Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T16:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caminha_RomulodeAthayde_M.pdf: 6147980 bytes, checksum: df68f12f57bbca5b9ef1b113128fa590 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar um simulador numérico composicional, unidimensional e isotérmico, no qual um escoamento bifásico (óleo e gás) e multicomponente é tratado implicitamente para pressão, saturação e composição dos fluidos. Considera-se também a ação gravitacional nos termos de fluxo, o que permite a análise de escoamento com inclinação. As equações envolvidas apresentam fortes não linearidades, requisitando uma solução numérica do sistema pelo método de Newton-Raphson. O tratamento unidimensional dado ao problema resulta na obtenção de uma matriz Jacobiana tridiagonal em blocos. É considerado um fluxo bifásico por convecção, no qual os efeitos de dispersão são desprezíveis. Não se considera a existência de água móvel no meio poroso e a curva de pressão capilar gás-óleo original, obtida em laboratório, é atualizada em função das variações de tensão interfacial dos fluidos. Supõe-se um equilíbrio termodinâmico instantâneo, cujo cálculo é feito com o auxílio da equação de estado de Peng e Robinson. O cálculo das densidades e pesos específicos das fases é feito usando-se a própria equação de estado. As viscosidades do óleo e do gás são obtidas pela correlação de Lohrenz. Considera-se ainda o meio poroso incompressível, homogêneo e isotrópico, mecânica e quimicamente inerte aos fluidos / Abstract: This work aims to present an isothermal, one-dimensional, compositional numerical simulator. A two-phase (oil and gas) multicomponent flow is treated implicitly in pressure, saturation and compositions. Flow terms consider gravitational effect, which allows the study of flow in inclined reservo ir. The highly non-linear equations, which are necessary to equate the problem, require a numerical solution, which is obtained by the Newton-Raphson method. The one-dimensional treatment given to the problem yields a tridiagonal block Jacobian matrix. It is assumed that the two-phase flow is dominated by convection and that the dispersive effects are neglected. No mobile water is considered in the porous media, and the original gas-oil capillary pressure curve, obtained from the laboratory, is modified to include the variations of interfacial tensions. Instantaneous thermodynamic equilibrium is admitted and it is computed by means of the Peng and Robinson equation of state. The fluids densities are calculated with the equation of state. Gas and oil viscosities are computed using the Lohrenz method. The medium is considered incompressible, homogeneous and isotropic, chemically and physically inert to the fluids / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Rodney C. Bassanezi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-25T16:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_MariaBeatrizFerreira_D.pdf: 13532575 bytes, checksum: cb4649e666d3c23817a60ac0b3e36b41 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A análise de modelos matemáticos em epidemiologia é de fundamental importância em questões relacionadas à medidas de prevenção e controle de doenças transmissíveis. Neste trabalho apresentamos e analisamos modelos matemáticos que incorporam fatores heterogêneos da população. Tal heterogeneidade refere-se, por exemplo, aos diferentes graus de infecciosidade, de suscetibüidade e dos padrões comportamentais dos indivíduos. A análise dos modelos visa, principalmente, determinar sob quais condições uma doença se torna endêmica. Os modelos foram classificados de acordo com o tipo de taxa de incidência (taxa com a qual novas infecções ocorrem) considerada. Na Parte I os modelos propostos assumem taxa de incidência bilinear e na Parte II a taxa de incidência considerada é não-bilinear. / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-07-25T18:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_AndreaMileneApolinario_M.pdf: 2528475 bytes, checksum: 0beb202471c0196e9d5a236b08fe976b (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Os estudos relacionados ao processo de fabricação de fibras de carbono indicam que a etapa de estabilização termo-oxidativa das fibras precursoras é a limitante, envolvendo reações complexas e mudanças na estrutura fisica das fibras. Com o objetivo de se conhecer melhor a etapa de estabilização e eliminar gastos em testes experimentais, a modelagem e a simulação surgiram para otimizar com eficiência nesta etapa. Apresenta-se neste trabalho uma modelagem matemática para o processo de estabilização. O feixe de