trabalho apresenta uma formulação e implementação, baseadas no Método dos Elementos de Contorno, para a análise de problemas viscoelásticos estacionários tridimensionais em domínios abertos e fechados. A metodologia aqui adotada exigiu, inicialmente, a divisão do trabalho em quatro etapas, quais sejam: implementação do problema estático em domínios fechados; implementação do problema dinâmico em domínios fechados; implementação do problema estático em domínios abertos e, finalmente, implementação do problema dinâmico em domínios abertos. Ao longo dessas quatro etapas, dois artifícios particularmente úteis foram utilizados: a regularização da integral singular que toma possível o tratamento da singularidade de problemas dinâmicos e os chamados "enc1osing elements", que tomam possível o tratamento da singularidade em domínios abertos. Em seguida, foram analisados os mesmos casos considerando a divisão dos domínios em sub-regiões. Alguns exemplos práticos como a aplicação de trincheiras no semi-espaço e a interação solo-estrutura são exemplificados qualitativamente. Também a formulação e a implementação de problemas viscoelásticos estacionários axisimétricos em domínios abertos são apresentadas / Abstract: This thesis presents a formulation and an implementation of the Boundary Element Method (BEM) to describe the static and stationary dynamic behavior of three-dimensional bounded and unbounded viscoelastic domains. The adopted procedure is divided into four steps. In the first step the static analysis for bounded domains is implemented. The second step is the implementation of the stationary dynamic solution for bounded domains. The last two stages are, respectively, the implementation of the static and the stationary dynamic analysis for unbounded domains. Throughout the implementation two strategies were used. The first strategy consists of using the static singular kemels to regularize the stationary dynamic kemels. The second strategy is the application of the so called 'enc1osing elements', to allow the use of the rigid body argument to circumvent the singular integrals in the unbounded domains. In the sequence the idea of sub-domains is also formulated and implemented. Finally, a formulation and implementation of the BEM for axsymmetric stationary problems is presented. The implementation is applied to analyze a series of soil-structure interaction problems / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica
48

[en] A NEW CONSTITUTIVE EQUATION FOR VISCOELASTIC MATERIALS AND ITS PERFORMANCE IN AN ABRUPT CONTRACTION / [pt] UMA NOVA EQUAÇÃO CONSTITUTIVA PARA MATERIAIS VISCOELÁSTICOS E SEU DESEMPENHO EM CONTRAÇÃO ABRUPTA 4:1

RONEY LEON THOMPSON 03 May 2012 (has links)
[pt] Uma nova equação constitutiva para o tensor das tensões é proposta. Esta equação permite o ajuste de dados experimentais de funções materiais de regime permanente em escoamentos de cisalhamento e extensão devido a um desacoplamento total destas funções. Através de um classificador cinemático local. O modelo é capaz de captar as influencias de movimentos de corpo rígido, escoamento de cisalhamento puro e extensional puro em regiões de características cinemáticas intermediárias em relação a estes casos limites, facilitando a análise de escoamentos complexos. A aplicação do modelo em uma contração abrupta 4 por 1 acarretou resultados coerentes com a literatura tais como o crescimento do vértice com o aumento do exponente power law da viscosidade extensional e a inibição de alguns efeitos extensionais causada pela presença de propriedades elásticas. A variação de uma propriedade de origem puramente elástica foi um teste sem precedentes na literatura, na medida em que os modelos típicos não possuem um desacoplamento total deste efeito. / [en] A new constitutive equation for the stress tensor is proposed. This equation allows fitting os stationary shear and elongational material functions experimental data due to the total discoupling of these functions. A local kinematic criteria of classifying flows is used in order to capture the influence of rigid body motion, pure shear flows and shear free flows to intermediate regions where the kinematics characteristics are in between these limit cases, making easy the analysis of complex flows. The model was tested in a 4 for 1 abrupt contraction and some results were in good agreement with literature, like the vortex growth with increasing extensional power law index and the countrary effects of elastic and extensional propertys. The effects of changing a purely elastic property was studied for the first time, because tipical models cant isolate this effect.
49

Propriedades reologicas de doce de banana

Toledo, Paulo Ferraz de 12 January 2004 (has links)
Orientador : Celso Costa Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toledo_PauloFerrazde_M.pdf: 585206 bytes, checksum: f06cb5534a00056c02bc799a2d9a8188 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos
50

