Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Esta dissertação tem por objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático dinâmico capaz de representar uma situação fisiológica humana normal, que possa ser usado no estudo de situações fisiológicas especiais. Este modelo matemático considera o transporte da oxihemoglobina, do oxigênio e da glicose como metabólitos do processo de oxigenação e o fornecimento de energia para o tecido em resposta as alterações do fluxo sanguíneo cerebral e suas concentrações de alimentação. Os capilares são distribuídos em uma estrutura de forma homogênea, onde tem-se um capilar cilíndrico central rodeado por uma região de tecido cilíndrico. Para o capilar é considerado um perfil de difusão axial e radial com convecção para os metabólitos e a reação que ocorre entre a hemoglobina e o oxigênio. Para o tecido é considerado um perfil de difusão axial e radial sem convecção com reação metabólica de consumo de oxigênio e de glicose. A cinética de reação entre a oxihemoglobina e o oxigênio no capilar foi extraída do trabalho de Andreazza (2003) e a cinética de reação entre o oxigênio e a glicose no tecido é calculada através de um balanço estequiométrico do oxigênio com a glicose e do dióxido de carbono com a água. O modelo foi discretizado pelo método das linhas, aplicando-se a discretização espacial pelo método das diferenças finitas. Os termos convectivos são discretizados por diferenças finitas explícitas do tipo regressiva, centrais ou simétricas. A validação do modelo matemático é dada pela comparação com dados da literatura que mostram adequado o comportamento dinâmico dos perfis dos metabólitos. / This work aims to develop a dynamic mathematical model to represent a normal human physiological circumstances, that can be used in the study of special physiological situations. This mathematical model considers the transport of oxyhemoglobin, oxygen and glucose metabolites such as the process of oxygen and the energy supply to the tissue in response to modifications in cerebral blood flow and the feed concentrations. The capillaries are distributed in a homogeneous structure, that is, they have a cylindrical central capillary surrounded by a cylindrical region of tissue. For the capillary is considered an axial and radial diffusion profile with convection for the metabolites and the reaction that occurs between hemoglobin and oxygen. For the tissue is considered an axial and radial diffusion profile without convection reaction with metabolic consumption of oxygen and glucose. The kinetics of the reaction between oxyhemoglobin and oxygen in the capillary was obtained from the work of Andreazza (2003) and the kinetics of reaction between oxygen and glucose in tissue is calculated using a stoichiometric balance of oxygen and glucose and carbon dioxide with water. The model was discretized by the method of lines, applying the spatial discretization by the finite difference method. The convective terms are discretized by finite differences explicit type backward, central or symmetrical. The validation of the mathematical model is done by comparison with literature data that show the proper behavior of the dynamic profiles of metabolites.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:16:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305257.pdf: 7894974 bytes, checksum: e11d285536f509b204744492a6a791f9 (MD5) / O presente trabalho apresenta o método do balanço integral do calor como uma alternativa interessante para a solução de problemas da condução de calor transiente. Embora o método seja, em sua essência, aproximado, a escolha de parâmetros corretos permite a sua aplicação em problemas de engenharia diversos, uma vez que apresentam a mesma ordem de grandeza de precisão que os métodos clássicos, porém maior facilidade de implementação computacional e maior velocidade de processamento. Desta forma, estes métodos analíticos podem ser empregados com vantagens para a solução de problemas diversos na engenharia, como os problemas inversos, onde técnicas numéricas são usualmente utilizadas. Assim, neste trabalho é desenvolvido um conjunto de soluções inéditas do problema de condução de calor unidimensional a partir do método do balanço integral do calor, o qual foi modificado e teve seus parâmetros devidamente ajustados. Estas soluções são comparadas favoravelmente com soluções clássicas. Uma dessas soluções é utilizada como solução direta em um problema de condução de calor inverso em um problema teórico selecionado obtendo bons resultados. / This paper presents the heat balance method as an interesting alternative for transient heat conduction problem solving. Although the method is, in its essence, approximate, the correct choice of parameters allows its application in a wide range of engineering problems, since they have the same precision order of magnitude as conventional methods, but easier computational implementation and faster processing speed. Thus, these analytical methods can be used with advantage, when solving several engineering problems, such as inverse problems, where numerical techniques are usually applied. In this work, a group of new solutions for the one-dimensional heat conduction problem is developed from the heat balance method, which was modified, and its parameters were adjusted accordingly. These solutions are compared favorably with conventional solutions. One of these solutions is used as a direct solution for an inverse heat conduction problem in a selected theoretical problem, obtaining good results.