Orientador: Marco Lucio Bittencourt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T20:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miano_MarianaGodoyVazquez_D.pdf: 9321053 bytes, checksum: db1fe6759933884432523889d754a105 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os Métodos de Elementos Finitos de Alta Ordem tem sido aplicados com sucesso em problemas de Mecânica dos Fluidos e Eletromagnetismo por apresentar uma taxa de convergência exponencial para problemas com solução ao polinomial. No entanto, devido ao uso de funções de interpolação de alta ordem, as matrizes dos elementos são mais densas. Este trabalho apresenta uma formulação ao que permite obter matrizes de rigidez de quadrados e hexaedros altamente esparsas para Problemas de Poisson. Para isso, utiliza-se a equivalência da solução de problemas de projeção unidimensionais que envolvem as matrizes de massa, mista e rigidez. Mostra-se que as matrizes de quadrados e hexaedros podem ser obtidas pela combinação ou tensorização dessas matrizes unidimensionais. A matriz de massa unidimensional que compõe a formulação das matrizes de rigidez de quadrados e hexaedros é densa e pode ser substituída pela matriz de rigidez unidimensional que se mostra bastante esparsa com as funções de base utilizadas no trabalho. A formulação é validada para quadrados e hexaedros locais e estendida para malhas não distorcidas desses mesmos elementos. Erros de aproximação da solução, esparsidade das matrizes de rigidez globais e tempo de execução são apresentados. / Abstract: High-order Finite Element Methods have been applied with success to problems of Fluid Dynamics and Electromagnetism. The main feature of these methods is to present an exponential convergence rate for problems with polinomial solution. However, due to the use of high-order interpolation functions, the elemental matrices are denser. This work shows a mathematical formulation, with tensorization concepts applied to the base functions that make up the matricial system matrices which will enable to write uniformly the systems resulting from the application of mass, mix and stiffness matrices. This possibility arises from the proposed formulation, which makes the solution vector equal to the three systems. Consequently, the 1D array mass, usually dense, that makes up the formulation of the rigid 2D and 3D matrices, in squares and hexahedra, may be replaced by the stiffness matrix 1D, which shows itself very sparse related to the base functions used in this work. The formulation is validated to quadratic and hexahedral elements and it is extended to non-distorted meshes of the same elements in the Poisson problems resolution. Approximation errors in solution, sparsity of the global stiffness and run time are also observed. / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

o objetivo desta tese é apresentar dois modelos distintos para representar as fissuras em peças de concreto armado: um do tipo distribuído e outro do tipo incorporado. Os modelos de fissura incorporada se baseiam no conceito de descontinuidades incorporadas dentro do campo de deslocamento do elemento finito padrão. Já nos modelos de fissura distribuída a descontinuidade do campo de deslocamentos causada pela fissura é espalhada ao longo do elemento. O modelo distribuído proposto apresenta um diagrama tensão-deformação multilinear e sua calibragem é feita, segundo o Código Modelo CEB-FIP 1990, através de ensaios de tirantes de concreto armado. O modelo incorporado implementado é baseado no modelo de Dvorlcin, CuiMo e Gioia, o qual não inclui a contribuição da armadura no equilíbrio interno de forças do elemento. A inclusão da parcela da armadura é feita através de um modelo de transferência de tensão por aderência, conforme Russo, Zingone e Romano, Russo e Romano e FIE - Bulletin 10. Para representar o comportamento do concreto intacto, utiliza-se o modelo constitutivo de Ottosen. Trata-se de um modelo elástico não-linear, tridimensional, que utiliza valores secantes dos parâmetros do material. Já para simular o comportamento das barras de aço da armadura, emprega-se o modelo incorporado desenvolvido por Elwi e Hrudey. Neste modelo, permite-se uma disposição arbitrária das barras de aço no interior dos elementos de concreto. O modelo constitutivo adotado para a armadura é do tipo elasto-plástico com endurecimento. Por fim, alguns exemplos numéricos são analisados com o objetivo de comprovar a eficácia dos dois modelos propostos.

o confinamento é uma técnica que tem sido cada vez mais aplicada no reforço e reabilitação de peças comprimidas de concreto, com o objetivo de aumentar sua capacidade resistente e recuperá-las de eventuais deteriorações. Este trabalho apresenta um modelo não-linear fisico e geométrico, baseado no Método dos Elementos Finitos, para a análise de pilares esbeltos de concreto armado, sob estado triplo de tensões. Neste estudo, são utilizados elementos finitos isoparamétricos tridimensionais para o concreto e um modelo incorporado de armadura. O comportamento do concreto é descrito por um modelo elasto-viscoplástico, que permite a análise da estrutura sob cargas de curta e longa duração. Para representação do concreto ao longo do tempo, utiliza-se um modelo de camadas superpostas. A fissuração do concreto é representada através de um modelo de fissuras distribuídas, onde se considera a contribuição do concreto entre fissuras. É admitida aderência perfeita entre os materiais. O aço é modelado como um material elastoplástico perfeito ou com endurecimento linear, e os materiais utilizados para confinamento, como os compósitos de fibras de carbono, são modelados como um caso particular do modelo elastoplástico definido para o aço. O modelo não-linear geométrico foi desenvolvido com base na formulação Lagrangeana Total. Consideram-se grandes deslocamentos e pequenas deformações. Os resultados obtidos através do modelo computacional são cOnITontados com resultados experimentais disponíveis na literatura, de modo a validar o modelo matemático e a metodologia numérica. Boa correlação é obtida entre os resultados numéricos e experimentais, que confirmam estudos prévios realizados por diversos autores, na medida em que são verificados significativos ganhos de resistência e/ou ductilidade em pilares comprimidos de concreto, devido ao confinamento.

Este estudo foi motivado pela possibilidade de se empregar os conhecimentos da engenharia mecânica na solução de problemas de engenharia de alimentos por métodos numéricos, assim como pela utilização da dinâmica dos fluidos computacional (CFD) em mais um campo de pesquisa. A idéia básica foi a aplicação do método de elementos finitos na solução de problemas de escoamentos envolvendo mistura de diferentes componentes. Muitos alimentos apresentam-se como fluidos, e seu comportamento material pode ser newtoniano ou não newtoniano, às vezes descrito por relações constitutivas bastante complexas. Utilizou-se uma teoria de misturas apoiada nos conceitos de mecânica do contínuo para a modelagem mecânica do que se passou a considerar como um sistema multicomponente. Necessitou-se de uma detalhada revisão sobre os postulados clássicos da mecânica para que se pudesse recolocá-los, com alguma segurança e embasamento teórico, para sistemas multicomponentes. Tendo em mãos a modelagem do balanço de momentum e massa em sistemas multicomponentes, pôde-se aproximar estas equações através do método de elementos finitos. A literatura aponta que o método clássico de Galerkin não possui a eficiência necessária para a solução das equações de escoamento, que envolvem uma formulação mista onde se faz necessário tomar compatíveis os subespaços de velocidade e pressão, e também devido à natureza assimétrica da aceleração advectiva, o que também aparece como uma dificuldade na solução de problemas de advecçãodifusão, nos casos de advecção dominante. Assim, fez-se uso do método estabilizado tipo GLS, o qual supera as dificuldades enftentadas pelo método de Galerkin clássico em altos números de Reynolds, adicionando termos dependentes da malha, construídos de forma a aumentar a estabilidade da formulação de Galerkin original sem prejudicar sua consistência. Os resultados numéricos dividem-se em três categorias: problemas de transferência de quantidade de movimento para fluidos newtonianos, problemas de transferência de quantidade de movimento para fluidos com não linearidade material e problemas de advecção e difusão de massa em misturas. A comparação de algumas aproximações obtidas com as de outros autores se mostraram concordantes. A aproximação de problemas de fluidos segundo os modelos Carreau e Casson geraram os resultados esperados. A aproximação de um problema de injeção axial com mistura de dois fluidos produziu resultados coerentes, motivando a aplicação prática da aproximação por métodos estabilizados de problemas de misturas.

Orientadores: Jose Pissolato Filho, Rodney Rezende Saldanha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T00:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_GlassioCostade_D.pdf: 7063094 bytes, checksum: 58d5ad6afc1c121009f20780c91d4bef (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho, o método de elementos finitos no domínio do tempo - Pointmatched time domain finite element - é utilizado na simulação do efeito corona em linhas de transmissão. As equações diferenciais da linha de transmissão no domínio do tempo são resolvidas através do método de elementos finitos e do esquema "leap-frog". O modelo de Suliciu é utilizado para representar a característica q x v do condutor sob efeito corona. O programa desenvolvido comunica-se com o EMTP (Eletromagnetic Transients Program). A partir da discretização da linha, obtida pelo uso do método de elementos finitos, o efeito corona é introduzido considerando-se a variação da capacitãncia da linha. Através da comparação entre os resultados obtidos com esta metodologia e, os resultados práticos de medição foi possível constatar uma grande coerência entre eles. A metodologia desenvolvida neste trabalho apresenta um pequeno código computacional e rapidez de processamento / Abstract: To determine the effect of corona losses on transmission line transients, the pointmatched Time Domain Finite Element method (TDFE) was used. The time domain transmission line differential equations are solved via the finite element analysis and the leap-frog scheme. The Suliciu's model was used to represent the q x v characteristic of the conductor under corona. The implemented subroutine interfaces with the Electromagnetic Transients Program (EMTP). Using the line discretization inherent in TDFE method, the corona effect is computed by the capacitance variation. Good results were obtained, compared with experimental studies. The advantages of the TDFE method are the small code and processing time / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-01-15T11:47:51Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2008_01.pdf: 3016466 bytes, checksum: bb586efd91679250bca2c81f8378b062 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T11:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2008_01.pdf: 3016466 bytes, checksum: bb586efd91679250bca2c81f8378b062 (MD5) Previous issue date: 2008 / A busca de soluções de hardware e softwares de alto desempenho e baixo custo sempre norteia os trabalhos no Laboratório de Computação Paralela do IEN. Nesse contexto, esse trabalho discorre sobre a construção de programas de visualização de simulações computacionais de dinâmica de fluidos (CFD) utilizando o software aberto OpenDx. Os programas desenvolvidos são úteis para a geração de imagens e vídeos em 2 e 3 dimensões, são interativos, de fácil utilização pelo usuário e visam atender às necessidades dos pesquisadores de dinâmica dos fluidos. No presente trabalho é feita uma descrição detalhada da construção de programas, das instituições de uso e do OpenDx como ferramenta de desenvolvimento. As descrições acompanham exemplos que ajudam o leitor a compreender o alcance das aplicações desses programas. / The search for high performance and low cost hardware and software solutions always guides the developments performed at the IEN parallel computing laboratory. In this context, this dissertation about the building of programs for visualization of computational fluid dynamics (CFD) simulations using the open source software Open Dx was written. The programs developed are useful to produce videos and images in two or three dimensions. They are interactive, easily to use and were designed to serve fluid dynamics researchers. A detailed description about how this programs were developed and the complete instructions of how to use them was done. The use of OpenDx as development tool is also introduced. There are examples that help the reader to understand how programs can be useful for many applications

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-10-04T17:40:46Z No. of bitstreams: 1 REINALDO JACQUES JOSPIN M.pdf: 9080552 bytes, checksum: ee7a4368b2546aab84b21537fff2770e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-04T17:40:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 REINALDO JACQUES JOSPIN M.pdf: 9080552 bytes, checksum: ee7a4368b2546aab84b21537fff2770e (MD5) Previous issue date: 1978-10 / Neste trabalho desenvolve- se uma análise dinâmica 1inear baseada na Teoria de LOVE e FLÜGGE para cascas finas axissimétricas submetidas a cargas arbitrárias incluindo efeitos de temperatura. As equações gerais de equilíbrio e as correspondentes condições de contorno são obtidas a partir do Princípio dos Trabalhos Virtuais. Na determinação de soluções aproximada aplica- se o Método dos Elementos Finitos utilizando um elemento curvo com 3 nós e 4 graus de liberdade por nó. A resposta dinâmica linear é obtida pelo Método da Superposição Modal supondo um amortecimento viscoso por meio de percentagens do amortecimento crítico. A teoria é utilizada em algumas aplicações numéricas os resultados são comparados aos apresentados por outros autores. Apresenta-se também o Programa Automático desenvolvido em FORTRAN- I V.

Orientador: Marco Lucio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:53:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vazquez_MarianaGodoy_M.pdf: 2594508 bytes, checksum: de672c4c1a82ad3277415f0ff10ddd83 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Nesse trabalho, apresentam-se procedimentos baseados em produto tensorial para a construção de funções de interpolação nodal (versão h) e modal (versão p), com emprego, respectivamente, de Polinômios de Lagrange e J acobi em elementos finitos uni, bi (quadrados e triângulos) e tridimensionais (hexaedros e tetraedros). Os procedimentos apresentados são simples c permitem um tratamento uniforme para a construção das funções de interpolação. Realizaram-se estudos sobre o condicionamento numérico e a esparsidade de algumas bases aqui definidas. Em particular, para as funções triangulares modais tensorizáveis realizou-se um estudo sobre a influência das ponderações dos Polinômios de Jacobi na esparsidade e condicionamento numérico das matrizes locais de massa / Abstract: This work presents procedures based on the tensorial product for the construction of nodal (version h) and modal (version p) interpolation functions, with the use of Lagrange and Jacobi polynomials, respcctively, for one, two (square and triangles) and three-dimensional (hexahedral and tetrahedral) elements. The procedures presented are simple and permit an uniform treatment of the construction of the interpolation functions. The numerical conditioning and sparsity of some bases defined are studied. For the tensorial modal functions for triangles the influence of the weights of the Jacobi polynomials in the sparsity and numerical conditioning of the local mass matrices is considercd / Mestrado / Mecanica de Solidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6552_1.pdf: 1306100 bytes, checksum: 7cbf7b7eb4620d9adbda32036a7803f8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A presente dissertação teve como objetivo reproduzir o comportamento de colapso por inundação de um solo colapsível do município de Petrolândia, através de uma modelagem acoplada hidro-mecânica em elementos finitos. A área utilizada como campo experimental foi uma escola agrícola que apresentou danos causados pelo colapso do solo da fundação. Souza Neto (2004) realizou nesta área uma série de ensaios de laboratório que foram estudados com a finalidade de se obter os parâmetros necessários para a simulação numérica em elementos finitos, utilizando um modelo constitutivo elastoplástico (BBM) concebido para reproduzir o comportamento de colapso dos solos não saturados. Foram analisados ensaios edométricos com sucção constante e com carregamento e descarregamento da tensão vertical (EDSC) e edométricos com a tensão vertical constante e variação da sucção (EDSV). Posteriormente, passou-se à simulação de um ensaio de campo denominado expansocolapsômetro, o qual permite medir as deformações de uma pequena placa colocada sobre o solo na profundidade desejada. Para a profundidade estudada (1,0m) foram realizados 5 destes ensaios, variando apenas a tensão de inundação para cada um deles. O programa computacional utilizado foi o CODE_BRIGHT (Olivella et al., 1996) o qual reproduziu de maneira coerente os colapsos obtidos em campo

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6553_1.pdf: 1110483 bytes, checksum: 8862c7b10cd2770b27b0eee6e5d4c940 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Os solos argilosos quimicamente ativos, quando expostos a contaminantes químicos tais como soluções salinas, apresentam alterações no comportamento hidráulico e mecânico cujas explicações fogem aos conceitos da mecânica dos solos tradicional. Esta dissertação visa modelar a influência dos efeitos osmóticos no comportamento dos solos argilosos, buscando a compreensão dos fenômenos que os envolvem através de uma formulação matemática que acopla os comportamentos hidráulico, mecânico e geoquímico do solo. De maneira mais específica, a pesquisa tem como objetivo calibrar os parâmetros de acoplamento necessários à simulação numérica via elementos finitos. São eles: a eficiência osmótica (ω), a constante cinética (β) e o termo de razão entre o coeficiente geoquímico de variação volumétrica e o coeficiente mecânico de variação volumétrica (ζ). Os ensaios realizados por Santamarina & Fam (1995) e Fam & Santamarina (1996) foram utilizados como base de referência para a validação do modelo proposto. Diversos cenários com distintos níveis de acoplamento entre os fenômenos foram testados no simulador a fim de se alcançar a reprodução satisfatória dos resultados experimentais. O código de elementos finitos usado foi o CODE_BRIGHT, desenvolvido por Olivella et al. (1995) e complementado por Guimarães (2002). Os resultados da simulação indicaram que o modelo proposto reproduziu de maneira bastante coerente os problemas analisados, com um bom ajuste entre as curvas teóricas e experimentais. Verificou-se a sensibilidade das respostas do problema à variação dos parâmetros de acoplamento. O modelo foi capaz de identificar claramente os dois tipos de adensamento químico (adensamento osmótico e o adensamento osmoticamente induzido) ocorrendo simultaneamente num mesmo ensaio