fibras de poliacrilonitrila (PAN) é modelado como um sólido homogêneo, com as principais reações químicas de estabilização: a ciclização do grupo nitrila, a desidrogenação da ligação carbono-carbono e a oxidação. As equações que descrevem o modelo são baseadas nas velocidades das reações químicas, nos balanços de massa em espécies reagindo, na difusão de oxigênio radial e na transferência de calor radial no feixe. O sistema de equações do modelo foi resolvido com a aplicação do Método de Colocação Ortogonal, que discretiza a variável espacial e o Método de Runge-Kutta Semi- Implícito, que integra as equações na dimensão de tempo. Os resultados de concentrações e temperaturas obtidos pela simulação apresentaram um comportamento coerente com os resultados experimentais da literatura. Finalmente, utilizou-se o modelo para verificar os parâmetros que influenciam a estabilização. O processo foi otimizado com boas co ndiçõesde transferência de calor, menor número de filamentos no feixe ou baixas temperaturas de estabilização / Abstract: Studies related to the rnanufacture of carbon fibers indicate that the thermo-oxidative stabilization of precursor fibers is the slowest step, due to the complex reactions and changes in the physical structure of fibers. In order to know the stabilization step and eliminate expenses in experimental tests, modeling and simulation have been efficiently used to optimize this step. This work reports a mathematical modeling for the process of stabilization. The undle of polyacrylonitrile fibers (PAN) is modeled as a homogeneous solid, with the following chemical reactions: cyclization of the nitrile groups, dehydrogenation of carbon-carbon bonds and oxidation. The equations that describe the model are based on the chemical reactions rates, reacting species mass balances, radial mass and heat transfer rate within the bundle. The resulting system of equations was solved by the Orthogonal Collocation Method, and the Semi-implicit Runge-Kutta Method. The obtained results of concentrations and temperatures presented a coherent behavior with the literature experimental results. Finally, the model has been utilized to find which parameters influence the stabilization, and determine obtaining the best operation conditions / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica. / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:49:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gontarski_CarlosAlbertoUbirajara_M.pdf: 9573178 bytes, checksum: eafb4a03370b8fa1a273f89c51d6d3c0 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: O trabalho consiste na utilização de um modelo matemático baseado em equações gerais de balanço e cinéticas, simplificadas para o caso unidimensional e um regime permanente de um reator para a pirólise de finos de xisto. O processo ocorre com o transporte pneumático das partículas de xisto, no sentido ascendente, e com o aquecimento simultâneo através dos gases quentes, provenientes de um queimador e que escoam no espaço anular entre a parede do reator e o material isolante. O modelo matemático proposto envolve as dez equações diferenciais que representam os balanços de massa, energia e quantidade de movimento nos meios fluidos, e a cinética da reação. Com mais duas equações referentes aos balanços de energia nas paredes do reator e do isolamento determinam-se as temperaturas de parede. Na simulação do reator em um microcomputador, as equações são resolvidas com o auxílio de métodos numéricos, principalmente o da colocação ortogonal em elementos finitos e o algoritmo de Broyden. A programação é apresentada em linguagem FORTRAN [27]. Os resultados obtidos na simulação são comparados com os dados experimentais coletados na planta piloto localizada nas instalações de Petrobrás-SIX, em São Mateus do Sul, Paraná. A análise da sensitividade dos principais parâmetros do modelo permite tirar conclusões a respeito da precisão necessária para a leitura de dados da planta e para a estimativa de algumas propriedades utilizadas no modelo matemático. Além disso, por este procedimento também podem ser identificadas as principais variáveis que afetam a simulação / Abstract: This work presents a mathematical model based on kinetics and general balance equations, for the one dimendional and steady state reactor to the pyrolysis of o shale fine-grained. The process occur with the vertical pneumatic conveying of the particles. The system is heated by a hot gas, originated in the burner, that flows through the annular space between the reactor wall and insulating material. The proposed balances in moving phases, and reaction kinetics. In addition, two equations obtained by wall energy balances are necessary to determine the value of wall temperatures. The orthogonal collocation on finite elements method is applied to solve the stiff system of ordinary differential equations. The numerical results show a very good agreement with the experimental data obtained on the Petrobrás-Six pilot plant at São Mateus do Sul, Paraná. The parametric sensitivity analysis allows important conclusions abut the precision of measurement instruments and the validity of the estimation of some properties used in the mathematical model. Furthermore, by taking this procedure, the main variables which affect the simulation are also identified. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Kamal A. R. Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:56:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanardi_MauricioAraujo_D.pdf: 2113594 bytes, checksum: bcf2ee17a7e8d2aecf2251f0c2ab7992 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Neste trabalho faz-se a modelagem hidrodinâmica e térmica de um tubo de calor levando-se em consideração o acoplamento entre as equações de movimento.o e de energia e essa formulação é usada para se fazer a modelagem de um conjunto o coletor-tubo de calor. É usado um método de volume de controle para a obtenção das soluções numéricas com discretização das equações feita.a através do esquema "LOAD". Os resultados teóricos são comparados com resultados experimentais obtidos por Mc Kinney e com dados obtidos com um coletor construído no Laboratório de Armazenadores Térmicos e Tubos de Calor da UNICAMP, mostrando boa concordância entre eles. O modelo é então utilizado para simular o funcionamento anual de um sistema de aquecimento e como exemplo são mostrados os resultados para uma potência de 15 kW. / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Luiz A. B. San Martin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-14T15:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bravo_VictorAlbertoJoseAyala_D.pdf: 2047376 bytes, checksum: 39b44171b75d436d2370fe89df09a8b8 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Doutorado / Doutor em Matemática

Orientador: Mauricio Prates de Campos Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T02:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_Amauri_D.pdf: 12119452 bytes, checksum: 00341af3e08624deb39e88d695531735 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: O presente trabalho propõe um modelo matemático para a determinação da cinética de crescimento e da distribuição de temperaturas durante o processo de solidificação unidirecional de metais e ligas eutéticas em moldes refrigerados e maciços. Inicialmente foi feita uma exaustiva e crítica revisão bibliográfica sobre os métodos e modelos existentes na literatura, e o modelo aqui proposto surge como o único, dentre os modelos analíticos, que permite a determinação da distribuição de temperaturas no metal em função da eficiência do contato térmico na interface metal/molde. Alem disso, difere dos outros métodos e modelos da do seu caráter geral e extensivo, sua facilidade de manipulação, e sua possibilidade de cálculos rápidos e confiáveis. 0 modelo proposto permite ainda o calculo do coeficiente de transmissão de calor da interface metal/molde, utilizando-se para tanto dos resultados experimentais da cinética de solidificação unidirecional. Para a verificação de sua aplicabilidade em moldes refrigerados a ar, o modelo proposto foi comparado com resulta - dos publicados na literatura, e obtidos para o Chumbo, Estanho e eutético Estanho-Chumbo. Para sua verificação em moldes refrigerados a água, o modelo foi comparado cora resultados experimentais obtidos neste trabalho para Estanho, Chumbo, Zinco, Alumínio e os eutéticas Estanho-Chumbo e Alumínio-Cobre, todos solidifica - dos em diferentes condições de contato térmico metal/molde, em um dispositivo de solidificação unidirecional especialmente projetado e construído. 