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000Bitstream added on 2014-09-25T16:58:16Z : No. of bitstreams: 1 169863.pdf: 2083952 bytes, checksum: 30cca7ffea8a4a02adbc36e5b3164621 (MD5) / O presente trabalho se propõe a desenvolver uma metodologia que permita examinar se uma "amostra controle" comercial utilizada no controle interno da qualidade em Análises Clínicas possui perfil diferenciador do perfil de outra "amostra controle" comercial. Para tal verificação, aplica-se um método estatístico multivariado conhecido como análise discriminante, que permite descobrir se existem características diferenciadoras dos dois soros. A técnica mostrou-se eficaz ao classificar as dosagens dos componentes corretamente, podendo ser usada na construção de um modelo matemático que fornecerá uma "ferramenta multivariada" para o controle de qualidade interno do laboratório de análises clínicas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193468.pdf: 2958258 bytes, checksum: f5584d2aad0daade13ae4a95ff4ddac1 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:21:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194762.pdf: 1164923 bytes, checksum: cc26b3abeb4e238b29872b696e7b8cab (MD5) / Para o serviço de educação infantil existe pouca regulamentação. Esta inexistência acarreta unidades de educação infantil com cenários muito diferentes dentro do mesmo sistema. Neste trabalho busca-se determinar um dimensionamento adequado para as unidades de educação, respeitando os anseios dos usuários, e sugerir uma forma de localizá-las na área de estudo, utilizando modelos de p-medianas e diagramas de Voronoi. Para determinar as características relevantes de uma unidade na visão dos usuários foram utilizadas técnicas de preferência declarada. Esta resposta foi incorporada a um modelo, resolvido através de simulação numérica, que resultou em um dimensionamento ótimo para uma unidade de educação infantil com 150 crianças. Com o dimensionamento de uma unidade e conhecendo os dados da região objeto de estudo, é possível determinar o dimensionamento do sistema para tal região. Pode-se, então, buscar a distribuição espacial ótima dessas unidades de educação usando o modelo de p-medianas. Para a aplicação do modelo de p-medianas são utilizados os setores censitários da região estudada como candidatos. Para comporem os pesos destes candidatos são utilizados dados sócio-econômicos, tais como renda familiar, o sexo do chefe familiar e sua situação de alfabetização. Como muitos setores têm contornos não convexos é feito um refinamento dos resultados. Para isto é utilizada a metodologia de diagramas de Voronoi.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T07:34:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho apresenta a modelagem e simulação da dispersão de contaminantes particulados em atmosferas confinadas, na presença da convecção natural e mista. O ambiente apresenta um obstáculo (isotérmico ou aquecido) no seu interior. A ênfase do trabalho está centrada nos escoamentos com a presença de recirculações do fluido, que oscilam a sua posição no tempo. Utiliza-se a solução simultânea do sistema de equações de conservação do fluido (abordagem Euleriana) com a equação do movimento da partícula (abordagem Lagrangeana). A faixa de tamanho de partículas está compreendida entre 4 mm e 12 mm, com uma massa específica de 4000 kg/m3. Isto equivale a uma faixa de diâmetro aerodinâmico entre 6,35 mm e 19 mm. Nas condições fluidodinâmicas utilizadas, a presença da fonte quente altera significativamente a trajetória das partículas no ambiente. A comparação dos resultados obtidos neste trabalho com dados experimentais encontrados na literatura apresenta uma concordância muito boa.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-21T09:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho traz modelos para a descrição da iluminação natural externa em Florianópolis e para a descrição do desempenho luminoso de ambientes internos, através de modelagem empírica. A tese é composta por duas etapas complementares: a primeira é constituída pela medição de grandezas de iluminação natural externa, feitas de forma sistematizada pela primeira vez em território nacional; a segunda consiste no desenvolvimento de modelos matemáticos simplificados que descrevem a iluminação natural em ambientes internos a partir de poucas variáveis. Os dados obtidos na primeira etapa servem de base para as análises realizadas na segunda etapa. Para a implementação da primeira etapa dos estudos propostos foi instalada em Florianópolis, através do LABCON UFSC, uma estação de medição de iluminação natural, nos moldes do padrão geral da IDMP, International Daylighting Measurement Programme (CIE, 1994). Esta estação obtém dados das seguintes grandezas: iluminação global e difusa em plano horizontal desobstruído e iluminação global vertical nas orientações norte, sul, leste e oeste; iluminância de zênite; irradiância global direta e irradiação difusa em plano horizontal desobstruído (medidas pelo LABSOLAR UFSC) e irradiância global nas orientações norte, sul, leste e oeste. Estes dados são tratados de forma a obter valores médios mensais, da disponibilidade de luz natural de dias claros, encobertos e parcialmente encobertos. A partir dos dados tratados são apresentados modelos matemáticos para a caracterização da eficácia luminosa da radiação solar em suas três principais componentes: difusa, direta e global; para a cidade de Florianópolis. Para tal foram avaliados modelos existentes na literatura científica, adaptados para as condições locais de Florianópolis ou foram desenvolvidos modelos específicos para melhor caracterizar estas condições locais. Na segunda etapa, o desempenho luminoso de ambientes internos é descrito a partir de modelos matemáticos empíricos, desenvolvidos através de dados obtidos de medições realizadas em modelos em escala simultaneamente a dados externos. A partir da seleção das variáveis que apresentam maior peso na iluminação e distribuição de luz em ambientes internos e da identificação da tendência física apresentada por estas, os modelos são desenvolvidos de forma a descrever o fenômeno. Após a avaliação estatística dos modelos gerados, estes foram comparados a outros métodos de predição de iluminâncias internas e mostrou-se que o método aqui proposto possui desempenho equivalente aos demais métodos analisados. Ressalta-se que os estudos estão restritos a sistemas de iluminação lateral com iluminação difusa, não considerando elementos externos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T10:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente trabalho é avaliado o processo transiente de absorção de fluido refrigerante por óleo lubrificante quando submetido a diferentes condições de temperatura e pressão, buscando descrever o fluxo de massa através da interface gás líquido, e a convecção natural na fase líquida. O líquido é tratado como uma mistura formada pelo fluido refrigerante e óleo lubrificante. Dois tipos de mistura são considerados, fluido refrigerante R12 e óleo mineral SUNISO 1GS, e fluido refrigerante R134a e óleo éster EMKARATE RL10H. As solubilidades dos fluidos refrigerantes nos óleos lubrificantes são determinadas experimentalmente para uma ampla faixa de temperatura e pressão. No trabalho, diferentes modelos matemáticos são aplicados com o objetivo de descrever o processo transiente de absorção do fluido refrigerante pelo óleo lubrificante. Nestes modelos faz-se uso das equações de conservação que regem o fenômeno físico, e das relações de equilíbrio termodinâmico que são determinadas experimentalmente. É explorado inicialmente um modelo unidimensional e isotérmico assumindo uma altura da fase líquida variável, sendo esta função da quantidade de refrigerante absorvido pelo

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Humanas. / Made available in DSpace on 2012-10-21T19:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211063.pdf: 6471758 bytes, checksum: e339c4226f6c617c47aa8d9d370c3991 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T23:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 201638.pdf: 3160075 bytes, checksum: f74ab52cd4b441df94bb80d0b9a479ac (MD5) / Neste trabalho é apresentado um estudo do processo de tingimento de fios têxteis em bobinas a partir de uma modelagem matemática baseada nas leis de conservação da massa e da espécie química, onde se utiliza o Método da Média no Volume. O modelo é desenvolvido desde a micro-escala, que é formada pelas fibras têxteis em contato com o banho de tingimento contido dentro do fio. A equação obtida na micro-escala possui informações relevantes do processo, sendo estas informações carregadas para a macro-escala, que é formada pelas bobinas de fios e pelo banho de tingimento do equipamento. O modelo matemático final é constituído por duas equações, uma para a fase fluida externa ao fio e outra para o banho de tingimento interno ao fio. Estas duas equações são resolvidas simultaneamente pelo Método de Volumes Finitos, possibilitando a predição da cinética de tingimento. O Método da Média no Volume permite também obter equações para o cálculo dos tensores de difusividade efetiva e de dispersão total nas diversas fases e regiões do problema. Estas equações são chamadas de problemas de fechamento e também são resolvidas pelo Método de Volumes Finitos. Os parâmetros necessários para solução do modelo matemático, tais como a vazão do banho de tingimento sobre a bobina, porosidade nas diversas fases e regiões do problema, área interfacial por unidade de volume, taxas de reações entre outras variáveis relevantes do processo de tingimento de fios, são obtidos experimentalmente por procedimentos descritos neste trabalho. Os resultados numéricos da cinética de tingimento, bem como dos tensores de difusividade efetiva e dispersão total, são comparados aos resultados experimentais, sendo obtida uma excelente concordância em todos os problemas estudados, possibilitando desta forma corroborar o modelo matemático e o algoritmo numérico desenvolvido.