Modelagem viscoelastica do fraturamento hidraulico

Rosolen, Marcos Antonio 19 August 1994 (has links)
Orientadores: Antonio Celso Fonseca de Arruda, Euclides Jose Bonet / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T14:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosolen_MarcosAntonio_D.pdf: 60627383 bytes, checksum: 494fd31715dd81adac8a3239737193f1 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O fraturamento hidráulico é um processo utilizado na Indústria do Petróleo para a estimulação de poços. Consiste na abertura e consolidação de uma fratura em uma formação rochosa criando um canal de fluxo altamente permeável. O meio físico que possibilita tal tratamento é um fluido de características especiais através do qual se transmite à rocha a potência hidráulica necessária para a realização deste trabalho. Este fluido deve, também, carregar eficientemente o agente granular que será o responsável pela sustentação da fratura. o projeto de um fraturamento resulta da composição de tópicos de diversas áreas do conhecimento científico e tecnológico, e o domínio do comportamento reológico deste fluido é fundamental para o correto equacionamento dos fenômenos envolvidos. Diversas formulações de fluidos de fraturamento encontram-se disponíveis no mercado, sendo a mais utilizada a obtida a partir do polímero HPG. Este polissacarídio é derivado da goma guar e apresenta alta economicidade, gerando fluidos operacionalmente seguros. Tal fluido, como todo fluido polimérico, é viscoelástico, porém seu componente elástico não é computado nas teorias disponíveis para o dimensionamento de fraturas hidráulicas, que o tratam como newtoniano ou, nas mais elaboradas, como não-newtoniano. o advento de modernos aparatos experimentais possibilita, atualmente, uma avaliação mais completa dos parâmetros reológicos destes fluidos, permitindo a formulação de um modelo mais aprimorado para seu escoamento. O presente trabalho reporta a investigaçãoda viscoelasticidadedos fluidos de fraturamento, levantando seus parâmetros reológicos e remodelando seu escoamento. É feita uma revisão do estado-da-arte das modelagens disponíveis e são propostas contribuições a diversos aspectos teóricos inerentes a este processo, com verificação experimental. Dentre as contribuições teóricas introduzidas destacam-se: a formulação tensorial do escoamento do fluido dentro da fratura, a proposição de uma nova abordagem para o fenômeno da filtração de fluido pelas suas paredes, o equacionamento analítico do comportamento da pressão em seu interior e o acoplamento direto das áreas envolvidas na modelagem de seu dimensionamento. Os parâmetros viscosos e elásticos dos fluidos de fraturamento estudados foram medidos experimentalmente, sendo apresentadas novas expressões analíticas relacionando os parâmetros elásticos aos viscosos. São estabelecidas relações que permitem a extrapolação do comportamento reológico destes fluidos para outras faixas de variação de temperatura e concentração. A introdução destes conceitos teóricos na modelagem repercute na geometria final da fratura alterando seu perfi] de elíptico para cuneiforme, o que se traduz em fraturas mais longas que as normalmente previstas com o equacionamento convencional. O componente elástico dos fluidos introduz uma tensão adicional no equacionamento e seu reflexo na geometria da fratura é dependente dos parâmetros reológicos dos mesmos, bem como das especificações do projeto / Resume: La fracturation hydrauIique est un procédé utiIisé dans I'industrie pétroIiere pour Ia stimulation des puits, consistant à ouvrir et à consoIider une fracture dans une formation rocheuse, ayant pour but Ia création d'un canal d'écouIement tres perméabIe. L'agent qui rend possibIe ce procédé est un fluide avec des caractéristiques spéciales qui permit Ia transmission de Ia puissance nécessaire à Ia roche pour Ia réalisation du travail, et qui doit, aussi, transporter efficacement le matérieI granulaire qui va soutenir Ia fracture. Le projet d'une fracturation résulte de Ia composition des topiques de divers domaines de Ia connaissance scientifique et technoIogique, et le contrôle de Ia conduite rhéologique de ce fluide est fondamentaI pour résoudre correctement les équations des phénomenes présents. Diverses formuIations de ce fluide sont disponibles, mais Ia plus utilisée c'est celle qui est obtenue du HPG, un poIisaccharide dérivé de Ia gomme de guar, à cause de son aspect économique et sa sécurité opérationnelle. Cet fluide, comme n'importe quel fluide polymerique, iI est viscoélastique, mais son composant éIastique n'est pas computé dans les théories disponibIes par le calcuI des dimensions des fractures hydrauIiques, qui Ie traitent comme un fluide qui obéit Ia Ioi de Newton ou, dans Ies théories Ies plus éIaborées, comme un qui ne l'obéit pas. L'apparition récente de nouveaux apparats expérimentaux rend possibIe une évaluation pIus complete des parametres rhéoIogiques de ces fluides en permettant Ia formuIation d'un modele pIus accompli pour cet écoulement. Cet ouvrage se propose à rechercher cet aspect du probIeme, en déterminant ses parametres rhéoIogiques et en modeIant son écoulement avec I'inclusion de sa conduite éIastique. Pour y arriver, tout Ie modeIage traditionnel est revu et des contributions sont incluses à divers aspects inhérents à ce procédé, qui peuvent être étendues à des applications dans d'autres domaines en corrélation. Les innovations introduites sont: Ia formulation tensorielle d'écoulement du fluide dans Ia fracture, l'obtention des équations analytiques de Ia conduite de Ia pression dans son intérieur, Ia proposition d'un nouvel abordage pour le phénomene de Ia filtration du fluide par Ies parois, Ie couplage direct des domaines présents dans le modelage de ses dimensions, l'obtention expérimentale des parametres visqueux et élastiques de ces fluides de fracturation, I'expression anaIytique des parametres élastiques en fonction des visqueux, et l'établissement des relations qui permettent I'extrapoIation de sa conduite rhéologique dans des segments de variations de température et de concentration. L'introduction de ces concepts et de ces résultats répercute dans Ia géométrie finale de Ia fracture en changeant son profiI de elliptique en cunéiforme, en résultant des fractures pIus longues qui celles obtenues normalement avec le modelage traditionnel. Le composant éIastique des fluides introduit une contrainte additionnelle dans les équations et son reflet dans Ia géométrie de Ia fracture dépend de ses parametres rhéologiques et des spécifications du projet / Abstract: Hydraulic Fracturing is a process used in Petroleum Industry for weIls stimulation and it consists in the opening and consolidation of a fracture in a rock formation, creating a flow channe1 with high permeability. The physical medium employed in this treatment is a fluid of special characteristics which transmits to the rock the necessary hydraulic power for having this work done. This fluid also must carry efficiently the proppant agent that wiIl support the fracture. The project of a hydraulic fracturing results from the composition of topics of many fields of scientific and technological knowledge, and the control of the rheological behavior of the fluid is fundamental to equate correctly the involved phenomena. Various fracturing fluid formulations are available in the market, but the most used is that obtained from the HPG polymer. This polysaccharide is derived from the guar gum and it have high economics, generating fluids operationaIly safes. This fluid, like all polymeric fluids, is viscoelastic, but its elastic component is not included in the available hydraulic fracturing models, which consider it as a newtonian fluid or, in the most elaborated theories, as a non-newtonian fluid. Now, the advent of modem experimental apparatus makes possible a more complete evaluation of the rheological parameters of this fluid and the formulation of an improved model for this flow. The present work reports the investigation into the fracturing fluids viscoelasticity, obtaining its rheological parameters and remodeling this flow. It is made a revision of the state-of-art of the available models and it is proposed contributions to many aspects of this process, with experimental verification. Among the introduced theoretical contributions can be mentioned: the tensorial formulation of the fluid flow in the fracture, the proposition of a new approach to the fluid filtration phenomenon through its walls, the analytical equating of the pressure behavior in its interior and the direct coupling of the involved fields in the modeling of its dimensions. The viscous and elastic parameters from this fracturing fluids are acquired experimentally, and new analytical expressions relating the elastic to the viscous parameters are provided. It is established relations that allow the extrapolation of its rheological behavior to others temperature and concentration ranges. The introduction of this theoretical concepts in the modeling reflects on the fracture final geometry changing its elliptical profile to cuneiform, resulting longer fractures than the usually obtained by the conventional models. The fluid elastic component introduces an additional tension on the equating and its consequence in the fracture geometry depends on the rheological parameters and on the project specifications / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Page generated in 0.0756 seconds