0 modelo proposto é ainda comparado com os métodos ou modelos mais significativos dentre os analíticos exatos, aproximados e métodos numéricos, para o caso de solidificação unidirecional de Chumbo e Alumínio em molde refrigerado a água. Verificou-se ainda pelos resultados obtidos na solidificação unidirecional dos eutéticos em moldes refrigerados a água, a existência de dois tipos de comportamento cinético acompanhados de dois tipos de comportamento estrutural. Foi também verificada a aplicabilidade do modelo em molde maciço semi-infinito através da comparação com resultados obtidos para o Chumba, verificando-se também a influência de diferentes espessuras de molde sobre a cinética de solidificação deste metal. Finalmente, mostra-se algumas das principais possibilidades de aplicação prática do modelo proposto a processos tecnológicos tais como os lingotamentos contínuo e estático, além da fundição de peças com geometria plana / Abstract: A mathematical model is proposed describing the growth kinetics and temperature profiles during unidirectional solidification of pure metals and eutectic alloys in both cooled and massive moulds. A review was made of previously published models and it was noted that none of the analytical techniques permitted a description of the thermal profiles in terms of interface heat transfer characteristics. The model proposed is not subject to this limitation and is also shown to be more versatile and reliable than many previous techniques. The approach outlined permits the initial calculation of heat transfer coefficients under given conditions.These values are in general not available in the literature and in any event tend to be highly specific to the individual metal/mould conditions. The results may then be utilized in a complete description of the kinetics of the freezing process. The model was initially verified by application to previously - published experimental results refering to Lead, Tin and Lead-Tin eutectic systems in air cooled mould. Comparison was then made between prediction and results of experiments carried out in the present study. These were for the case of the systems Tin, Lead, Zinc, Aluminium and Tin-Lead and Aluminium-Copper eutectics in water-cooled moulds. The effect of varying the heat transfer conditions was also investigated for each case. These experiments required the development of a special directional solidification system. These experimental results were also compared with the theoretical predictions produced by models representative of all the main mathematical techniques, including exact, approximate and numerical methods. It was found that the proposed model gave agreement which was acceptable in all case and generally superior to that of pre- existing techniques. It was noted for the case of eutectics grown with these relatively high velocities that there appears to be two separate regimes of kinetic behaviour,, with a well defined transition point. This is presumably related to the solidification structure, although the study did not encompass extensive structural examinations. It was also verified that the proposed model is applicable to solidification in massive (semi-infinite) moulds, comparison with experimental being made for the case of Lead. This aspect of the work also included an examination of the effect of mould thickness. Finally, it was demonstrated that the model is of direct application to a variety of pratical situations such as continous and static ingot-making / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Carlos A. de Moura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-15T03:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Meyer_JoaoFredericodaCostaAzevedo_D.pdf: 2380321 bytes, checksum: b26c310836b56e48dee57caf518afc96 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Doutorado / Doutor em Matemática

Orientador : Alejandro B. Engel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-15T02:44:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paraiba_LourivalCosta_M.pdf: 1039213 bytes, checksum: 9c6d7f51ad8a9554d6424f9cc15a6f1b (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: Apresenta-se um modelo global para dinâmica populacional de uma espécie isolada. Há menção ao Modelo de Malthus e ao Modelo de Verhulst. Sugere-se como técnica para estimar os parâmetros, minimizar uma função sujeita a restrições de desigualdades. Transforma-se esse problema de otimização restrito em irrestrito por penalização. Há um estudo sobre penalização externa. Resolve-se o problema irrestrito usando-se o Método de Nelder-Mead. Há uma apresentação deste método. Sugere-se uma seqüência de problemas que têm o objetivo de determinar uma faixa de previsão para tempos não tabelados. Finalmente, simula-se uma população fictícia por uma equação logística, a fim de ajustá-la ao modelo global. Há teste com a população da índia e do Brasil / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Abel Maia Genovez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-04T13:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Villela_MarceloCostadeCarvalho_D.pdf: 2593362 bytes, checksum: 3086390bd23b66c63f75a4e6fae994b8 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A grande parte dos problemas de determinação de hidrograma de projeto ocorrem em bacias não monitoradas e conseqüentemente sem dados que permitam correlacionar chuva com o hidrograma de saída. Esse problema pode ser superado através da transformação da chuva em vazão mediante um modelo matemático gerado de bacias com caracteristicas próximas da bacia em estudo. Esses modelos matemáticos são simplificações do complexo fenômeno de transformação da chuva em vazão, tais como HU triangular do SCS e HU Regionalizado de REDA. Esses modelos se baseiam em algumas características da bacia, gerando em muitos casos valores aproximados de projeto. O modelo HUG, hidrograma unitário geomorfológico vem generalizar a aplicação da transformação da chuva em vazão para bacias de diferentes formas, pois considera parâmetros geomorfológicos não utilizados em outros modelos, tais como topografia (hierarquia das sub-bacias) e rede hídrica (ordenação da rede hídrica). O modelo HUG necessita do conhecimento do parâmetro velocidade "v", característico da bacia, a princípio determinado por tentativa em bacias monitoradas, observando hidrogramas unitários medidos em campo. Aplicações do HUG apresentaram defasagem dos picos dos hidrogramas com relação aos observados, devida a parcial consideração do fenômeno da translação (ou propagação) da gota de chuva na calha do rio principal. Esse problema foi aqui superado com a introdução do Modelo de Muskingum-Cunge, para translação (ou propagação) do HUG ao longo da calha do rio. Também foi desenvolvida uma equação regionalizada para determinação do parâmetro velocidade, com base nas características geomorfológicas da bacia. Isso permitiu uma melhora significativa na previsão do tempo e valor do pico de cheia de uma bacia e a aplicação do modelo em bacias não monitoradas. O modelo geomorfológico acrescido de translação na calha do rio mostrou-se superior, em precisão, com relação a outros modelos de larga utilização, tais como o HU do SCS. Esse trabalho foi aplicado em 7 bacias do Estado de São Paulo, com área entre 40 e 270 Km2 , permitindo gerar uma equação regionalizada do parâmetro velocidade "v" e do tempo de concentração das bacias "tc" , dados úteis para aplicar o modelo em bacias não monitoradas / Abstract: The greatest part of problems about the determination of a hydrogram project occurs on non-monitored basins and therefore without data to permit the co-relation of the rain with the exit hydrogram. This problem can be overcome through the transformation of the rain into water evacuation by a mathematical model generated from basins with similar characteristics to the one being studied. These mathematical models are the simplification of the complex phenomenon of the transformation of the rain into water evacuation, such as the triangular HU of the S.C.S. and the Regionalized HU of REDA. These models are based on some of the basins characteristics, generating, in many cases, approximated values for projects. The GHU model (Geomorphologic Hydrogram Unit) come to generalize the application of the transformation of the water into evacuation to different shaped basins, because it takes into consideration geomorphologic parameters not used in other models, such as topography (the hierarchy of sub-basins) and the hydric net (the order of sub-basins). The GHU model needs the knowledge of the velocity parameter "v", characteristic of the basin, primary determined by tests on monitored basins, observing Hydrograms Unit measured "in field". Applications of GHU presented insufficiency on the summits of the hydrograms in relation with the observed, because of been partly taken into consideration the phenomenon of translation of rain drops into the channel of the main river. This problem was here overcome by the introduction or Muskingum-Cunge model for the translation of the UHG throughout the river's channel. It was also developed a regionalized equation for the determination of the velocity parameter, based on the basins geomophologic characteristics. With this, it was permitted a significant improvemente on the weather forecast, on the value of the flooding summit of a basin and the application of this method on non-monitored basins. The geomorphologic model, increased by the translation of the rain level on the river's channel was show to be superior in precision in relation to other methods widely used, such as the UH from SCS. This work was applied on 7 basins in the state of São Paulo, with areas between 40 and 270 km2, allowing to generate regionalized equations for the velocity parameter 'V' and the concentration time of the basins "tc", useful data to apply the model on non-monitored basins / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil