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Proposta de sistematização para a etapa conceitual do processo de desenvolvimento de produto no segmento têxtilRodrigues, Ronaldo dos Santos 27 April 2012 (has links)
A indústria têxtil brasileira se posiciona como a quinta maior produtora mundial neste segmento. Entretanto, se constata que seu desenvolvimento de produto é ineficiente, não fazendo uso das metodologias de processo de desenvolvimento de produto (PDP) já consagradas no segmento industrial. Especificamente no desenvolvimento do tecido de malha, recorre-se a experiência do técnico desenvolvedor, onde o retrabalho é constante e pautado na tentativa e erro, gerando atrasos no cronograma para o lançamento de uma coleção. No cotidiano das empresas, a etapa conceitual é a mais negligenciada ao se desenvolver uma malha. As metodologias clássicas de PDP indicam que a etapa do projeto conceitual se destaca incidindo, entre outros aspectos, no custo e na diferenciação do produto. As referências bibliográficas, relativas ao PDP têxtil enfatizam a etapa conceitual relacionando-a com o sucesso do produto. Porém, nessas literaturas não se encontram indicativos de como conduzir a etapa conceitual. A presente dissertação tem o objetivo de apresentar o desenvolvimento de um modelo e ferramenta para desenvolvimento de malhas, na etapa conceitual. Para tanto, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre: algumas metodologias de PDP clássicas; a indústria têxtil e seus segmentos; e o PDP na indústria têxtil; para, posteriormente, executar um levantamento de campo junto à empresas desenvolvedoras de malha, visando um diagnóstico do seu PDP. Em seguida, os resultados obtidos no levantamento de campo foram comparados aos referenciais bibliográficos, para identificar as lacunas existentes na prática. Com a verificação de que a etapa conceitual é a mais crítica na prática, concebeu-se uma metodologia para desenvolvimento de malha na etapa conceitual, baseada em Back e co-autores. Posteriormente, foi construída uma ferramenta computacional onde a abordagem proposta se desenvolve, gerando registros de todo o processamento. Para validar a ferramenta, foi conduzido experimento simulando situações de projeto. Ao final, os participantes responderam um questionário referente às percepções sobre o modelo e a ferramenta. Os resultados obtidos foram positivos, indicando ser este modelo de grande valia para o desenvolvimento de malha, aumentando a assertividade no seu desenvolvimento. / The Brazilian textile industry is the fifth largest producer in the world. However, it has an inefficient product development process (PDP), not employing formal design methodologies, since some of them are already well established in the industrial segment. Specifically in the development of knitted fabric, the experience of the technical developer is fundamental, but it does not avoid reworking, which is most of the time guided by a trial and error approach, causing delays in the collections launching. Data from a field survey suggest that the conceptual design phase, for example, is one of the most neglected. The classical methodologies for PDP indicate that the stage of conceptual design is important because it focuses, among other things, on the cost and product differentiation. The references concerning the textile PDP emphasize the conceptual design is related to the product success. However, this literature does not indicate how to implement the conceptual design in the textile environment. This dissertation proposes the development of a model and a tool for implementing conceptual phase for knitted products. First, it started with the research of some classic methodologies of PDP, the textile industry and its segments and the PDP in the textile industry. After that, the survey was conducted with companies working with knitted products in order to diagnose their PDPs. Then, the results were compared to bibliographical references in order to identify gaps in those practices. Based on the analysis that the conceptual phase is the most critical in practice, a methodology for the development of the conceptual phase was devised, based on Back and co-authors. Subsequently, a computational tool was implemented in order to generate records during all process. To validate the tool, the experiment was conducted simulating design situations. Finally, the participants answered a questionnaire regarding the model and tool performances. The results were positive, indicating that these model and tool are relevant for the development of knitted fabric, increasing assertiveness in its development.
