Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-02T15:37:29Z No. of bitstreams: 1 ADEMIR MONTES FERREIRA - DISSERTAÇÃO PPGECA 1980..pdf: 16537187 bytes, checksum: 2bde2139eea0b3c23fb1f2cb6809002e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-02T15:37:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADEMIR MONTES FERREIRA - DISSERTAÇÃO PPGECA 1980..pdf: 16537187 bytes, checksum: 2bde2139eea0b3c23fb1f2cb6809002e (MD5) Previous issue date: 1980-09 / A falta de uma metodologia apropriada para o dimensionamento e ensaios de laboratório para condições locais representa a maior dificuldade para o emprego eficiente de sistemas solo-emulsão asfáltica na construção de pavimentos flexíveis. Esta investigação apresenta os resultados de um estudo de uma metodologia de cura acelerada. 0 processo de cura utilizado, secagem das amostras a 60°C durante 24h, mostrou-se plenamente satisfatório podendo ser utilizado no laboratório. As variáveis investigadas foram teor de umidade de compactação e quantidade de emulsão asfáltica catiônica Estas variáveis foram estabelecidas através da medida das seguintes propriedades: peso unitário, absorção, resistência à compressão simples e resistência ã tensão de tração indireta. trabalho mostra que o teor ótimo de umidade para máxima massa especifica aparente seca foi muito aproximada do teor ótimo de umidade para máxima resistência. E também mostrado que a porcentagem ótima de emulsão asfáltica pode ser determinada usando-se somente o critério da resistência máxima, pois os valores de absorção foram muito pequenos para os casos estudados, sendo inferiores aos máximos comumente utj_lizados por outros investigadores. / Lack of appropriate testing procedures and design methods for local conditions are still the main drawbacks for the efficient utilization of soi1-asphaltic emulsion systems inflexible pavement construction. This investigationpresents the results of an study in which an accelerated testing procedure was deveioped and used. Three soils from the region north east were selected as representative of the local variations and used for the study. The variables investigated were compaction moisture content and quantity of cationic asphaltic emulsion.These variables were assessed by measuring the following selected engineering properties. Unit weight, absorption, unconfined compressive strenght and indirect tensile strength. The study shows that the optimum moisture content for maximum dry unit weight approximates very closely the optimum moisture content for maximum strength, it also shows that the optimum percentage of asphaltic emulsion may be determined using only the criterium of maximum strength since the values of absorption were in very case very small and far below of the maximumvalues commonly used by other investigators.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4872.pdf: 3473885 bytes, checksum: 1bd5a5d73dae0ecc0bb5b60b52acba6b (MD5) Previous issue date: 2012-11-27 / In view of the lack of basic infrastructure in Brazilian cities, especially in regard to paving networks, it is of fundamental importance a study to ascertain the geological characteristics of the materials available and their potential use as pavement layer after incorporation of additives. This thesis aims at determining, in the laboratory, the mechanical results of soiladditive mixture, in order to evaluate the structural performance of chemically stabilized tropical soils. It also brings, specific objectives, comparing traditional additives - cement and lime - with another additive available in the brazilian market; analyzing the possibility of using these stabilized soils in urban pavement layers and obtaining reference results that may provide subsidies for pavement designers. This research develops from the collection of four (4) soil samples at different points in São Carlos/SP, with whom has been conducted a series of tests: California Bearing Ratio, Expansion and Compression Test. There was an evaluation of soils by determining the mechanical properties of the mixed soil and additive, in terms of carrying capacity, simple compression and expansion. The results were obtained after compression of the mixture in the test specimens and the use of standardized testing methodologies. After a long series of laboratory tests developed for each sample, a critical analysis of structural performance, primarily in its natural condition, then with the structural behavior of each of them, after the incorporation of additives. Research has shown that the best structural behavior of all samples collected in the different conditions of stabilization occurred with the sample ST-03 which, stabilized with 6% cement, obtained in laboratory satisfactory performance for use as the base layer of pavement. / Em vista da carência de infra-estrutura básica nas cidades brasileiras, principalmente no que se refere às redes de pavimentação, faz-se de fundamental