Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-11-22T15:33:35Z No. of bitstreams: 1 2013_LuisMiguelIzquierdoCordoba.pdf: 1692425 bytes, checksum: 5feb1b22e0f04b815aa26220e15c22e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-11-26T13:35:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LuisMiguelIzquierdoCordoba.pdf: 1692425 bytes, checksum: 5feb1b22e0f04b815aa26220e15c22e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-26T13:35:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LuisMiguelIzquierdoCordoba.pdf: 1692425 bytes, checksum: 5feb1b22e0f04b815aa26220e15c22e3 (MD5) / Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de controle preliminar para manter estável o cone de água durante o processo de produção em um reservatório. Para compreender o fenômeno do cone de água foi considerado o modelo matemático que rege o fluxo de fluidos em meios porosos, obtido a partir da lei de Darcy, da lei da conservação da massa e da equação de estado, junto com as condições iniciais e as condições de contorno do reservatório. Analisou-se neste trabalho o escoamento monofásico bidimensional de fluidos incompressíveis em um reservatório verticalmente confinado com superfície livre. Usou-se o Método dos Elementos de Contorno (Boundary Elements Method - BEM) para obter uma solução numérica da equação governante do problema. Para a implementação do BEM, foi desenvolvida uma técnica de integração analítica para o cálculo das matrizes de influência H e G considerando elementos lineares contínuos de interpolação, o que contribuiu a diminuir consideravelmente o custo computacional do cálculo da solução numérica dentro do esquema iterativo utilizado. Resolvendo numericamente a equação de fluxo, são estimadas as variáveis de interesse para caracterizar o comportamento dinâmico do cone de água, que são a vazão crítica de produção, o potencial crítico de fluxo, a intensidade crítica do sumidouro e o tempo de irrupção (breakthrough time). Identificou-se um modelo matemático não linear no domínio do tempo para o sistema dinâmico que representa o comportamento do cone de água, através do comportamento do potencial na superfície livre. Com o modelo da planta a controlar definido, foi projetado um controlador PI não linear. Os resultados da simulação numérica sugerem que é possível extrair o fluido do reservatório à vazão crítica de produção, evitando assim que a interface de contato dos fluidos penetre no poço. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work was developed a preliminary control system to maintain stable the water coning during the production process in a reservoir. To understand the phenomenon of water coning, is considered the mathematical model governing of fluid flow in porous media, derived from Darcy's law, the law of conservation of mass and the equation of state, together with the set of initial conditions and boundary conditions of the reservoir. It was analyzed a preliminary two-dimensional model with a single phase flow of incompressible fluids in a reservoir vertically confined with free surface. It was used the Boundary Element Method (BEM) to obtain a numerical solution of the governing equation of the problem. For the implementation of the BEM, was developed an innovative analytical integration technique to calculate the influence matrices and considering continuous linear interpolation elements, which contributed to reduce significantly the computational cost of calculating the numerical solution in the iterative scheme used. Solving numerically the flow equation, are estimated the variables of interest to characterize the dynamic behavior of the water coning, which are the critical production flow rate, the critical potential on the free surface, the critical sink strength and the water breakthrough time. It was identified a nonlinear mathematical model in the time domain for the dynamic system that represents the behavior of water coning, through the behavior of the potential on the free surface. It was designed the open-loop plant model and a nonlinear PI- controller. The results of the numerical solution suggest that it is possible to withdrawn fluid from the reservoir at the critical production flow rate without the interface breaking through to the well.