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Proposta de sistematização para a etapa conceitual do processo de desenvolvimento de produto no segmento têxtilRodrigues, Ronaldo dos Santos 27 April 2012 (has links)
A indústria têxtil brasileira se posiciona como a quinta maior produtora mundial neste segmento. Entretanto, se constata que seu desenvolvimento de produto é ineficiente, não fazendo uso das metodologias de processo de desenvolvimento de produto (PDP) já consagradas no segmento industrial. Especificamente no desenvolvimento do tecido de malha, recorre-se a experiência do técnico desenvolvedor, onde o retrabalho é constante e pautado na tentativa e erro, gerando atrasos no cronograma para o lançamento de uma coleção. No cotidiano das empresas, a etapa conceitual é a mais negligenciada ao se desenvolver uma malha. As metodologias clássicas de PDP indicam que a etapa do projeto conceitual se destaca incidindo, entre outros aspectos, no custo e na diferenciação do produto. As referências bibliográficas, relativas ao PDP têxtil enfatizam a etapa conceitual relacionando-a com o sucesso do produto. Porém, nessas literaturas não se encontram indicativos de como conduzir a etapa conceitual. A presente dissertação tem o objetivo de apresentar o desenvolvimento de um modelo e ferramenta para desenvolvimento de malhas, na etapa conceitual. Para tanto, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre: algumas metodologias de PDP clássicas; a indústria têxtil e seus segmentos; e o PDP na indústria têxtil; para, posteriormente, executar um levantamento de campo junto à empresas desenvolvedoras de malha, visando um diagnóstico do seu PDP. Em seguida, os resultados obtidos no levantamento de campo foram comparados aos referenciais bibliográficos, para identificar as lacunas existentes na prática. Com a verificação de que a etapa conceitual é a mais crítica na prática, concebeu-se uma metodologia para desenvolvimento de malha na etapa conceitual, baseada em Back e co-autores. Posteriormente, foi construída uma ferramenta computacional onde a abordagem proposta se desenvolve, gerando registros de todo o processamento. Para validar a ferramenta, foi conduzido experimento simulando situações de projeto. Ao final, os participantes responderam um questionário referente às percepções sobre o modelo e a ferramenta. Os resultados obtidos foram positivos, indicando ser este modelo de grande valia para o desenvolvimento de malha, aumentando a assertividade no seu desenvolvimento. / The Brazilian textile industry is the fifth largest producer in the world. However, it has an inefficient product development process (PDP), not employing formal design methodologies, since some of them are already well established in the industrial segment. Specifically in the development of knitted fabric, the experience of the technical developer is fundamental, but it does not avoid reworking, which is most of the time guided by a trial and error approach, causing delays in the collections launching. Data from a field survey suggest that the conceptual design phase, for example, is one of the most neglected. The classical methodologies for PDP indicate that the stage of conceptual design is important because it focuses, among other things, on the cost and product differentiation. The references concerning the textile PDP emphasize the conceptual design is related to the product success. However, this literature does not indicate how to implement the conceptual design in the textile environment. This dissertation proposes the development of a model and a tool for implementing conceptual phase for knitted products. First, it started with the research of some classic methodologies of PDP, the textile industry and its segments and the PDP in the textile industry. After that, the survey was conducted with companies working with knitted products in order to diagnose their PDPs. Then, the results were compared to bibliographical references in order to identify gaps in those practices. Based on the analysis that the conceptual phase is the most critical in practice, a methodology for the development of the conceptual phase was devised, based on Back and co-authors. Subsequently, a computational tool was implemented in order to generate records during all process. To validate the tool, the experiment was conducted simulating design situations. Finally, the participants answered a questionnaire regarding the model and tool performances. The results were positive, indicating that these model and tool are relevant for the development of knitted fabric, increasing assertiveness in its development.
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Aplica??o pr?tica do m?todo de sintonia de controladores PID utilizando o m?todo do rel? com histeresePinto, Jan Erik Mont Gomery 16 May 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014-05-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The area of research and development involving the PID tune of controllers is an
active area in the academic and industrial sectors yet. All this due to the wide use of PID
controllers in the industry (96% of all controllers in the industry is still PID). Controllers
well tuned and tools to monitor their performance over time with the possibility of selftuning,
become an item almost obligatory to maintain processes with high productivity
and low cost. In a globalized world, it is essential for their self survival. Although there
are several new tools and techniques that make PID tune, in this paper will explore the
PID tune using the relay method, due its good acceptance in the industrial environment.
In addition, we will discuss some techniques for evaluation of control loops, as IAE, ISE,
Goodhart, the variation of the control signal and index Harris, which are necessary to
propose new tuning for control loops that have a low performance. Will be proposed in
this paper a tool for tuning and self tuning PID. Will be proposed in this paper a PID
auto-tuning software using a relay method. In particular, will be highlighted the relay
method with hysteresis. This method has shown tunings with satisfactory performance
when applied to the didactic, simulated and real plants / O campo de pesquisa e desenvolvimento de softwares envolvendo a sintonia de controladores
PID, ainda ? uma ?rea ativa dentro do meio acad?mico e industrial. Tudo isso
devido ? larga utiliza??o de controladores PID na ind?stria (96% de todos os controladores
na ind?stria ainda ? PID). Ter controladores bem sintonizados e com ferramentas
que possam acompanhar seus desempenhos ao longo do tempo com a possibilidade de
ressintoniz?-los, ou ainda autossintoniz?-los, passar a ser um item quase que obrigat?rio
para manter processos com alta produtividade e baixo custo. J? que em um mundo globalizado,
o n?vel mais acirrado de concorr?ncia entre as empresas, atualmente, est? no
custeio e na produtividade. Apesar de existirem diversas novas t?cnicas e ferramentas
que fazem sintonia de controladores PID, neste trabalho ser? explorada esta sintonia utilizando
o m?todo do rel?, devido a sua boa aceita??o no ambiente industrial, simplicidade
e robustez. Al?m disto, abordaremos algumas t?cnicas para avalia??o de desempenho de
malhas de controle de processos, tais como IAE, ISE, Goodhart, Vari?ncia de sinais e
?ndice de Harris. Ser? proposta neste trabalho uma ferramenta de sintonia e autossintonia
PID (usando o m?todo do rel?), em especial o m?todo do rel? com histerese. Este m?todo
tem apresentado sintonias com desempenhos satisfat?rios quando aplicados em plantas
simuladas e reais
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Estimativa do erro de discretização analítico na solução de equações diferenciais utilizando o Método de Volumes Finitos / Estimation of discretization error in the analytical solution of differential equation using the finite volume methodRenata Couto Vista 20 December 2010 (has links)
As análises de erros são conduzidas antes de qualquer projeto a ser desenvolvido. A necessidade do conhecimento do comportamento do erro numérico em malhas estruturadas e não-estruturadas surge com o aumento do uso destas malhas nos métodos de discretização. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi criar uma metodologia para analisar os erros de discretização gerados através do truncamento na Série de Taylor, aplicados às equações de Poisson e de Advecção-Difusão estacionárias uni e bidimensionais, utilizando-se o Método de Volumes Finitos em malhas do tipo Voronoi. A escolha dessas equações se dá devido a sua grande utilização em testes de novos modelos matemáticos e função de interpolação. Foram usados os esquemas Central Difference Scheme (CDS) e Upwind Difference Scheme(UDS) nos termos advectivos. Verificou-se a influência do tipo de condição de contorno e a posição do ponto gerador do volume na solução numérica. Os resultados analíticos foram confrontados com resultados experimentais para dois tipos de malhas de Voronoi, uma malha cartesiana e outra triangular comprovando a influência da forma do volume finito na solução numérica obtida. Foi percebido no estudo que a discretização usando o esquema CDS tem erros menores do que a discretização usando o esquema UDS conforme literatura. Também se percebe a diferença nos erros em volumes vizinhos nas malhas triangulares o que faz com que não se tenha uma uniformidade nos gráficos dos erros estudados. Percebeu-se que as malhas cartesianas com nó no centróide do volume tem menor erro de discretização do que malhas triangulares. Mas o uso deste tipo de malha depende da geometria do problema estudado / The analyses of errors are conducted before any project to be developed. The necessity of studying the behavior of the numerical error on structured and unstructured grids comes up with the increasing use of these methods of discretization meshes. Thus, the objective was to create a methodology to analyze the errors generated by discretization of the truncation in the Taylor series, applied to the equations of Poisson and Advection-Diffusion stationary and uni and bi-dimensional, using the Finite Volume Method on Voronoi mesh. The choice of these equations is due to its wide use in testing new mathematical models and interpolation function. The schemes used were the Central Difference Scheme (CDS) and the Upwind Difference Scheme (UDS) in the advective terms. There was the influence of boundary condition and position of the generator in the numerical solution of the volume. The analytical results were compared with experimental results for two types of Voronoi meshes, a Cartesian mesh and a triangular shape showing the influence of finite volume in the numerical solution obtained. It was perceived that the discretization in the study using the CDS scheme has smaller errors than the discretization scheme using the UDS as literature. Also notice the difference in the errors in neighboring volumes in triangular meshes which means that there has been no uniformity in the graphs of errors studied. It was noticed that the Cartesian meshes with node at the centroid of the volume is smaller than discretization error triangular meshes. But using this type of meshes depends on the geometry of the problem studied
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Análise dos erros na estimação de gradientes em malhas de Voronoi / Analysis errors in the estimation of gradient in Voronoi meshesJailson França dos Santos 18 March 2013 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta um estudo teórico e numérico sobre os erros que ocorrem nos
cálculos de gradientes em malhas não estruturadas constituídas pelo diagrama de Voronoi,
malhas estas, formadas também pela triangulação de Delaunay. As malhas adotadas, no
trabalho, foram as malhas cartesianas e as malhas triangulares, esta última é gerada pela
divisão de um quadrado em dois ou quatro triângulos iguais. Para tal análise, adotamos a
escolha de três metodologias distintas para o cálculo dos gradientes: método de Green Gauss,
método do Mínimo Resíduo Quadrático e método da Média do Gradiente Projetado
Corrigido. O texto se baseia em dois enfoques principais: mostrar que as equações de erros
dadas pelos gradientes podem ser semelhantes, porém com sinais opostos, para pontos de
cálculos em volumes vizinhos e que a ordem do erro das equações analíticas pode ser
melhorada em malhas uniformes quando comparada as não uniformes, nos casos
unidimensionais, e quando analisada na face de tais volumes vizinhos nos casos
bidimensionais. / This work presents a theoretical and numerical study on the errors that occur in the
calculation of gradients on unstructured meshes Voronoi type, these meshes, also formed by
Delaunay triangulation. The meshes adopted in the work were cartesian and triangular
meshes, the latter is formed by dividing a square in two or four equal triangles. For this
analysis, we adopt the choice of three different methodologies for the calculation of gradients:
Green Gauss method, weighted least-squares method and mean value of the projected
gradients method. The text is based on two main approaches: to show that the equations of
errors given by the gradients may be similar, but with opposite signs, for calculation point in
opposite volumes. And show that the order of the error of the analytical equations can be
improved in uniform mesh when compared to not uniform, the one-dimensional case, and
when viewed from the opposite face of such volumes for the two-dimensional case.
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Simulação computacional de escoamentos compressíveis utilizando adaptação de malhas anisotrópica / Computational simulation of copressible flow using anisotropic mesh adaptationLinn, Renato Vaz January 2013 (has links)
Esta dissertação tem por objetivo a implementação de um método adaptativo anisotrópico de malhas e seu acoplamento a um programa de simulação de escoamentos de fluidos compressíveis numa faixa ampla de número de Mach utilizando o Método dos Elementos Finitos (Bubnov-Galerkin). Mais especificamente, implementa-se um código para simulação de escoamentos compressíveis utilizando o método das linhas ou direções características (CBS), o qual possui boa performance para uma amplo espectro de números de Mach. A discretização espacial é feita utilizando-se elementos finitos triangulares lineares e tetraédricos lineares para problemas bidimensionais e tridimensionais, respectivamente. A discretização temporal é feita por uma expansão em séries de Taylor. Implementa-se uma adaptação anisotrópica com capacidade de refinamento e desrefinamento do domínio computacional para se obter soluções precisas a baixos custos computacionais, onde a estimativa de erro é conduzida por uma métrica Riemanniana, a qual permite o tratamento contínuo do erro através de um tensor de erro anisotrópico. O código é modificado para possibilitar o uso de arquiteturas de memória compartilhada a fim de aumentar a velocidade de processamento da simulação. Por fim, diversos estudos, tanto para problemas bidimensionais quanto tridimensionais, são realizados, validando a metodologia e realizando estudos adicionais em problemas mais complexos. / The objectives of this dissertation are the implementation of an anisotropic mesh adaptation procedure and its coupling with a compressible flow simulation code with large Mach range using the Finite Element Method (Bubnov-Galerkin). Specifically, a computer code using the Characteristic Based Split method called CBS, which has a good performance for a wide range of Mach numbers, is implemented. The spatial discretization is performed using linear triangular and linear tetrahedral finite elements for two and three dimensional cases, respectively. The temporal discretization is done with Taylor series. An anisotropic mesh adaption technique, based on a Riemann metric to evaluate the errors (which allows continuous error analysis through an anisotropic error tensor evaluation), including mesh refinement and mesh coarsening procedures is also implemented looking for accurate and computationally cheaper solutions. The code is able to use shared memory architecture in order to reduce computer process time. Finally, two-dimensional and three-dimensional studies are performed in order to validate the proposed methodology and additional complex tests are also analysed.
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[en] FAULT MESHING GENERATION IN SEISMIC DATA BY COMPETITIVE LEARNING / [pt] GERAÇÃO DE MALHAS DE FALHAS EM DADOS SÍSMICOS POR APRENDIZADO COMPETITIVOMARCOS DE CARVALHO MACHADO 10 July 2008 (has links)
[pt] O mapeamento manual de falhas em dados sísmicos
tridimensionais é uma tarefa que consome muito tempo do
intérprete. Uma grande quantidade de atributos sísmicos tem
sido proposta para realçar medidas de descontinuidades
associadas com as falhas. Entretanto, as falhas vistas
através desses atributos aparecem mais como tendências do
que como superfícies contínuas bem definidas, o que torna
difícil a automatização da construção de modelos de
falhas. Esta tese explora técnicas de Aprendizado
Competitivo aplicadas aos problemas de extração e
visualização de falhas em dados sísmicos. A estratégia
proposta parte de um atributo de falha previamente calculado
e consiste de três etapas. Na primeira, os dados
tridimensionais uniformemente amostrados do atributo de
falha são convertidos em um grafo com uso do algoritmo de
aprendizado competitivo Growing Neural Gas. Na segunda
etapa, o grafo sofre um processo de segmentação de forma a
extrair um conjunto de subgrafos, cada um compatível com uma
superfície de falha. Na terceira etapa, é utilizado o
algoritmo Malhas Neurais Abertas para construir uma malha
triangular para cada uma das superfícies identificadas.
Malhas Neurais Abertas é um algoritmo de Aprendizado
Competitivo que é proposto nesta tese, o qual constrói uma
malha a partir de uma função de probabilidades com topologia
de uma superfície aberta sem buracos. Exemplos com dados
bidimensionais e tridimensionais, sintéticos e
reais, são apresentados. Outra aplicação de Aprendizado
Competitivo introduzida nesta tese é a geração de malhas
geológicas, isto é, malhas que podem ser utilizadas na
simulação do comportamento de fluidos em subsuperfície. / [en] Manual fault mapping from 3D seismic data is a
time-consuming task. A plethora of seismic attributes has
been proposed to enhance the discontinuity measures
associated with faults. However, faults viewed through these
attributes appear more like trends than well-defined,
continuous surfaces, posing obstacles to the automation of
the fault modeling process. This thesis explores the use of
Competitive Learning techniques in fault extraction and
visualization. The proposed strategy starts with a
pre-computed fault attribute and consists of three
steps. In the first, the uniformly sampled 3D fault
attribute data are converted into a graph using Growing
Neural Gas, a Competitive Learning algorithm. In the
second step, the graph is submitted to a segmentation
process in order to extract a set of subgraphs, each one
compatible with a fault surface. In the third step, the
Open Neural Meshes algorithm is used to build a triangulated
mesh for each previously identified surface. Open Neural
Meshes is a Competitive Learning algorithm proposed in this
thesis, which builds a mesh from a probability function
with no-hole open surface topology. Examples with 2D and 3D,
synthetic and real data are presented. Another Competitive
Learning application introduced in this thesis is the
generation of geologic meshes. These meshes can be used to
simulate fluid flows in subsurface reservoirs.
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An adaptive parametric surface mesh generation parallel method guided by curvatures / GeraÃÃo adaptativa de malhas de superfÃcies paramÃtricas em paralelo com controle de curvaturaTiago GuimarÃes Sombra 28 March 2016 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work describes a technique for generating parametric surfaces meshes using parallel computing, with distributed memory processors. The input for the algorithm is a set of parametric patches that model the surface of a given object. A structure for spatial partitioning is proposed to decompose the domain in as many subdomains as processes in the parallel system. Each subdomain consists of a set of patches and the division of its load is guided following an estimate. This decomposition attempts to balance the amount of work in all the subdomains. The amount of work, known as load, of any mesh generator is usually given as a function of its output size, i.e., the size of the generated mesh. Therefore, a technique to estimate the size of this mesh, the total load of the domain,
is needed beforehand. This work makes use of an analytical average curvature calculated for each patch, which in turn is input data to estimate this load and the decomposition is made from this analytical mean curvature. Once the domain is decomposed, each process generates the mesh on that subdomain or set of patches by a quad tree technique for inner regions, advancing front technique for border regions and is finally applied an improvement to mesh generated. This technique presented good speed-up results, keeping the quality of the mesh comparable to the quality of the serially generated mesh. / Este trabalho descreve uma tÃcnica para gerar malhas de superfÃcies paramÃtricas utilizando computaÃÃo paralela, com processadores de memÃria compartilhada. A entrada para
o algoritmo à um conjunto de patches paramÃtricos que modela a superfÃcie de um determinado objeto. Uma estrutura de partiÃÃo espacial à proposta para decompor o domÃnio em tantos subdomÃnios quantos forem os processos no sistema paralelo. Cada subdomÃnio à formado por um conjunto de patches e a divisÃo de sua carga à guiada seguindo uma estimativa de carga. Esta decomposiÃÃo tenta equilibrar a quantidade de
trabalho em todos os subdomÃnios. A quantidade de trabalho, conhecida como carga, de qualquer gerador de malha à geralmente dada em funÃÃo do tamanho da saÃda do algoritmo, ou seja, do tamanho da malha gerada. Assim, faz-se necessÃria uma tÃcnica para estimar previamente o tamanho dessa malha, que à a carga total do domÃnio. Este trabalho utiliza-se de um cÃlculo de curvatura analÃtica mÃdia para cada patch, que por sua vez, à dado de entrada para estimar esta carga e a decomposiÃÃo à feita a partir dessa curvatura analÃtica mÃdia. Uma vez decomposto o domÃnio, cada processo gera a malha
em seu subdomÃnio ou conjunto de patches pela tÃcnica de quadtree para regiÃes internas, avanÃo de fronteira para regiÃes de fronteira e por fim à aplicado um melhoramento na
malha gerada. Esta tÃcnica apresentou bons resultados de speed-up, mantendo a qualidade
da malha comparÃvel à qualidade da malha gerada de forma sequencial.
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Simulação computacional de escoamentos compressíveis utilizando adaptação de malhas anisotrópica / Computational simulation of copressible flow using anisotropic mesh adaptationLinn, Renato Vaz January 2013 (has links)
Esta dissertação tem por objetivo a implementação de um método adaptativo anisotrópico de malhas e seu acoplamento a um programa de simulação de escoamentos de fluidos compressíveis numa faixa ampla de número de Mach utilizando o Método dos Elementos Finitos (Bubnov-Galerkin). Mais especificamente, implementa-se um código para simulação de escoamentos compressíveis utilizando o método das linhas ou direções características (CBS), o qual possui boa performance para uma amplo espectro de números de Mach. A discretização espacial é feita utilizando-se elementos finitos triangulares lineares e tetraédricos lineares para problemas bidimensionais e tridimensionais, respectivamente. A discretização temporal é feita por uma expansão em séries de Taylor. Implementa-se uma adaptação anisotrópica com capacidade de refinamento e desrefinamento do domínio computacional para se obter soluções precisas a baixos custos computacionais, onde a estimativa de erro é conduzida por uma métrica Riemanniana, a qual permite o tratamento contínuo do erro através de um tensor de erro anisotrópico. O código é modificado para possibilitar o uso de arquiteturas de memória compartilhada a fim de aumentar a velocidade de processamento da simulação. Por fim, diversos estudos, tanto para problemas bidimensionais quanto tridimensionais, são realizados, validando a metodologia e realizando estudos adicionais em problemas mais complexos. / The objectives of this dissertation are the implementation of an anisotropic mesh adaptation procedure and its coupling with a compressible flow simulation code with large Mach range using the Finite Element Method (Bubnov-Galerkin). Specifically, a computer code using the Characteristic Based Split method called CBS, which has a good performance for a wide range of Mach numbers, is implemented. The spatial discretization is performed using linear triangular and linear tetrahedral finite elements for two and three dimensional cases, respectively. The temporal discretization is done with Taylor series. An anisotropic mesh adaption technique, based on a Riemann metric to evaluate the errors (which allows continuous error analysis through an anisotropic error tensor evaluation), including mesh refinement and mesh coarsening procedures is also implemented looking for accurate and computationally cheaper solutions. The code is able to use shared memory architecture in order to reduce computer process time. Finally, two-dimensional and three-dimensional studies are performed in order to validate the proposed methodology and additional complex tests are also analysed.
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Estratégia de adaptação local na simulação de escoamentos bifásicos em meios porososMelo, Saulo Menezes de 07 August 2014 (has links)
Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-06-14T12:31:20Z
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Dissertacao Saulo Menezes.pdf: 3142876 bytes, checksum: 87a4e508de7bbbb2df2129de180c6f4d (MD5)
Previous issue date: 2014-08-07 / CAPEs / Neste trabalho, abordamos o processo de adaptação de malhas via “remeshing”, a adap-tação de malhas não estruturadas é usada aqui como uma ferramenta de alto desempe-nho que visa simultaneamente garantir a qualidade do resultado e reduzir o tempo com-putacional envolvido em toda a simulação. Usamos um simulador numérico de escoa-mento óleo-água em reservatório de petróleo em duas dimensões. Os fluidos e a rocha reservatório são tidos como incompressíveis e não se considera variações térmicas. Um método de volumes finitos centrado nos nós e baseado em uma estrutura de dados por arestas é empregado na discretização das equações de pressão e de saturação. Uma for-mulação agregada IMPES (Implicit Pressure Explicit Saturation) é utilizada para resol-ver as variáveis de saturação e de pressão. Aproximações de baixa e alta ordem na eq. de saturação e seus efeitos na propagação dos erros é calculada. A cada avanço no tem-po, novos campos de saturações e de pressões são avaliados e, em seguida, a qualidade destes resultados é estimada. Isto é realizado por meio de um estimador de erros basea-do na hessiana dos campos de pressão e de saturação, os quais são usados para calcular os erros local e global referentes a cada campo. Estes erros são comparados a uma tole-rância que irá definir se a malha deve ou não ser adaptada, onde e em que grau de refi-namento. O método de adaptação desenvolvido é o do “remeshing” ou redefinição de malhas, que se baseia na reconstrução total ou parcial da malha. A redefinição da malha é feita com o gerador open-source Gmsh que possibilita a criação da malha com contro-le do grau de refinamento local através da malha de “background”. Após a adaptação, os campos de pressão e de saturações são interpolados da malha anterior para a nova malha. Métodos lineares, quadráticos e adaptativos de interpolação são explorados e avaliados. Para um mesmo instante de tempo, o processo de adaptação se repete até que a qualidade dos resultados atinja a tolerância exigida. Para a integração e conformidade de todas estas etapas foi desenvolvido um software na linguagem C++ usando a biblio-teca para gerenciamento de malhas FMDB (Flexible Distributed Mesh Data Base). Foi efetuado um estudo da qualidade dos resultados obtidos e da eficiência da simulação quando da utilização do procedimento de adaptação de malhas desenvolvido em simula-ções de escoamento monofásico e bifásico óleo-água em meios porosos usando malhas não estruturadas 2D triangulares, considerando meios homogêneos e heterogêneos, iso-trópicos e anisotrópicos, comprovando a robustez da metodologia implementada nas simulações efetuadas. / In this work, we address the mesh adaptation process using "remeshing" tehcnique. The adaptation of unstructured meshes is used here as a high performance tool intended both to ensure the quality of the result and to reduce the computational time involved in the whole simulation. The numerical simulation are performed using a two dimensional two phase flow numerical simulation of oil and water in porous media. Fluids and reservoir rock are considered incompressible and does not consider thermal variations are consid-ered. A cell centered finite volume method using an edge based data structure used for of the error the discretization of the pressure and saturation equations. The IMPES for-mulation (Implicit Pressure Explicit Saturation) composes the structure of the simula-tor.The hyperbollic saturation equation is discretized using either a first or higher order aproximation and the effect of such choice is analysed. After advancing the solution in time the obtained result is analysed using an a-posteriori erro indicator. At each time step a new field of saturation and pressure is evaluated, and then, the quality of results is assessed. This is accomplished by means of an estimator based on the Hessian of the fields of pressure and saturation, which are used to calculate both the local and global errors for each field. These errors are compared to a tolerance that will define whether or not the mesh must be adapted where the mesh density required. The adaptive method developed is refered to as "remeshing" and considers either total or partial reconstruc-tion of the mesh. The remeshing is done with the open-source mesh generator named Gmsh that enables to build mesh containing the level of refinement through the mesh refinement "background." mesh. After adaptation, the fields of pressure and saturations are interpolated from the previous mesh to the new mesh. Linear and quadratic interpo-lation methods are explored and evaluated. For the same level of time, the adaptation process is repeated until the quality of results reached the required tolerance. For the integration and accomplishement of all these steps a software was developed in C + + language and using the library for unstructured mesh management FMDB (Flexible Distributed Mesh Data Base) mesh. A study of the quality of the analysed results and of the efficiency of the simulation was performed when using the adaptive mesh procedure developed through the analysis of single-phase flow and two-phase oil-water in porous media using 2D models with triangular unstructured meshes. The analysed examples considers homogeneous and heterogeneous media, isotropic and anisotropic, demon-strating the robustness and efficiency of the methodology implemented for the cases analysed in the simulations performed.
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