importância um estudo que permita conhecer as características geológicas dos materiais disponíveis e as suas possibilidades de utilização como camada de pavimento após a incorporação de aditivos. Esta dissertação tem como objetivo principal determinar, em laboratório, os resultados mecânicos da mistura soloaditivo, a fim de se avaliar o desempenho estrutural de solos tropicais estabilizados quimicamente. Traz ainda, como objetivos específicos, comparar os aditivos tradicionais - cimento e cal - com uma opção de aditivo disponível no mercado brasileiro; analisar a possibilidade de utilização desses solos estabilizados em camadas de pavimentos urbanos e obter resultados de referência que venham a fornecer subsídios aos projetistas de pavimento. Esta pesquisa desenvolve-se a partir da coleta de 4 (quatro) amostras de solo em diferentes pontos do município de São Carlos/S.P., com as quais se realizou uma série de ensaios de Capacidade de Suporte (CBR), Expansão (EXP.) e de Resistência a Compressão Simples (RC). Fez-se a avaliação dos solos tropicais através da determinação das propriedades mecânicas das misturas de solo e aditivo, em termos de capacidade de suporte, expansão e compressão simples. Os resultados foram obtidos após a compactação da mistura, em corpos de prova e com o emprego das metodologias de ensaio normalizadas. Após uma larga série de ensaios de laboratório, desenvolveu-se, para cada amostra, uma análise crítica do desempenho estrutural, primeiramente, em sua condição natural e, depois, no comportamento estrutural de cada uma delas, após a incorporação dos aditivos supracitados. A pesquisa demostrou que o melhor comportamento estrutural de todas as amostras coletadas, nas diversas condições de estabilização, ocorreu com a amostra ST-03 que, estabilizada com 6% de cimento, obteve em laboratório desempenho satisfatório para emprego como camada de base de pavimento.

Several problems in physics and engineering are modeled by reaction-advection-diffusion (RAD) equations. However, when the diffusive terms are small compared with the other ones, these problems can become difficult to solve numerically. Besides, formulating the unsteady version of these models in a semi-discrete fashion, it can be interpreted that the overall diffusivity gets smaller as the time step decreases. To overcome these drawbacks, this thesis considers the development of Galerkin (or Petrov-Galerkin) finite element methods based on approximation spaces enriched by residual-free bubbles (RFB) or multiscale functions. Beginning with the unsteady reaction-diffusion problem, new methods using multiscale functions are presented which improve the solutions in the reaction-dominated regime and/or when small time steps are adopted. They also give rise to a general concept of stabilizing unsteady problems differently along the time. In the following, it is shown that switching RFB by suitable multiscale functions in the elements connected to the outflow boundaries of the domain increases the accuracy of the solutions in this region for RAD problems with advection. Next, this methodology is further studied for systems of RAD equations. In a final contribution, an extension of the RFB method is introduced for the shallow waters equations. All these methods are tested through benchmark problems and compared with stabilized methods presenting stable and accurate results. / A modelagem de vários problemas físicos e de engenharia envolve a solução de problemas de transporte do tipo reação-advecção-difusão (RAD), porém, estes podem tornar-se singularmente perturbados quando os termos difusivos são pequenos comparados aos demais. Além disso, ao adotar formulações semi-discretas em problemas transientes, observa-se que diminuir o passo de tempo tem um efeito de redução da componente difusiva. Para superar estas dificuldades, esta tese considera o desenvolvimento de métodos de elementos finitos de Galerkin (ou Petrov-Galerkin) baseados em espaços de aproximação enriquecidos por funções bolhas livres do resíduo (RFB) ou funções multiescala. Começando pelo problema de reação-difusão transiente, novos métodos utilizando funções multiescala são apresentados, os quais melhoram as soluções no regime reativo-dominante e/ou quando pequenos passos de tempo são adotados. Com estes métodos, discute-se também o conceito de estabilização variável ao longo do tempo para problemas transientes. Na seqüência, verifica-se que utilizar funções multiescala nos elementos conectados às fronteiras de saída de fluxo do domínio e RFB nos demais elementos aumenta a precisão das soluções nesta região em problemas de RAD com advecção dominante. A seguir, esta metodologia é estudada para sistemas de RAD. Como contribuição final, estende-se o método RFB para o modelo de águas rasas. Todos estes métodos são submetidos a testes de robustez e comparados com métodos estabilizados, apresentando resultados estáveis e precisos.