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-17T13:05:08Z No. of bitstreams: 1 2013_DiegoAlexanderOcampoGomez.pdf: 2987261 bytes, checksum: af738d56e920e40c4f2bbe19934f27ad (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-25T13:16:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DiegoAlexanderOcampoGomez.pdf: 2987261 bytes, checksum: af738d56e920e40c4f2bbe19934f27ad (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-25T13:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DiegoAlexanderOcampoGomez.pdf: 2987261 bytes, checksum: af738d56e920e40c4f2bbe19934f27ad (MD5) / O fluxo de fluidos em meios porosos é um fenômeno comum na natureza e o seu estudo tem uma importância particular na área da geotecnia. A análise deste tipo de problema deve ser feita em uma escala em que as características do domínio que são relevantes ao fenômeno físico sejam levadas em consideração e a escala mais adequada é a do tamanho dos grãos. Simulações de fluxo de fluidos na escala dos grãos podem tornar-se impraticáveis quando são usados esquemas numéricos tradicionais como o método dos elementos finitos (MEF) ou o de volumes finitos (MVF), pois a geometria arbitrariamente complexa dos meios porosos dificulta a imposição de condições de contorno. O método lattice Boltzmann (LBM) é um método baseado em uma escala mesoscópica que consegue contornar este tipo de problema ao implementar uma dinâmica simples que incorpora facilmente geometrias muito complexas. Neste trabalho são apresentadas as equações macroscópicas que descrevem o fluxo de fluidos (Equações de Navier-Stokes) e as simplificações dessas equações para meios porosos (Lei de Darcy-Forchheimer); o método lattice Boltzmann também é introduzido. Com base em um processo de expansão multiescala é demostrado que o método recupera a dinâmica macroscópica do fluxo de fluidos. Um código computacional baseado no LBM com operador de colisão BGK foi desenvolvido, validado e utilizado para simular fluxo em meios porosos gerados computacionalmente com diferentes estruturas de poros. São apresentadas estimativas da permeabilidade intrínseca, fator beta de Forchheimer e tortuosidade para esses meios porosos. Finalmente, foi comprovado que correlações empíricas baseadas apenas em parâmetros macroscópicos podem fornecer estimativas com erros significativos. Portanto, o método lattice Boltzmann constitui uma ferramenta simples, mas poderosa para esta tarefa. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Fluid flow through porous media is a common phenomenon in nature. Understanding this phenomenon is particularly important in geotechnical applications. Seepage problems analysis should be carried out in a scale that accounts for the features of the porous media that are relevant for this phenomenon, i.e. pore size scale. Fluid flow simulations at grain scale could be unpractical when traditional numerical techniques such as finite elements methods (FEM) or volume finite methods (VFM) are used, because several difficulties arise when imposing boundary conditions for complex porous media geometries. Lattice Boltzmann method (LBM) is a mesoscopic approach that can overcome this difficulties. By implementing a straightforward dynamics, lattice Boltzmann methods can easily incorporate complex geometries. The equations governing fluid flow (Navier-Stokes equations) and simplifications for the case of porous media (Darcy-Forchheimer law) are presented in this work along with the lattice Boltzmann method. A multiscale procedure shows that the LBM recovers the macroscopic dynamics of fluid flows. A computational code based on lattice Boltzmann method with BGK collision operator was also developed and validated. This code was used for simulating flux through computer generated package of grains with different pore structures (grain size and grain distribution). Estimates of intrinsic permeability, Forchheimer beta factor, and tortuosity for that media are computed. It is noted that estimating these parameters by empirical correlations based on macroscopic parameters may lead to significant errors. LBM provides a powerful tool for measuring these intrinsic parameters.

Este trabalho apresenta uma Formulação de Elementos de Contorno para a modelagem em duas dimensões de microestruturas multi-fase que contêm furos e inclusões cilíndricas de raio variável, baseada nos trabalhos de Henry & Banerjee, 1991 e Banerjee & Henry, 1992 para sólidos tridimensionais. Na presente formulação, a inomogeneidade não é discretizada da forma convencional, com vistas a um método computacionalmente mais eficiente. Na implementação numérica são considerados materiais micro-porosos com distribuição aleatória. Cada micro-poro é modelado como um furo cilíndrico utilizando um único elemento de furo o qual interpola as variáveis físicas com funções de forma de base trigonométrica. Neste trabalho são propostas funções de forma para elementos de furo com graus de liberdade adicionais ao elemento proposto originalmente por Henry & Banerjee, 1991, obtendo-se elementos de 4, 5 e 6 nós. A integração dos núcleos singulares no elemento de furo é realizada pelo método direto, resultando um elemento regularizado. Essa integração é analisada em detalhes através de diversos experimentos numéricos, e sua eficiência é comprovada. Vários exemplos são estudados para ilustrar o desempenho do método. A formulação é utilizada para resolver o problema elástico de um Elemento de Volume Representativo (EVR) e aplicar a Teoria de Campos Médios para encontrar propriedades efetivas de materiais micro-porosos com matriz homogênea e isotrópica. Expressões para avaliar propriedades efetivas sob hipótese de Estado Plano de Tensões (EPT) e Estado Plano de Deformações (EPD) para materiais isotrópicos e transversalmente isotrópicos são desenvolvidas. Como exemplo de aplicação é modelado um material com propriedades e distribuição estatística de furos tomadas da microestrutura de um ferro fundido nodular ferrítico e considerando a hipótese de EPT. Neste exemplo é obtida a quantidade de inomogeneidades que é preciso modelar para considerar um EVR. Mostra-se que a formulação é eficiente e especialmente adequada para estimar propriedades efetivas em materiais micro-porosos. Adicionalmente, desenvolve-se também um procedimento geral para o projeto computacional de materiais compostos micro-heterogêneos com propriedades elásticas de acordo com os requerimentos pré-especificados. Esse procedimento combina Algoritmos Genéticos (AG) e o Método de Busca Direta (MBD) com a formulação de Elementos de Contorno desenvolvida. Visando acelerar o AG uma estratégia para aproximar o valor da função objetivo é proposta e implementada. A eficiência e capacidade da ferramenta desenvolvida são ilustradas mediante a solução de um problema inverso. Os resultados obtidos mostram importantes melhorias no tempo computacional, em comparação com a implementação do AG convencional, sem grandes perdas na precisão. / In this work a Boundary Element Formulation for modeling two-dimensional multi-phase microstructure containing cylindrical holes and inclusions of variable radii is presented. The formulation is based on the works of Henry & Banerjee, 1991 and Banerjee & Henry, 1992 for three-dimensional solids. In the proposed approach it is not necessary to discretize the inhomogeneity like in conventional boundary methods, leading to a computationally more efficient method. In the numerical implementation, random micro-porous materials are considered. Each micro-pore is modeled as a cylindrical hole using a single hole element which use trigonometric shape function to interpolate physical unknowns. In addition, the original elements proposed by Henry & Banerjee, 1991 are further developed, and higher order elements of 4, 5 and 6 nodes are introduced. The integration of singular kernels of the hole element is accomplished by the direct method, resulting a regularized element. The integration results are analyzed in detail through various numerical experiments, and its efficiency is proved. Several examples are studied in order to illustrate the performance of the method. The formulation is used to solve the elastic problem in a Representative Volume Element (RVE) and the Theory of Mean Fields is applied in order to obtain effective properties of random micro-porous materials with homogeneous and isotropic matrix. Expressions for the evaluation of effective properties over Plane Stress and Strain Plane hypothesis for isotropic and transversally isotropic materials are developed. As an application example, a material with the same properties and microstructure distribution of the austempered ductile iron is modeled considering the Plane Stress hypothesis. In this example the quantity of inhomogeneities necessary for the model to deliver a RVE is obtained. It is demonstrated that the formulation is efficient and specially adapted for effective property estimation in micro-porous materials. Additionally, a general procedure to perform the computational design of micro-heterogeneous composite materials with pre-specified elastic properties requirements is developed. It combines the use of Genetic Algorithms (GA) and the Direct Search Method along with the proposed boundary element formulation. To accelerate the GA a strategy for approximation of the objective function is proposed and implemented. The performance and capabilities of the devised tool are illustrated by solving an inverse problem. The results obtained show important savings in computing time in comparison to the standard GA, with only minor accuracy degradation. / En este trabajo se presenta una Formulación de Elementos de Contorno para el modelado en dos dimensiones de microestructuras multifase que contienen agujeros e inclusiones cilíndricas de radio variable, basándose en los trabajos de Henry & Banerjee, 1991 y Banerjee & Henry, 1992 para sólidos tridimensionales. En esta formulación, la inhomogeneidad no es discretizada en la forma convencional, buscando un método más eficiente computacionalmente. En la implementación numérica son considerados materiales micro-porosos con distribución aleatoria. Cada micro-poro es modelado como un agujero cilíndrico utilizando un único elemento de agujero, el cual interpola las variables físicas con funciones de forma de base trigonométrica. En este trabajo son propuestas funciones de forma para elementos de agujero con grados de libertad adicionales al elemento propuesto originalmente por Henry & Banerjee, 1991, obteniéndose elementos de 4, 5 e 6 nodos. La integración de los núcleos singulares en el elemento de agujero se realiza por el método directo, resultando un elemento regularizado. Esta integración es analizada en detalle a través de diversos experimentos numéricos, y su eficiencia es comprobada. Varios ejemplos son estudiados para ilustrar el desempeño del método. La formulación es utilizada para resolver el problema elástico de un Elemento de Volumen Representativo (EVR) y aplicar la Teoría de Campos Promedios para encontrar propiedades efectivas de materiales micro-porosos con matriz homogénea e isotrópica. Expresiones para evaluar propiedades efectivas sobre la hipótesis de Estado Plano de Tensiones (EPT) y Estado Plano de Deformaciones (EPD) para materiales isotrópicos e isotrópicos transversales son desarrolladas. Como ejemplo de aplicación se modela un material con propiedades y distribución estadística de agujeros tomadas de la microestructura de hierro fundido nodular ferrítico, considerando a hipótesis de EPT. En este ejemplo se obtiene la cantidad de inhomogeneidades que es preciso modelar para considerar un EVR. Se muestra que la formulación es eficiente y especialmente adecuada para estimar propiedades efectivas de materiales micro-porosos. Adicionalmente, también se desarrolla un procedimiento general para el diseño de materiales compuestos micro-heterogéneos con propiedades elásticas de acuerdo con requerimientos pre-especificados. Este procedimiento combina Algoritmos Genéticos (AG) y el Método de Búsqueda Directa con la Formulación de Elementos de Contorno desarrollada. Buscando acelerar el AG una estrategia para aproximar el valor de la función objetivo es propuesta e implementada. La eficiencia y capacidad de la herramienta desarrollada es ilustrada mediante la solución de un problema inverso. Los resultados obtenidos muestran importantes mejoras en el tiempo computacional en comparación con la implementación del AG convencional, sin grandes pérdidas en la precisión.

Este trabalho envolve o estudo de uma metodologia de otimização de forma utilizando o método dos elementos de contorno em estruturas bidimensionais. Propõe-se uma nova metodologia de cálculo de sensibilidade em problemas de otimização. A abordagem proposta utiliza variável complexa na obtenção de derivadas da função custo do problema de otimização. As sensibilidades nodais são obtidas diretamente separando-se a parte imaginária da solução, evitando assim dificuldades numéricas comumente associadas a diferenças finitas e métodos adjuntos. O cálculo de tensão sobre o contorno é implementado com a finalidade de ser utilizado como função custo. Esta implementação é avaliada analisando alguns casos encontrados na literatura a seus resultados comparados com soluções analíticas. Um método iterativo é então proposto para otimização de forma de estruturas bidimensionais. Elementos quadráticos descontínuos são utilizados na implementação numérica do método. Alguns problemas de otimização de forma são resolvidos a fim de mostrar a eficácia desta metodologia. As hipóteses de estado plano de tensão e estado plano de deformação são adotadas para os casos analisados no trabalho. Os resultados obtidos com o processo de otimização são comparados com outras soluções, quando disponíveis. São abordados problemas e características inerentes ao processo de otimização de forma, tais como a obtenção de contornos irregulares e distorção dos elementos. A solução adotada para problemas de contornos irregulares é baseada na suavização da geometria através de splines e remalhamento localizado subseqüente. / This work deals with a shape optimization methodology using the boundary element method applied to two-dimensional structures. A new methodology of sensibility evaluation in optimization problems is proposed. The proposed approach uses complex variable to obtain the objective function derivatives of the optimization problem. The nodal sensibilities are obtained taking the imaginary part of the solution, avoiding numerical drawbacks that are common in finite differences and adjoint methods. The stress evaluation on the boundary of the domain is implemented to be used in objective function. This implementation is evaluated analyzing some cases found in literature and the results are compared with analytical solutions. An iterative method is then proposed for shape optimization of two-dimensional structures. Quadratic discontinuous elements are used in the numerical implementation of the method. Some shape optimization problems are solved to show the efficiency of this methodology. The plane stress and plane strain state hypothesis are used in all cases analyzed. Shape optimization results are compared with others solutions, whenever available. Problems and characteristics inherent to shape optimization procedures like irregular contours and distorted elements are discussed. The solution adopted for irregular contours is based on geometry smoothing using splines and subsequent local remeshing.

