Submitted by Marcelo Anderson Costa (feg.marcelo@gmail.com) on 2016-09-28T18:17:22Z No. of bitstreams: 1 Disseretação de Mestrado_COSTA 2016.pdf: 2532195 bytes, checksum: 083eefcce7685701ae57b07c26c6e64a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-09-29T13:34:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 costa_ma_me_guara.pdf: 2532195 bytes, checksum: 083eefcce7685701ae57b07c26c6e64a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-29T13:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 costa_ma_me_guara.pdf: 2532195 bytes, checksum: 083eefcce7685701ae57b07c26c6e64a (MD5) Previous issue date: 2016-09-05 / As comportas hidráulicas são essenciais para a proteção e operação de canais e barragens, diante disso este trabalho apresenta a parametrização de um modelo em três dimensões (3D) utilizando a ferramenta ilogic, com a linguagem de programação Visual Basic (VB), e o cálculo estrutural pelo método dos elementos finitos (MEF) de uma comporta segmento de fundo com dimensões de 6,0 m de largura (L) por 5,0 m de altura (H), com raio (R) de 10,0 m e submetida a uma pressão hidráulica (Hs) de 45,3 m.c.a, utilizando para isso o software Autodesk Inventor 2014. Esta comporta, que é utilizada em vertedores de fundo de barragens, possui grande complexidade de projeto e cálculo devido a sua geometria radial e a elevada pressão que está submetida. Baseado nisso, foi desenvolvido um modelo 3D parametrizado para criar o projeto da estrutura desta comporta a partir de quaisquer dimensões fornecidas pelo usuário, o que apresentou resultados muito satisfatórios gerando os modelos 3D utilizados neste trabalho na fase de otimização, os quais foram submetidos a análise das tensões e deslocamentos utilizando um mesmo software em todo este processo. O uso desta ferramenta customizada com as características específicas do equipamento resultou em uma grande economia de tempo e de recursos financeiros e humanos no desenvolvimento do projeto, pois esta ferramenta possibilitou a padronização de um processo e também a sua automatização. Contudo, o desenvolvimento desta ferramenta possibilitou o sucesso nos objetivos de otimizar o projeto visando a redução da massa sem qualquer aumento de horas de projeto ou fabricação, sendo obtidas de fato reduções percentuais nas horas de engenharia para o cálculo e projeto da estrutura apresentada de 91% e na massa líquida de 20,8% comparado ao projeto pelo método tradicional da comporta utilizada como referência que já foi construída, sendo estes resultados significativos e conclusivos de que o uso deste método robusto e avançado de projeto pode aumentar a eficiência e a competitividade de fabricantes de equipamentos no mercado. / Hydraulic gates are essential for the protection and operation of canals and dams, given that this research presents the parameterization of a three dimensions (3D) model using the ilogic tool with the programming language Visual Basic (VB), and the structural calculation by the finite element method (FEM) of a gate bottom segment with dimensions of 6.0 m wide (L) by 5.0 m height (H) with radius (R) of 10.0 m subjected to a hydraulic pressure (Hs) 45.3 m.w.c, making use of Autodesk Inventor 2014 software. This entails that is used in dam spillways background, has high calculation complexity and design due to its radial geometry and high pressure is subjected. Based on this, a 3D model was developed parameterized to create the structure of the design of this gate from any dimensions provided by the user, which showed very good results generating 3D models used in this work in the optimization phase, which were subjected to analysis the stresses and displacements using the same software in all of this. The use of this customized tool to the specific characteristics of the equipment resulted in a great savings of time and financial and human resources in the development of the project, because this tool made it possible to standardize a process and also its automation. However, the development of this tool has enabled the success in the objectives of optimizing the design in order to reduce the mass without any increase in hours of design or manufacturing, and obtained indeed percentage reductions in engineering hours to calculate and presented structure 91 project % and the net weight of 20.8% compared to the traditional design of the gate used as a reference method that has already been built, which are significant and conclusive results that the use of this robust method and design of advanced can increase efficiency and competitiveness equipment manufacturers market companies.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-06-16T23:47:58Z No. of bitstreams: 1 27.pdf: 3460975 bytes, checksum: 6fb4884eb12bbee8490b27b6414b47c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-16T23:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 27.pdf: 3460975 bytes, checksum: 6fb4884eb12bbee8490b27b6414b47c0 (MD5) Previous issue date: 2013-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Furnas Centrais Elétricas / Comportas segmento invertidas são frequentemente utilizadas no controle do enchimento e esgotamento de eclusas de navegação de alta queda. Durante o período de abertura, altas velocidades e flutuações de pressão ocorrem a jusante destas comportas, o que aumenta o potencial para a ocorrência de cavitação no escoamento. Neste trabalho buscou-se analisar por meio de simulação numérica as características do escoamento a jusante de uma comporta segmento invertida. O modelo matemático é bifásico, tridimensional e composto pelas equações da conservação da massa, quantidade de movimento, fração volumétrica e equações do modelo de turbulência. O modelo computacional foi desenvolvido com o software comercial ANSYS-CFX, com malha computacional do tipo hexaédrica. Perfis de pressões no teto e na base do conduto a jusante da comporta foram utilizados para validação do modelo numérico com resultados experimentais, provenientes de estudos realizados pelo IPH-UFRGS (Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul). A comparação entre os resultados mostrou que o modelo numérico reproduz com boa precisão as principais características do escoamento médio observado no modelo experimental. Os coeficientes hidráulicos calculados para os resultados numéricos também mostraram boa concordância com os resultados do modelo experimental e com os disponíveis na literatura. A análise do campo de pressões mostrou que as pressões mínimas encontram-se sob a borda da comporta. Além disso, verificou-se por meio do campo de tensões cisalhantes na base do conduto e por meio de vetores de velocidade um padrão de escoamento tridimensional no jato a jusante da comporta, caracterizado pela presença de regiões de rotação próximo da base e das paredes. / Reversed Tainter gates are often used to control the filling and emptying of high lift navigation locks. During the opening period, high velocities and pressure fluctuations occur downstream the gates, which increases the potential for the occurrence of cavitation in the flow. In this work we seek to analyze by means of numerical simulation the characteristics of the flow downstream of a reversed Tainter gate. The computational model was validated by comparing the profiles of pressure of the roof and at the base of the conduit downstream of the gate with the average pressure profiles obtained in an experimental model from studies conducted by IPH-UFRGS. A comparison of the results showed that the model reproduced with good accuracy the main flow characteristics observed in experimental medium. The hydraulic coefficient calculated for the numerical results also showed good agreement with experimental results and those available in the literature. The analysis of the pressure field showed that the minimum pressures are under the edge of the gate. Furthermore, it was found by means of the shear stress at the base of the conduit and through velocity vector a threedimensional pattern in the jet flow downstream of the gate, characterized by the presence of vortex near the base and walls.