Esta tese tem por objetivo apresentar um estudo sistemático da resolução,em duas dimensões espaciais, de problemas de espalhamento de ondas eletromagnéticas por meios condutores e meios dielétricos homogêneos e heterogêneos, envolvendo fontes singulares, números de onda elevados e condições de contorno absorventes, modelados pela equação de Helmholtz. A resolução dessa classe de problemas pelo Método dos Elementos Finitos apresenta dificuldades de várias ordens. A primeira decorre da presença de fontes singulares, tendo sido superada pela adoção de uma técnica de remoção de singularidades. Uma outra decorre do caráter indefinido do operador de Helmholtz para números de onda elevados, o que resulta em um erro de aproximação denominado erro de poluição. A minimização desse erro foi obtida utilizando-se a nova formulação de Petrov-Galerkin, com funções peso quase ótimas, denominada método Quasi Optimal Petrov-Galerkin (QOPG). O método QOPG, originalmente desenvolvido para meios homogêneos, foi adaptado para tratar problemas em meios heterogêneos. Finalmente, consideram-se os efeitos das condições de contorno absorventes de Bayliss-Turkel sobre a qualidade das soluções obtidas. / This thesis aims at presenting a systematic study of resolution of two-dimensional problems of electromagnetic wave scattering, by conducting and homogeneous or non-homogeneous dielectric media, involving singular sources, large wavenumbers and absorbing boundary conditions, governed by the scalar Helmholtz equation. The resolution of this class of problems through the Finite Element Method, raises several orders of difficulty. The first one comes from the presence of singular sources, having been overcome by adopting a technique of singularity removal. Another one is related to the undefined character of the Helmholtz operator for large wavenumbers, which results in the so-called pollution error of the approximated solution. This error is minimized through a new formulation of Petrov-Galerkin, using quasi optimal weighting functions, called Quasi Optimal Petrov-Galerkin (QOPG) method. The QOPG method, originally developed for homogeneous media, is extended to treating problems with non-homogeneous media as well. Finally, the effects of Bayliss-Turkel absorbing boundary conditions on the quality of the numerical solutions is also evaluated.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Apresentacao.pdf: 200775 bytes, checksum: 317576b779951158daadb5222c59a464 (MD5) Previous issue date: 2005-12-20 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / Several problems in physics and engineering are modeled by reaction-advection-diffusion (RAD) equations. However, when the diffusive terms are small compared with the other ones, these problems can become difficult to solve numerically. Besides, formulating the unsteady version of these models in a semi-discrete fashion, it can be interpreted that the overall diffusivity gets smaller as the time step decreases. To overcome these drawbacks, this thesis considers the development of Galerkin (or Petrov-Galerkin) finite element methods based on approximation spaces enriched by residual-free bubbles (RFB) or multiscale functions. Beginning with the unsteady reaction-diffusion problem, new methods using multiscale functions are presented which improve the solutions in the reaction-dominated regime and/or when small time steps are adopted. They also give rise to a general concept of stabilizing unsteady problems differently along the time. In the following, it is shown that switching RFB by suitable multiscale functions in the elements connected to the outflow boundaries of the domain increases the accuracy of the solutions in this region for RAD problems with advection. Next, this methodology is further studied for systems of RAD equations. In a final contribution, an extension of the RFB method is introduced for the shallow waters equations. All these methods are tested through benchmark problems and compared with stabilized methods presenting stable and accurate results. / A modelagem de vários problemas físicos e de engenharia envolve a solução de problemas de transporte do tipo reação-advecção-difusão (RAD), porém, estes podem tornar-se singularmente perturbados quando os termos difusivos são pequenos comparados aos demais. Além disso, ao adotar formulações semi-discretas em problemas transientes, observa-se que diminuir o passo de tempo tem um efeito de redução da componente difusiva. Para superar estas dificuldades, esta tese considera o desenvolvimento de métodos de elementos finitos de Galerkin (ou Petrov-Galerkin) baseados em espaços de aproximação enriquecidos por funções bolhas livres do resíduo (RFB) ou funções multiescala. Começando pelo problema de reação-difusão transiente, novos métodos utilizando funções multiescala são apresentados, os quais melhoram as soluções no regime reativo-dominante e/ou quando pequenos passos de tempo são adotados. Com estes métodos, discute-se também o conceito de estabilização variável ao longo do tempo para problemas transientes. Na seqüência, verifica-se que utilizar funções multiescala nos elementos conectados às fronteiras de saída de fluxo do domínio e RFB nos demais elementos aumenta a precisão das soluções nesta região em problemas de RAD com advecção dominante. A seguir, esta metodologia é estudada para sistemas de RAD. Como contribuição final, estende-se o método RFB para o modelo de águas rasas. Todos estes métodos são submetidos a testes de robustez e comparados com métodos estabilizados, apresentando resultados estáveis e precisos.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Antonio_Boness.pdf: 1734195 bytes, checksum: 60769d0cc4e992347a83d1cf365a0030 (MD5) Previous issue date: 2007-08-02 / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Apresentamos um modelo matemático geral, baseado na teoria de Cosserat para estruturas flexíveis unidimensionais, em regime de deslocamentos finitos e sujeitas a restrições unilaterais. Ao modelo geral agregamos a hipótese de inextensibilidade e, desprezando os efeitos do cisalhamento e das forças inerciais, formulamos o problema variacionalmente tanto na forma cinemática quanto em Lagrangiano Aumentado. Para esta última formulação, construímos aproximações por elementos finitos de Galerkin e utilizamos um algoritmo do tipo Uzawa para a solução do problema aproximado. Apresentamos estudos numéricos com o intuito de avaliar a formulação, validar o algoritmo de solução e exemplificar possíveis aplicações práticas do modelo. Buscando viabilizar uma análise numérica, realizamos uma linearização consistente do modelo geral apresentado anteriormente, produzindo um modelo em regime de pequenos deslocamentos e deformações, descrito no espaço tridimensional. Para este problema, introduzimos uma aproximação por elementos finitos mistos estabilizados, adicionando à formulação de Galerkin formas residuais de mínimos quadrados provenientes das equações de equilíbrio. Provamos que esta formulação atende às condições suficientes para existência e unicidade de solução, independente da esbeltez da estrutura. Apresentamos estimativas de erro indicando taxas de convergência e resultados numéricos comprovando tais taxas. Apresentamos algumas aplicações dos modelos ao estudo de estabilidade de dutos aquecidos e enterrados, na análise da estabilidade de armaduras de risers e umbilicais e, na área biológica, apontamos as possibilidades de suas utilizações na modelagem de moléculas de ADN.

Apresentamos um modelo matemático geral, baseado na teoria de Cosserat para estruturas flexíveis unidimensionais, em regime de deslocamentos finitos e sujeitas a restrições unilaterais. Ao modelo geral agregamos a hipótese de inextensibilidade e, desprezando os efeitos do cisalhamento e das forças inerciais, formulamos o problema variacionalmente tanto na forma cinemática quanto em Lagrangiano Aumentado. Para esta última formulação, construímos aproximações por elementos finitos de Galerkin e utilizamos um algoritmo do tipo Uzawa para a solução do problema aproximado. Apresentamos estudos numéricos com o intuito de avaliar a formulação, validar o algoritmo de solução e exemplificar possíveis aplicações práticas do modelo. Buscando viabilizar uma análise numérica, realizamos uma linearização consistente do modelo geral apresentado anteriormente, produzindo um modelo em regime de pequenos deslocamentos e deformações, descrito no espaço tridimensional. Para este problema, introduzimos uma aproximação por elementos finitos mistos estabilizados, adicionando à formulação de Galerkin formas residuais de mínimos quadrados provenientes das equações de equilíbrio. Provamos que esta formulação atende às condições suficientes para existência e unicidade de solução, independente da esbeltez da estrutura. Apresentamos estimativas de erro indicando taxas de convergência e resultados numéricos comprovando tais taxas. Apresentamos algumas aplicações dos modelos ao estudo de estabilidade de dutos aquecidos e enterrados, na análise da estabilidade de armaduras de risers e umbilicais e, na área biológica, apontamos as possibilidades de suas utilizações na modelagem de moléculas de ADN.