O objetivo desta tese é introduzir o método dos elementos de contorno como uma nova técnica para resolver problemas da mecânica do contínuo. Por ser a primeira tese sobre o assunto, no curso de Pós-Graduação da UFRGS, não foram omitidos os princípios básicos do método e a tese se desenvolve sobre o as pacto teórico em todos os capítulos. Os exemplos apresentados são acadêmicos e os resultados foram obtidos com a implementação de diferentes programas para cada capítulo. O método dos elementos de contorno e aplicado a problemas de potencial em reg1oes bidimensionais. São analisados os casos das equaç6es de Laplace, Poisson, circulação estacionária e fluxo transiente de calor. Para as equações de Laplace e Poisson são analisados os elementos constante, linear, quadrático e quadrático isoparamétrico. No caso de circulação estacionária, são analisados dois métodos para a resolução do mesmo problema e são utilizados os elementos constante e linear. Para o fluxo transiente de calor somente o elemento linear é analisado, sendo que são desenvolvidos também dois métodos para a resolução do mesmo problema. Para todos os casos acima é utilizado o "Método Direto" para o desenvolvimento das equações de cantor no. A partir da equação governante e das condições de contorno, aplica-se um método dos resíduos ponderados e integra-se por partes até obter-se uma equação que envolva integrais somente sobre o contorno. / The objective of this thesis is to introduce the ·method of boundary elements, a new technique to solve problems in continuum mechanics. Being the Civil Engineering Post course of UFRGS first thesis on this subject, Graduation the basic principles of the method were not excluded, and theoretical aspect of the work are developed in each chapter. Academic examples are presented, whose results were obtained by the implementation of different computer programs for each chapter. The method of boundary elernents is applied to potential problems in two dimensional regions. The equations analysed are those of Laplace, Poisson, steady state circulation and transient heat transfer. For the Laplace and Poisson equations constant, linear, quadratic and quadratic isoparametric elements were used. fu the case of steady state circulation two different schemes are developed using constant and linear elernents.For transient heat transfer problems two solution rnethods are also developed using the linear element only. In all cases the "Direct Method" is used for the developrnent of the boundary equations. Starting frorn the governing equations and the boundary conditions a weighted residual rnethod ~ applied. Using integration by parts a set of equations are obtained wich involve integrals along the boundary only.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12245_RAMON GALIMBERTI.pdf: 2689471 bytes, checksum: 9e4c30b9cb37517cedd1ae280fff9450 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / O objetivo deste trabalho é propor uma nova formulação para o Método dos Elementos de Contorno denominada aqui como MECID-2 (Método dos Elementos de Contorno com Integração Direta sem Regularização), que faz uso das funções de base radial para aproximar integrais de domínio, mas que possui uma estratégia de solução diferente do modelo apresentado na formulação já validada com êxito, a MECID Regularizada. Foram propostos cinco problemas governados pela Equação de Helmholtz para a validação desta formulação em que os resultados da MECID-2 foram comparados com a MECID Regularizada, tomando como parâmetro a solução analítica do problema, quando houver, ou a solução aproximada pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Outro parâmetro importante avaliado nos resultados é a importância do refinamento da malha de contorno e da quantidade de pontos internos inseridos no domínio. São geradas curvas de desempenho através do cálculo do erro médio percentual para cada malha, demonstrando a convergência e a precisão de cada método.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9213_VINICIUS ERLER DE SOUSA RAMOS.pdf: 1132503 bytes, checksum: 2512935b43fa774de29621ffe20098e4 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Este trabalho apresenta a aplicação do denominado Procedimento Recursivo do Método dos Elementos de Contorno, com a finalidade de melhorar a precisão dos valores numéricos obtidos diretamente na solução de problemas de Poisson, usando malhas com reduzido grau de refinamento. Usualmente, os valores em pontos internos são geralmente determinados através da reaplicação de uma equação integral, após serem calculados todos os valores de contorno. O mesmo procedimento, utilizando novos pontos fonte no contorno, é implementado nesse sentido. Assim, neste trabalho mostra-se que esta idéia, já utilizada com êxito em problemas governados pela Equação de Laplace e Navier, pode ser utilizada para melhorar a precisão do método, reutilizando a equação integral de contorno. A base matemática do procedimento recursivo provém da idéia do Método dos Resíduos Ponderados, sabidamente uma importante ferramenta numérica fundamentada na minimização de resíduos. Para que não haja introdução de erros pela aproximação dos termos referentes às integrais de domínio, estes são adequadamente resolvidos pelo Tensor de Galerkin. Problemas espacialmente uni e bidimensionais, que dispõem de solução analítica, são resolvidos para atestar a precisão do procedimento proposto. Palavras chave: Método dos Elementos de Contorno, Procedimento Recursivo, Método dos Resíduos Ponderados, Equação de Poisson.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9973_dissertacao-Rizzieri-Condicoes_Contorno_CMAQ_CORRECAO-rev-final.pdf: 10549247 bytes, checksum: eeb5475c2c5fe4865a8e58836416877c (MD5) Previous issue date: 2016-04-13 / O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a influência das condições de contorno nas simulações com o modelo CMAQ sobre a Região Metropolitana da Grande Vitória (RMGV) para os poluentes, ozônio (O3) e material particulado inalável (MP10). Foram feitos quatro cenários de simulação para o mês de agosto de 2010 com diferentes condições de contorno. O primeiro cenário (M1) utilizando condições de contorno fixas, invariáveis com o tempo com concentrações nulas (zero) para todos os poluentes; um segundo cenário (M2) com valores fixos de concentração, invariável com o tempo com valores médios obtidos através do monitoramento das estações de qualidade da RMGV e de estações de Aracruz ao Norte e Anchieta ao sul; o terceiro cenário (M3) utilizou condições de contorno variáveis com o tempo provenientes de uma simulação prévia do CMAQ com um domínio maior, centralizado sobre a mesma área (RMGV); e por fim o quarto cenário (M4) que utilizou valores de concentrações variáveis com o tempo para as bordas oriundas de simulações com o modelo global GEOS-Chem. Todos os cenários utilizaram as mesmas condições de meteorológicas e emissões de poluentes, com condições meteorológicas geradas pelo modelo WRF versão 3.6.1 e emissões atmosféricas provenientes do inventário de emissões oficial da RMGV. As simulações de qualidade do ar foram feitas com domínio 61 x79 km centrado nas coordenadas -20,25ºS; -40,28ºW com resolução de 1 km, utilizando o CB05 e Aero6 e ainda o analisador de processos do CMAQ (PROCAN). Os resultados das simulações foram comparados com os dados medidos em estações de monitoramento da RMGV. Os resultados mostraram que para MP10 as condições de contorno não foram tão influentes nas concentrações simuladas, com pequenas variações das concentrações entre eles, porém, de um modo geral, os métodos M3 e M4 alcançaram os melhores resultados para estatística, entretanto o método M2 não está totalmente equivocado, porém deve-se ter cautela em usar esse método. Foram observados comportamentos diferentes entre as estações de monitoramento onde houve umas com valores superestimados em algumas horas e outras com valores subestimados, ocorrido provavelmente, por causa do tamanho da grade associado com as condições meteorológicas e variação temporal das emissões. Para o ozônio, notou-se que as condições de contorno influenciam diretamente nas concentrações modeladas, podendo inclusive influenciar no aumento da produção do O3 não apenas por reações químicas, mas também por processos de advecção e difusão atmosférica. Foi observado que cenário M1 faz com que as concentrações de O3 modeladas sejam bem pequenas, não representando a realidade. No cenário M2 as concentrações foram superestimadas, tanto nas estações quanto nas áreas próximas aos limites do domínio, principalmente na porção Oeste. Os cenários M3 e M4 alcançaram os melhores resultados de concentrações e estatística, sendo estes os mais aconselháveis quando o objetivo é avaliar o ozônio. Como o domínio final utilizado na modelagem do CMAQ foi de apenas 61 x 79km, observou-se que as condições de fronteira influenciam diretamente em toda grade do domínio, principalmente para ozônio, ao utilizar o processador de analises (PROCAN). Quando as concentrações de contorno são altas, independentes de serem fixas ou variantes com o tempo, os processos de advecção e difusão turbulenta promovem um incremento muito maior nas regiões de fronteira com a RMGV, aumentando a concentração.

Orientadores: Sergio Santos Muhlen, Euclides de Mesquita Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T20:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carrion_Ronaldo_M.pdf: 3859848 bytes, checksum: 20057581433089985bb8078e1b412f0a (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho apresenta uma formulação por Elementos de Contorno para a análise da resposta dinâmica de corpos elásticos axi-simétricos que simulam o comportamento de concentradores acústicos. Esta formulação requer a integração de algumas funções, chamadas de soluções fundamentais ou núcleos. Por se tratar de um problema com simetria axial, as soluções fundamentais 3D foram transformadas em soluções fundamentais axi-simétricas através da mudança de coordenadas retangulares para cilíndricas e posterior integração sobre o eixo azimutal, o que diminui o problema de uma dimensão. A integração numérica de alguns núcleos dinâmicos apresenta singularidade e isto é contornado através da subtração dos correspondentes núcleos estáticos, artifício este, chamado de regularização da integral singular. A implementação por Elementos de Contorno é validada pela determinação da resposta de um cilindro cujos dados modais são conhecidos, isto é, as freqüências naturais e os modos de vibração. A metodologia é também aplicada para analisar a resposta de um concentrador acústico empregado em terapia médica / Abstract: A Boundary Element formulation to analyze the dynamic response of elastic axisymmetric bodies is presented to simulate the behaviour of an acoustic concentrator. The formulation reguires some functions to be integrate, called fundamental solutions or kemels. Since the problem has axial simmetry, the 3D kemels were transformed into axisymmetric ones by a coordinate (hange and an integration over the azimuthal direction, what makes the problem one less dimension. The singularity presented in some dynamic kemels is regularized subtracting the corresponding static kernels. The BE implementation is validated by determining the response of a cylinder / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estaudal de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T22:49:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_WilliamPortilhode_M.pdf: 2756616 bytes, checksum: 05181ae0e6d30e54b27dff6c5aaf714f (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esta dissertação apresenta um procedimento para a determinação dos fatores de intensidade de tensão devido a presença de trincas na interface de um componente bimaterial. O procedimento faz uso do método dos elementos de contorno baseado na formulação para problemas bidimensionais isotrópicos, carregados em modo I ou modo misto. Utilizou-se o método das sub-regiões para descrever cada um dos diferentes subdomínios, representados por cada um dos materiais. O domínio é dividido em duas sub-regiões e na interface são impostas condições de continuidade de deslocamentos e equilíbrio de forças, com exceção da região correspondente à trinca. O sistema de equações para o domínio completo é escrito adicionando-se o sistema de equações de cada sub-região. O procedimento proposto usa uma formulação direta de elementos de contorno juntamente com elementos de ponto a um quarto com singularidade de forças de superficie para melhor descrever o campo de tensões na ponta da trinca. Os fatores de intensidade de tensão são calculados através de equações dadas na literatura. O trabalho apresenta exemplos numéricos de chapas carregadas puramente em modo I ou em modo misto (modos I e TI acoplados). Esses exemplos mostram um estudo de convergência dos resultados devido ao refinamento de malha no qual se constata que os resultados dos problemas de trincas interfaciais pouco dependem da discretização do modelo, apresentando bons resultados mesmo para malhas grosseiras. Através da comparação dos resultados deste trabalho com resultados disponíveis na literatura mostra-se que existe uma boa concordância entre ambos / Abstract: This thesis presents a procedure for computation of stress intensity factors due to the presence of interfacial cracks in bimaterial components. The procedure makes use of boundary elements method based on the formulation for bidimensional isotropic problems ldaded either in mode I or in mixed mode. The method of subregions was used to describe each one of the different subdomains, represented by each material. The domain is divided in two subregions. Conditions of displacement continuity and tractions equilibrium are imposed at the interface, except in the corresponding crack region. The system of equations for the full domain is written adding the system of equations for each subregion. The considered procedure uses a direct boundary element formulation together with traction singular quarter point elements that is very accurate to describe the stress field at crack tipo The stress intensity factors are computed using equations given in the literature. Analysis of results convergence due to mesh refinement is carried out. It is shown that the results have little dependence on the model discretization and good results are obtained even when a coarse mesh is used. A comparison between the results obtained in this work and those from literature show that they are in good agreement / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica