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Definição de uma lei coesiva para juntas coladas em carbono-epóxido solicitadas em Modo IIFernandes, Rui Miguel da Rocha Pereira January 2012 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012
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Efeito da clorexidina e flúor na resistência coesiva da estrutura dental irradiada e não irradiadaNeiva, Natalia Antunes 25 February 2010 (has links)
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Radiation therapy significantly reduces the resistance of the tooth structure and
the damage is potentially higher in the organic matrix. The use of products that
promote the stabilization of collagen and / or agents to intensify the cross-links
may provide less damage to the resistance of teeth irradiated. This study aimed
analyze the effect of the use of chlorhexidine and sodium fluoride in the
cohesive strength of the tooth structure during radiotherapy in head and neck
believing that these products may influence the mechanical properties of
enamel and dentin. Were collected 60 teeth divided into 2 groups, irradiated
and non-irradiated, subdivided into 2 mouthwash protocols used 3 times a day:
0.12% chlorhexidine and 0.05% sodium fluoride and a control group. The
specimens were evaluated by microtensile testing. The Tukey test (P <0.05)
revealed that the presence of irradiation reduces the UTS of enamel, crown and
root dentin regardless of the orientation of the prisms and tubules. The
simulating of rinsing with chlorhexidine 0.12% recovered the resistance of
crown dentin irradiated transversal to tubule orientation (GIP= 45,1 7,8 Ab),
(GIT= 57,6 12,5 Aa), (GNIP= 76,2 12,5 Ab), (89,4 16,7 Aa) and the simulating
of rinsing with sodium fluoride at 0.05% recovered the resistance of enamel
irradiated making it similar to the non-irradiated enamel (GIP= 38,5 ± 4,9Aa),
(GIT= 15,9 ± 2,7Aa), (GNIP= 43,2 ± 13,7Aa), (GNIT= 18,0 ± 2,0Aa). Therefore,
the use of those substances for radiation treatment becomes essential to
reduce the side effects and improve the quality of life of cancer patients in the
head and neck. / A radioterapia reduz significativamente a resistência da estrutura dental e os
danos são potencialmente maiores sob a matriz orgânica. A utilização de
produtos que promovam a estabilização do colágeno e/ou agentes que
intensifiquem as ligações cruzadas podem prover menores danos à resistência
da estrutura dental irradiada. Este estudo objetivou analisar o efeito do uso da
clorexidina e fluoreto de sódio na resistência coesiva da estrutura dental
durante o processo de radioterapia na região de cabeça e pescoço acreditando
que estes produtos podem influenciar as propriedades mecânicas do esmalte e
dentina. Foram coletados 60 dentes terceiros molares humanos que foram
divididos em 2 grupos, irradiado (GI) e não irradiado (GNI), subdivididos em 3
sub-grupos de acordo com o protocolo de tratamento tópico recebido:
Bochecho com clorexidina a 0,12%, fluoreto de sódio a 0,05% e grupo controle.
A resistência à microtração foi analisada. O teste de Tukey (P <0.05) revelou
que a radiação reduz a resistência coesiva do esmalte, dentina coronária e
dentina radicular independente da orientação dos prismas e túbulos (paralela
(P) e transversal (T). A simulação do bochecho com clorexidina a 0,12%
recuperou a resistência da dentina coronária irradiada na orientação
transversal (GIP= 45,1 7,8 Ab), (GIT= 57,6 12,5 Aa), (GNIP= 76,2 12,5 Ab),
(89,4 16,7 Aa) e a simulação do bochecho com fluoreto de sódio a 0,05%
recuperou a resistência do esmalte irradiado tornando-o semelhante ao
esmalte não irradiado (GIP= 38,5 ± 4,9Aa), (GIT= 15,9 ± 2,7Aa), (GNIP= 43,2 ±
13,7Aa), (GNIT= 18,0 ± 2,0Aa). Portanto, o uso dessas substâncias durante o
tratamento radioterápico torna-se fundamental para reduzir os efeitos colaterais
e melhorar a qualidade de vida dos pacientes com câncer na região de cabeça
e pescoço. / Mestre em Odontologia
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Avaliação da influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas / Influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites: microtensile bond strenght analysisPalazon, Milena Traversa 12 September 2013 (has links)
O objetivo desse estudo foi avaliar a influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas. Foi confeccionado para este trabalho um dispositivo bipartido de Teflon que se encaixa em um magazine metálico para manter as metades em posição durante a preparação dos corpos de prova do compósito. A partir deste dispositivo de forma cônica, e dimensões: 4mm de base, 2mm de diâmetro na interface e 4mm de altura, foram obtidos 120 espécimes, divididos em 12 grupos ( n=10), 6 grupos sem o uso de adesivo e 6 grupos com o uso de adesivo. Foram utilizadas as resinas compostas: Filtek P90-3M ESPE, St.Paul,MN,USA e Filtek Z350 XT-3M ESPE, St. Paul, MN,USA , ambas na cor A3, inseridas no dispositivo bipartido de teflon segundo a técnica incremental adotada, técnica incremental obliqua, horizontal ou incremento único. A resina foi inserida com uma espátula metálica em incrementos horizontais ou em incrementos oblíquos, conforme a inclinação dada pelo instrumental utilizado, em incrementos de 2mm de espessura, ou ainda inserida de uma só vez, em porção única de 4mm de espessura e fotoativadas por 20 segundos, segundo indicação do fabricante. Os espécimes foram submetidos aos testes de tração para avaliar a força coesiva da resina composta e a influência da técnica incremental utilizada. Os dados obtidos foram analisados quanto à sua distribuição, à Análise de Variância (ANOVA) e ao Teste de Tukey HSD (p>0,05 %). Pode - se concluir que a técnica incremental utilizando incrementos oblíquos influencia negativamente na resistência coesiva. A Resina Filtek Z350XT possui maior resistência coesiva quando comparada à resina Filtek P90. A utilização de adesivo influencia negativamente na resistência coesiva. / The aim of this study was to evaluate the influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites. A total of 120 conical specimens of different resin composites, Filtek P90 and Filtek Z350 XT, both in color A3, were made in a bipartite teflon device with the following dimensions: 4 mm base diameter of 2mm and 8mm in height. The specimens were assigned into 12 groups (n = 10), 6 groups without the use of adhesive and 6 groups with the use of adhesive. The cavity was filled with a metal spatula in oblique or horizontal increments of 2mm thick or inserted at once in one portion 4mm thick and each increment was light-cured for 20 seconds following manufactures instructions. The specimens were subjected to microtensile tests to evaluate the cohesive strength of the resin composite and the influence of incremental technique used. Data were submitted to ANOVA and Tukey\'s HSD test (p<0,05%).Can be concluded that the incremental technique using increments oblique negatively influence the cohesive strength. The resin Filtek Z350XT has greater cohesive resistance when compared to Filtek P90. The use of adhesive negatively influence the cohesive resistance
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[en] APPLICATION OF COHESIVE FRACTURE MODELS TO THE ANALYSIS OF STEELFIBER REINFORCED CONCRETE STRUCTURES / [pt] APLICAÇÃO DE MODELOS DE FRATURA COESIVA À ANÁLISE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇOLUIS ANTONIO TADAIESKY BARBOZA 16 February 2016 (has links)
[pt] Nessa dissertação, investiga-se através do método dos elementos finitos
o processo de fratura em estruturas de materiais quase frágeis com base em
modelos de representação explícita de fratura por meio de elementos de fratura
coesiva. Para tanto, são apresentadas duas formulações distintas de
elementos finitos com base na zona de fratura coesiva. A formulação do
modelo do coesivo com base no potencial PPR e a formulação dos modelos
coesivos Bi-linear e Linear exponencial. As modelagens numéricas e análises
são realizadas no simulador Abaqus . Essas formulações são aplicadas à
simulação da evolução de trincas em corpos de prova de concreto reforçado
com fibras de aço em ensaios de tração, flexão e cisalhamento. Apresentando
a aplicabilidade da metodologia a problemas reais de fratura em modo I, II e em
modo misto. Através dessas análises foi demostrada a aplicabilidade da
formulação de zona coesiva a representação de fratura em materiais quase
frágeis. O potencial PPR e o modelo Linear exponencial foram os modelos
mais adequados à simulação dos ensaios em concreto reforçado com fibra de
aço. / [en] In this thesis, the fracture process in structures with quasi-brittle materials
was investigated using the finite element method based on the cohesive zone
model. Two different cohesive model formulations are presented: a potential
formulation, the PPR model, and a formulation for the bi-linear and linearexponential
models. These formulations were applied in the simulation of
fracture propagation in concrete specimens reinforced with steel-fibers. The
specimens were subjected to Mode I, II and mixed-mode loading through the
direct tensile, shear and bending tests. The analyses were simulated in the
Abaqus . The good applicability of the cohesive zone model for fracture
propagation analysis in quasi-brittle materials were demonstrated with the
performed simulations. The PPR potential model and the linear-exponential
model presented better results in tests with concrete reinforced with steel-fiber
specimens.
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Avaliação da influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas / Influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites: microtensile bond strenght analysisMilena Traversa Palazon 12 September 2013 (has links)
O objetivo desse estudo foi avaliar a influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas. Foi confeccionado para este trabalho um dispositivo bipartido de Teflon que se encaixa em um magazine metálico para manter as metades em posição durante a preparação dos corpos de prova do compósito. A partir deste dispositivo de forma cônica, e dimensões: 4mm de base, 2mm de diâmetro na interface e 4mm de altura, foram obtidos 120 espécimes, divididos em 12 grupos ( n=10), 6 grupos sem o uso de adesivo e 6 grupos com o uso de adesivo. Foram utilizadas as resinas compostas: Filtek P90-3M ESPE, St.Paul,MN,USA e Filtek Z350 XT-3M ESPE, St. Paul, MN,USA , ambas na cor A3, inseridas no dispositivo bipartido de teflon segundo a técnica incremental adotada, técnica incremental obliqua, horizontal ou incremento único. A resina foi inserida com uma espátula metálica em incrementos horizontais ou em incrementos oblíquos, conforme a inclinação dada pelo instrumental utilizado, em incrementos de 2mm de espessura, ou ainda inserida de uma só vez, em porção única de 4mm de espessura e fotoativadas por 20 segundos, segundo indicação do fabricante. Os espécimes foram submetidos aos testes de tração para avaliar a força coesiva da resina composta e a influência da técnica incremental utilizada. Os dados obtidos foram analisados quanto à sua distribuição, à Análise de Variância (ANOVA) e ao Teste de Tukey HSD (p>0,05 %). Pode - se concluir que a técnica incremental utilizando incrementos oblíquos influencia negativamente na resistência coesiva. A Resina Filtek Z350XT possui maior resistência coesiva quando comparada à resina Filtek P90. A utilização de adesivo influencia negativamente na resistência coesiva. / The aim of this study was to evaluate the influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites. A total of 120 conical specimens of different resin composites, Filtek P90 and Filtek Z350 XT, both in color A3, were made in a bipartite teflon device with the following dimensions: 4 mm base diameter of 2mm and 8mm in height. The specimens were assigned into 12 groups (n = 10), 6 groups without the use of adhesive and 6 groups with the use of adhesive. The cavity was filled with a metal spatula in oblique or horizontal increments of 2mm thick or inserted at once in one portion 4mm thick and each increment was light-cured for 20 seconds following manufactures instructions. The specimens were subjected to microtensile tests to evaluate the cohesive strength of the resin composite and the influence of incremental technique used. Data were submitted to ANOVA and Tukey\'s HSD test (p<0,05%).Can be concluded that the incremental technique using increments oblique negatively influence the cohesive strength. The resin Filtek Z350XT has greater cohesive resistance when compared to Filtek P90. The use of adhesive negatively influence the cohesive resistance
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Análise inversa em sólidos bidimensionais utilizando o método dos elementos de contorno / Inverse analysis in two-dimensional solid using the boundary element methodFerreira, Manoel Dênis Costa 30 May 2007 (has links)
A aplicação da análise inversa é objeto de estudo nos mais diversos campos da ciência e da engenharia. A motivação para o tratamento de tais problemas se deve ao fato de que em muitas aplicações dessas áreas do conhecimento, há a necessidade da identificação de parâmetros físicos e geométricos a partir de dados do domínio medidos experimentalmente, já que tais parâmetros de entrada são desconhecidos para uma análise direta do problema. Neste tipo de análise o problema principal está na quantidade e qualidade dos dados experimentais obtidos, que são na maioria das vezes insuficientes para garantir que o sistema gerado apresente solução única, gerando com isto um problema essencialmente mal-posto. Assim, de forma geral o emprego confiável da análise inversa implica na utilização de ferramentas eficientes de aquisição de dados experimentais aliada a técnicas numéricas de regularização que buscam a minimização da função objetiva gerada por algum método numérico, como por exemplo, o método dos elementos de contorno (MEC). Sendo assim, o presente trabalho tem por objetivo apresentar uma formulação para resolução de problemas inversos de valor de contorno e estimativa dos parâmetros do modelo coesivo, através de medidas de campos de deslocamentos, em sólidos bidimensionais com domínio formado por multi-regiões via (MEC), utilizando-se de técnicas tais como: mínimos quadrados, regularização de Tikhonov, decomposição em valor singular (SVD) e filtro de Tikhonov, para regularização do problema. Além disto, são apresentados alguns exemplos de aplicação da formulação desenvolvida. / The application of inverse analysis is nowadays subject of research of many fields in engineering and science. The motivation to consider this problem is due to the fact that in many applications of these knowledge areas, physical and geometric parameters, that are not directly known, can be identified using domain data measured experimentally. In this kind of analysis the main problem is the quantity and the quality of the obtained experimental data, which, many times, are not sufficient to guarantee that the generated system of equations has only one solution, leading therefore to an ill-posed problem. Thus, in general the reliable use of the inverse analysis requires using efficient tools for experimental data acquisition together with the numerical techniques of regularization needed to impose the minimization of the objective function written by using any numerical method, as the boundary element method (BEM) for instance. In this context, the objective of the present work is to derive a formulation for resolution of boundary-value inverse problems and to estimate the material parameters of the cohesive model, by using measured displacements fields, in multi-region two-dimensional solid by BEM, using techniques such as: least squares, Tikhonov regularization, singular value decomposition (SVD) and Tikhonov filtering, for the problem regularization. Some application examples are presented using the developed formulation to illustrate its performance.
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Contribuição ao estudo do comportamento mecânico do concreto utilizando diferentes modelagens em elementos finitos na escala mesoscópica / Contribution to the study of mechanical concrete behavior using different models in finite elements on the mesoscopic scaleQuaresma, Wanessa Mesquita Godoi 06 July 2016 (has links)
Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-01-30T09:49:46Z
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Previous issue date: 2016-07-06 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work deals with the study of the concrete mechanical behavior using a two-dimensional
numerical modeling in mesoscopic scale. The material is considered to be composed of three
phases consisting of the interface zone matrix and inclusions, where each constituent is modeled
properly. In the representative volume element (RVE) inclusions of as various shapes and
randomly arranged are considered. The interface zone is modeled by finite elements where a model
of fracture and contact recently proposed is incorporated. On the other hand, the transition zone is
modeled by triangular finite elements where the Mohr-Coulomb model with lower strength
characteristics compared to the mortar, is used. Inclusion is modeled as a linear elastic material and
the matrix is considered as elastoplastic materials governed by the Mohr-Coulomb model. Our
main goal is to show that a formulation based on computational homogenization is an alternative to
complex macroscopic constitutive models for the mechanical behavior of brittle materials using a
procedure based on the Finite Element Method and a multiscale theory. Examples changing the
form of aggregate, their volume fraction and distribution in RVE, as well as various strategies for
modeling the transition zone are shown to illustrate the performance of the proposed model. The
results evidence that the proposed modeling leads to are promising results for employment in a
multiscale modeling. Also, this work shows the importance of parametric identification of fracture
and contact model in the microstructural analysis of concrete. / Este trabalho trata do estudo do comportamento mecânico do concreto utilizando uma
proposta de modelagem numérica bidimensional em escala mesoscópica. O material é
considerado como composto por três fases consistindo de zona de interface, matriz e
inclusões, onde cada constituinte é modelado adequadamente. O Elemento de Volume
Representativo (EVR) consiste de inclusões idealizadas como de várias formas e
aleatoriamente dispostas no EVR. Uma das abordagens permite que a zona de interface seja modelada por meio de elementos finitos coesivos de contato, onde um modelo de fratura e
contato recentemente proposto é incorporado ao elemento. Por outro lado, a zona de
transição pode ser modelada por elementos finitos triangulares onde o modelo de Mohr-
Coulomb com características de menor resistência em relação à argamassa, é utilizado. A
inclusão é modelada como sendo um material elástico linear, já a matriz é considerada como
material elastoplástico obedecendo ao modelo de Mohr-Coulomb. O principal objetivo é
mostrar que uma formulação baseada na homogeneização computacional é uma alternativa
aos modelos constitutivos macroscópicos complexos para o comportamento mecânico de
matérias frágeis usando um procedimento baseado no Método dos Elementos Finitos no
âmbito de uma teoria multiescala. Uma série de exemplos envolvendo a mudança de forma de
agregados, sua fração volumétrica e sua distribuição no EVR, assim como diferentes
estratégias de modelagem da zona de transição, é apresentada de modo a ilustrar a
performance da modelagem proposta. Os resultados encontrados evidenciam que as
modelagens propostas apresentam resultados promissores para o emprego numa modelagem
multiescala. Também, este trabalho mostra a importância da identificação paramétrica do
modelo de fratura e contato na análise microestrutural do concreto.
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Análise inversa em sólidos bidimensionais utilizando o método dos elementos de contorno / Inverse analysis in two-dimensional solid using the boundary element methodManoel Dênis Costa Ferreira 30 May 2007 (has links)
A aplicação da análise inversa é objeto de estudo nos mais diversos campos da ciência e da engenharia. A motivação para o tratamento de tais problemas se deve ao fato de que em muitas aplicações dessas áreas do conhecimento, há a necessidade da identificação de parâmetros físicos e geométricos a partir de dados do domínio medidos experimentalmente, já que tais parâmetros de entrada são desconhecidos para uma análise direta do problema. Neste tipo de análise o problema principal está na quantidade e qualidade dos dados experimentais obtidos, que são na maioria das vezes insuficientes para garantir que o sistema gerado apresente solução única, gerando com isto um problema essencialmente mal-posto. Assim, de forma geral o emprego confiável da análise inversa implica na utilização de ferramentas eficientes de aquisição de dados experimentais aliada a técnicas numéricas de regularização que buscam a minimização da função objetiva gerada por algum método numérico, como por exemplo, o método dos elementos de contorno (MEC). Sendo assim, o presente trabalho tem por objetivo apresentar uma formulação para resolução de problemas inversos de valor de contorno e estimativa dos parâmetros do modelo coesivo, através de medidas de campos de deslocamentos, em sólidos bidimensionais com domínio formado por multi-regiões via (MEC), utilizando-se de técnicas tais como: mínimos quadrados, regularização de Tikhonov, decomposição em valor singular (SVD) e filtro de Tikhonov, para regularização do problema. Além disto, são apresentados alguns exemplos de aplicação da formulação desenvolvida. / The application of inverse analysis is nowadays subject of research of many fields in engineering and science. The motivation to consider this problem is due to the fact that in many applications of these knowledge areas, physical and geometric parameters, that are not directly known, can be identified using domain data measured experimentally. In this kind of analysis the main problem is the quantity and the quality of the obtained experimental data, which, many times, are not sufficient to guarantee that the generated system of equations has only one solution, leading therefore to an ill-posed problem. Thus, in general the reliable use of the inverse analysis requires using efficient tools for experimental data acquisition together with the numerical techniques of regularization needed to impose the minimization of the objective function written by using any numerical method, as the boundary element method (BEM) for instance. In this context, the objective of the present work is to derive a formulation for resolution of boundary-value inverse problems and to estimate the material parameters of the cohesive model, by using measured displacements fields, in multi-region two-dimensional solid by BEM, using techniques such as: least squares, Tikhonov regularization, singular value decomposition (SVD) and Tikhonov filtering, for the problem regularization. Some application examples are presented using the developed formulation to illustrate its performance.
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Estudo e avaliação de uma proposta de modelagem do comportamento micromecânico do concreto / Study and evaluation of a modeling proposal to micromechanical behavior to concreteBorges, Dannilo Carvalho 19 August 2015 (has links)
Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-07T16:28:03Z
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Previous issue date: 2015-08-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work deals with a proposed numerical modeling of mechanical behavior in brittle heterogeneous
materials, such as concrete. For this propose, a two-dimensional meso-scale model is presented. The
material is considered as a three-phase material consisting of interface zone, matrix and inclusions – each
constituent modeled by an appropriate constitutive model. The Representative Volume Element (RVE)
consists of inclusions idealized as circular shapes randomly placed into the RVE. The interface zone is
modeled by means of cohesive contact finite elements the inclusions are considered as linear elastic media
and matrix region is considered as elastoplastic material. The main goal here is to show that simple
constitutive modeling of the microstructure can be employed with a computational homogenization-based
approach as an alternative to complex macroscopic constitutive models for the mechanical behavior of the
heterogeneous materials using a finite element procedure within a purely kinematical multi-scale
framework. A set of numerical examples, involving the microcracking and plasticity processes, is provided
in order to illustrate the qualitative performance of the proposed modeling. / Este trabalho apresenta uma proposta para a modelagem numérica do comportamento mecânico da
microestrutura de materiais heterogêneos e frágeis, tal como o concreto. Para este fim, apresenta-se um
modelo 2D de escala mesoscópica. O material é considerado como composto por três fases consistindo de
zona de interface, matriz e inclusões, onde cada constituinte é modelado adequadamente. O Elemento de
Volume Representativo (EVR) consiste de inclusões idealizadas de forma circular aleatoriamente
dispostas no EVR. A zona de interface é modelada por meio de elementos finitos coesivos e de contato e
as inclusões são modeladas como meio elástico linear. Já a matriz é considerada como material
elastoplástico. O principal objetivo é mostrar que modelos constitutivos simples empregados na
microestrutura em conjunto com uma formulação baseada numa homogeneização computacional são
uma alternativa aos modelos constitutivos macroscópicos complexos para o comportamento mecânico de
materiais heterogêneos usando um procedimento baseado no Método dos Elementos Finitos no âmbito de
uma teoria Multiescala. Uma série de exemplos envolvendo processos de microfissuração e plasticidade
é apresentada de modo a ilustrar qualitativamente a performance da modelagem proposta.
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[en] NUMERICAL SIMULATION OF THE CRACK PROPAGATION PROCESS IN ROCK MATERIAL UNDER FLUIDMECHANIC COUPLING CONDITION / [pt] SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO PROCESSO DE PROPAGAÇÃO DE FRATURAS EM MATERIAIS ROCHOSOS EM CONDIÇÕES DE ACOPLAMENTO FLUIDOMECÂNICOLUIS ARNALDO MEJIA CAMONES 27 July 2016 (has links)
[pt] Esta pesquisa aborda o processo de fraturamento hidráulico ou processo
de propagação de fraturas em rocha através da injeção de um fluido sob pressão,
o que gera fissuras no material que se propagam de acordo com a quantidade
de fluido injetado. Esta técnica leva a um incremento da transmissividade
hidráulica da rocha e, como consequência, ocorre um incremento da produção
de óleo. Diversos trabalhos analíticos e numéricos têm sido propostos para
estudar o mecanismo de fratura, geralmente baseados em meios contínuos
ou através da utilização de elementos de interface em uma trajetória de propagação conhecida. Neste trabalho, a propagação de uma fratura é simulada
utilizando o modelo potencial PPR[72] através da sua implementação
extrínseca. Assim, os elementos coesivos de interface são inseridos na malha de
elementos finitos de forma adapativa para capturar o processo de fraturamento.
A pressão do fluido é simulada utilizando o modelo de lattice-Boltzmann[84].
Através de um processo interativo, os contornos da fratura, computados
utilizando o método dos elementos finitos, são transferidos para o modelo de
lattice-Boltzmann como uma condição de contorno. Assim, a força que o fluido
exerce nestes contornos, gerada pela injeção do fluido, pode ser calculada. Estas
forças são utilizadas no modelo de elementos finitos como uma força externa
aplicada nas faces da fratura. A nova posição das faces da fratura é calculada e
transferida novamente para o modelo de lattice-Boltzmann como condição de
contorno. Este processo interativo fluido-estrutura permite modelar o processo
de fraturamento hidráulico em trajetórias de propagação irregulares. / [en] This research addresses hydraulic fracturing or hydro-fracking, i.e. fracture
propagation process in rocks through the injection of a fluid under pressure,
which generates cracks in the rock that propagate according to the
amount of fluid injected. This technique leads to an increase of the hydraulic
transmissivity of the rock mass and, consequently, improves oil production.
Several analytical and numerical models have been proposed to study this
fracture mechanism, generally based in continuum mechanics or using interface
elements through a known propagation path. In this work, the crack propagation
is simulated using the PPR potential-based cohesive zone model[72] by
means of an extrinsic implementation. Thus, interface cohesive elements are
adaptively inserted in the mesh to capture the softening fracture process. The
fluid pressure is simulated using the lattice Boltzmann model[84] through an
iterative procedure. The boundaries of the crack, computed using the finite
element method, are transferred to the lattice Bolztmann model as boundary
conditions, where the fluid pressure (or fluid forces) applied on these boundaries,
caused by the fluid injected, can be calculated. These forces are then
used in the finite element model as external forces applied on the faces of
the crack. The new position of the crack faces is then calculated and transferred
to the lattice-Boltzmann model to update the boundary conditions.
This feedback-loop for fluid-structure interaction allows modeling of hydraulic
fracturing processes for irregular path propagation.
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