O Sistema Estuarino de Santos-São Vicente (SESS) está localizado na porção central do litoral do Estado de São Paulo e possui especial destaque pela sua importância econômica, política e ambiental. Na sua bacia de drenagem destacam-se cinco cidades que integram 68% da população da terceira maior região metropolitana do Estado de São Paulo, a Região Metropolitana da Baixada Santista, com cerca de 1.500.000 habitantes. Além de abrigar a região turística mais importante do Estado de São Paulo, a região possui um grande pólo de indústrias de base e o maior porto da América do Sul. Como conseqüência, a área tem sido fortemente ocupada por atividades urbanas, industriais e portuárias, principalmente durante os últimos 60 anos. O elevado aumento da densidade demográfica, caracterizada pela expansão urbana, levou à ocupação irregular da bacia de drenagem do estuário, com forte impacto ambiental e na qualidade de vida e bem-estar humano, já que a oferta de serviços sanitários tem sido incapaz de acompanhar a ocupação demográfica territorial. O presente estudo buscou avaliar o grau e a extensão da contaminação das águas do SESS por esgotos domésticos, através da aplicação da modelagem numérica, para a análise da capacidade de dispersão e diluição de um importante indicador biológico de qualidade da água, a Escherichia coli, presente nas águas residuais urbanas de origem doméstica sem tratamento, principalmente as oriundas de núcleos de habitações desconformes, bem como de habitações em bairros urbanizados mas que ainda não contam com rede coletora de esgoto. Desta forma, este organismo foi utilizado como indicador para estimar a contaminação da água por esgotos e, conseqüentemente, o risco para a saúde humana, dado que o esgoto também contém outras bactérias entéricas de patógenos, vírus e ovos de parasitas intestinais. Resultados dos dados sanitários da ocupação da bacia do SESS apontaram um baixo nível de atendimento sanitário, ocasionado pela ausência de saneamento adequado na região, incluindo bairros urbanizados sem rede coletora de esgoto e uma grande quantidade de moradias precárias irregulares próximas aos corpos dágua. De acordo com os dados obtidos, 90% das cargas residuais de origem fecal humana são despejadas diretamente nos rios e no estuário sem qualquer tratamento convencional. Analisando os resultados de dois cenários de simulação da dispersão e decaimento bacteriológico, verifica-se que o modelo MOHID adotado reproduziu bem os resultados das campanhas de medidas, especialmente o período do inverno. Os resultados de modelagem demonstraram que a alta concentração de Escherichia coli pode estar associada a habitações que não contam com ligação na rede de esgoto. Além disso, a baixa qualidade microbiológica das águas estuarinas, além de ser responsável pela queda da balneabilidade das águas em todo o SESS, também pode, em marés de sizígia, afetar a qualidade das praias da baía de Santos e de São Vicente. A análise dos resultados das campanhas de medidas e das simulações com o modelo apontou elevadas concentrações de coliformes termotolerantes devido a descargas de efluentes urbanos sem tratamento, no canal de São Vicente, no Largo da Pompeba e no canal de Santos, com maiores concentrações no verão. Os resultados demonstram que um esforço metropolitano de melhoria das condições sanitárias das habitações poderia trazer conseqüências muito positivas, uma vez que estes problemas oriundos das submoradias existentes ocorrem de forma acentuada nas cinco cidades. A metodologia utilizada provou ser um instrumento eficaz para integrar os aspectos sócio-econômicos com as questões ambientais, sendo de muita utilidade como instrumento base para tomadas de decisões pelos agentes locais e para a formulação de políticas públicas para futuras ações visando o planejamento das ocupações territoriais e sua infraestrutura necessária. Na área de estudo, este método pode ser de especial relevância para a análise das conseqüências da atual explosão no setor imobiliário ocorre na região, causado pelas perspectivas em relação ao desenvolvimento da exploração do petróleo na região oceânica. / The Santos-São Vicente estuarine system (SESS) is located in the central portion of São Paulo state\'s coast and holds a special status for its economic, political and environmental importance. In its draining basin five cities integrate 68% of the population of the third largest metropolitan region in the state of São Paulo, the Metropolitan Region of Baixada Santista, with about 1,500,000 inhabitants. Besides being the most important touristic region of the state of São Paulo, the region holds a large basic industrial pole and the largest port in South America. As a consequence, the area has been occupied by urban, industrial and portuary activities, mainly in the last 60 years. The high increase of demographic density, characterized by urban expansion, led to an irregular occupation of the draining basin, with a strong impact on environment, quality of life and human welfare, since the sanitary services supply has been unable to catch up with the territorial demographic occupation. The present study was sought to assess the degree and the extension of contamination in the water of the SESS by domestic sewage, through the application of numeric modeling, for the analysis of dispersion and dilution capacity of an important biological indicator of water quality, Escherichia coli, present in residual urban waters of domestic origin without a treatment from irregular housing nuclei, as well as housing in urbanized neighborhoods that still don\'t have sewerage networks. Thus, this organism was used as an indicator to estimate the contamination of water by sewage and consequently the hazards for human health, since sewage also contains other enteric bacteria of pathogens, viruses and intestinal parasites\' eggs. Outcomes of sanitary data on occupation of the estuarine system basin pointed at a low level of sanitary servicing caused by the lack of adequate sanitation in the region, including urbanized neighborhoods without sewerage network and a great quantity of precarious housing units near to the bodies of water. According to obtained data, 90% of human fecal-originated residual loads are directly dumped in the rivers and in the estuary without any conventional treatment. Analyzing the results of the two scenarios in simulation of dispersion and bacteriological decay, it was found that the adopted MOHID model reproduced well the results of the measurements campaigns, especially the winter period. The modeling results showed that the high concentration of Escherichia coli might be associated with houses that have no connection to sewerage networks. Moreover, the low microbiological quality of the estuarine waters might affect the the beaches in Santos and São Vicente bay in spring tides, as well as the low balneability indexes all over the SESS. The analysis of results from measurements campaigns and simulations with the model pointed at high fecal coliform concentrations due to dumping of urban effluents without treatment in the channel of São Vicente, in Largo da Pompeba and in the channel of Santos, with largest concentrations in summer. The results show that a metropolitan effort for the improvement of housing sanitary conditions could bring much positive outcomes, since these problems from existing sub-housing units occur significantly in the five towns. The adopted methodology proved to be an effective instrument to integrate the socialeconomic aspects with environmental issues, being useful as an instrument for decisionmaking by local agents and for the formulation of public policies for future actions aiming to the planning of territorial occupations and its necessary infrastructure. In the area of study this method may be of special relevance for the analysis of consequences from the current boom in the real estate sector related to the development of oil exploration in the oceanic region.

Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2017-06-29T20:41:46Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_taoan_silva_franklin.pdf: 8440467 bytes, checksum: 0638074cf953ca720d1593e1433937a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T20:41:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_taoan_silva_franklin.pdf: 8440467 bytes, checksum: 0638074cf953ca720d1593e1433937a2 (MD5) / RESUMO A região da Baía da Ribeira abriga cerca de 6% da população do município de Salvador, sendo considerada uma das áreas da cidade com o maior grau de degradação urbana e ambiental. Ao longo dos últimos 50 anos, a ocupação intensa e desordenada desta região avançou sobre os manguezais e áreas de intermaré, implicando numa redução de aproximadamente 43% do espelho d’água original da baía e a destruição quase completa das áreas de mangue. Este trabalho investiga, através de modelagem numérica, o impacto das alterações históricas do contorno e morfologia do fundo da Baía da Ribeira sobre a circulação de água. Os resultados indicam que a redução das dimensões originais da baía afetou significativamente a hidrodinâmica local. Entre 1959 e 2007 houve uma redução da ordem de 45% do prisma de maré, que se refletiu numa redução de mesma ordem de grandeza da magnitude das velocidades de corrente na boca da baía e no padrão da circulação residual. O tempo de renovação das águas da baía diminuiu entre 1959 e 2007, devido à redução significativa do volume da baía, o que por sua vez, favoreceu uma renovação mais rápida do volume de água presente no corpo da baía. / ABSTRACT - Baía da Ribeira is a 3.2 km2 indentation of Baía de Todos os Santos where about 6% of the population of the city of Salvador resides. The bay is considered the most degraded coastal region within the city limits, as a result of a long history of urbanization and industrialization. During the last fifty years, widespread reclamation of mangroves and tidal flat areas resulted in a reduction of 43% of the bay area. With the aid of a 2D simulation model, the impacts of the morphological changes upon the water circulation were assessed. The results show that significant changes might have occurred as a result of smaller bay areas. Between 1959 and 2007 there was a 45% reduction on the tidal prism, resulting in decreasing tidal current velocities at bay mouth. The residence time was reduced between 1959 e 2007 due so large reduction on bay volume. This large reduction induced more fast renovation on water volume present in this water body.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-30T10:55:01Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 447574 bytes, checksum: 000996e9b16d4418438ec3bb4c5c72a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-30T10:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 447574 bytes, checksum: 000996e9b16d4418438ec3bb4c5c72a7 (MD5) Previous issue date: 2001-06-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio / Este estudo enfoca a relação entre um ecossistema de floresta tropical e a atmosfera, através das técnicas observacionais e de modelagem numérica dos fluxos de CO 2, vapor d’água e energia. Para estudar a resposta de ecossistemas tropicais em relação às condições ambientais foi desenvolvido neste trabalho um modelo simplificado de ecossistema tropical (Simple Tropical Ecosystem Model - SITE). SITE, modelo pontual que usa um intervalo de integração (dt) de uma hora, se baseia fundamentalmente em modelos previamente desenvolvidos, principalmente o LSX, o LSM e o IBIS, sendo, entretanto, muito mais simples. O modelo é estruturado com uma camada de dossel e duas camadas no solo, onde a primeira camada é próxima a superfície do solo e a segunda até uma profundidade de 3,5 m. SITE é um modelo dinâmico que incorpora nove processos: balanço da radiação infravermelha no dossel, balanço de radiação solar, processos aerodinâmicos, fisiologia vegetal e transpiração, balanço da água interceptada pelo dossel, transporte de massa e energia, fluxo de calor no solo, fluxo de água no solo e balanço de carbono. O modelo SITE, utilizado para estimar os fluxos de CO 2, água e energia, é forçado com base nos dados médios horários das observações meteorológicas das variáveis de temperatura, balanço de radiação, precipitação, umidade, vento e CO2. Para a calibração do modelo e validação dos resultados, foram usados os fluxos de CO2, vapor d’água e calor sensível. Os fluxos foram medidos por sensores instalados em uma torre micrometeorológica de aproximadamente 56 m de altura na Reserva Florestal de Caxiuanã, no município de Melgaço-PA, usando a técnica da covariância de vórtices turbulentos. O modelo reproduziu satisfatoriamente a variabilidade horária dos fluxos de CO2 e vapor d’água, e simulou de maneira apropriada os balanços destes elementos em escala sazonal. / The goal of this work was to study the relationship between an ecosystem of tropical forest and atmosphere, through measurement techniques and modeling of CO2, water vapor and energy fluxes. A simple tropical ecosystem model (SITE) was developed to study the response of tropical ecosystems related to the environmental conditions. SITE is a point model that uses an integration interval (dt) of one hour, and is based on models previously developed, mainly LSX, LSM and IBIS, being much simpler, though. The model is structured with a canopy layer and two soil layers, where the first layer is close to the soil surface and the second reaches 3.5 m of depth. xxv SITE is a dynamic model that incorporates nine processes: canopy infrared radiation balance, solar radiation balance, aerodynamic processes, canopy physiology and transpiration, balance of water intercepted by the canopy, transport of mass and energy, soil heat flux, soil water flux and carbon balance. The model SITE, used to predict the fluxes of CO 2, water and energy, is forced by hourly data of temperature, radiation balance, precipitation, humidity, wind and CO2. For calibration of the model and validation of the results, fluxes of CO2, water vapor and sensible heat were used. The fluxes were measured by sensors installed at a height of approximately 56 m in a micrometeorological tower at the Caxiuanã Forest Reserve, Melgaço County– PA, using the eddy covariance technique. The model reproduced well the hourly variability of the fluxes of CO2 and water vapor, and it simulated the balance of those elements in seasonal scale properly. / Não foi encontrado o currículo lattes do autor.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-07-30Bitstream added on 2014-06-13T20:53:33Z : No. of bitstreams: 1 massoni_pr_me_rcla.pdf: 268207 bytes, checksum: 6e94a8d273c83e316e9da0bdfcaea8a1 (MD5) / O resfriamento de produtos agrícolas, em ambientes com atmosfera controlada, é uma das técnicas que tem sido utilizada por produtores e indústrias do setor, sendo importante se ter informações sobre a influência de parâmetros que atuam durante o processo. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo numérico unidimensional usando-se um método explícito de aproximação das derivadas de equações diferenciais por diferenças finitas, para solucionar a equação da condução de calor em sólidos com alto teor de água e de formato cilíndrico, que estejam submetidos a um fluxo de ar resfriado. Utilizando o modelo, simulou-se a influência de variáveis físicas e geométricas na distribuição das temperaturas radiais em cilindros hipotéticos, obtendo-se resultados coerentes com o comportamento previsto para tal situação. Foram feitas medidas experimentais das temperaturas em diferentes localizações radiais em alguns vegetais com formato aproximadamente cilíndrico e, os resultados dessas medidas, comparados com as previsões numéricas, revelando boa concordância dentro da faixa do erro experimental. / Cooling in atmosphere controlled environment is one of the methods used in the food preservation and processing industry. For best process improvement information, for example, concerning the influence of different parameters on the internal temperature values are of interest. The present work deals with a simple numeric model developed using a explicit finite-differences scheme for solve the one-dimensional cylindrical transient heat equation. The equation is solved with a field temperature inicial condition, simetry center boundary condition and a pure convection surface boundary condition after normalizing the equation system. A FORTRAN program was develop to solve the resulting matricial system to obtain the transient radial temperature distribution as a function of convective heat coefficient, Fourier number, thermal diffusivity and Biot number. The experimental setup consisted of a retangular duct througt witch cooled air circulated by a blower. Inside the duct fresh approximated cylindrical shapped samples of food products have they radial temperature measured in four different location using iron-constantan thermocouples. The results show that there is a good a agreement between the experimentally measured temperature values and that computed using numeric model.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-28T17:41:10Z No. of bitstreams: 1 2017_PedroGustavoPereiraLeite.pdf: 3857736 bytes, checksum: a17f7425414b136012653154fd460f21 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-08T20:28:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PedroGustavoPereiraLeite.pdf: 3857736 bytes, checksum: a17f7425414b136012653154fd460f21 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-08T20:28:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PedroGustavoPereiraLeite.pdf: 3857736 bytes, checksum: a17f7425414b136012653154fd460f21 (MD5) Previous issue date: 2018-02-08 / Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF). / O Método dos Elementos de Contorno (MEC) realiza a discretização apenas no contorno do domínio, o que simplifica todo o processo de modelagem numérica do problema, porém apresenta um inconveniente quando aplicado a problemas no âmbito da Mecânica da Fratura: degeneração do sistema de equações devido a presença de trinca. É possível superar essa dificuldade com o MEC Dual (MECD) na discretização da trinca, onde se utiliza duas equações independentes em cada face da trinca que permitem resolver o problema de degeneração e sem a necessidade de remalhamento a cada avanço de trinca, o que se torna uma clara vantagem sobre outros métodos numéricos como o Método dos Elementos Finitos. O presente trabalho propõe a utilização do programa acadêmico BemCracker2D e sua interface gráfica BemLab2D para simular numericamente problemas de propagação de trincas por fadiga em modo misto (I+II). A metodologia consiste em construir modelos numéricos com o BemLab2D, calcular tensões elásticas pelo MEC convencional e realizar análises incrementais da extensão da trinca com o MECD por meio do BemCracker2D. Os fatores de intensidade de tensão (FIT) são computados para cada incremento através da integral-J, a direção de propagação pelo critério da máxima tensão circunferencial e a taxa de crescimento da trinca por uma equação modificada de Paris, que utiliza um FIT equivalente considerando os modos I e II de fratura. Os resultados são comparados com equações analíticas, resultados experimentais e numéricos extraídos da literatura, com o objetivo de demonstrar a acurácia e eficiência da metodologia adotada, bem como validar a robustez dos programas. De maneira geral, os programas de análise se mostraram extremamente eficazes, gerando resultados consistentes, mesmo com as aproximações consideradas nos modelos numéricos. / The Boundary Element Method (BEM) performs the discretization only on the boundary of the domain, which simplifies the whole process of numerical modeling of the problem, but the method presents an inconvenience when it is applied in problems of Fracture Mechanics: degeneration of the system of equations due to the presence of a crack. It is possible to overcome this difficulty with the Dual Boundary Element Method (DBEM) on the discretization of the crack, which uses two independent equations in each face of the crack that allow to solve the degeneration problem and without the necessity of remashing at each crack growth step, becoming a clear advantage over other numerical methods like the Finite Element Method in crack growth studies. The present study proposes the use of an academic software named BemCracker2D and its graphic interface named BemLab2D to simulate problems of fatigue crack growth in mixed mode (I+II). The methodology consists in construct numerical models with BemLab2D, calculate elastic stresses with the conventional BEM and then perform incremental analyses with the DBEM through the BemCracker2D. The stress intensity factors (FIT) are computed to each increment through J-integral, the crack growth direction through the maximum tangential stress criterion and the crack growth rate through a modified Paris equation, which uses an equivalent FIT considering fracture mode I and II. The results are compared with analytical equations, as well as experimental and numerical results extracted from the literature, aiming to demonstrate the accuracy and efficiency of the adopted methodology, as well as to validate the robustness of the programs. In general, the analysis programs were extremely effective, generating consistent results, even with the approximations considered in the numerical models and presenting tools that facilitate and accelerate the entire analysis process.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-03-30T12:54:06Z No. of bitstreams: 1 2015_JaderAlfonsoRuizPerez.pdf: 4717566 bytes, checksum: 692bdeba2a74fcf07ff414bc22c93fe5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-31T11:01:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_JaderAlfonsoRuizPerez.pdf: 4717566 bytes, checksum: 692bdeba2a74fcf07ff414bc22c93fe5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T11:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_JaderAlfonsoRuizPerez.pdf: 4717566 bytes, checksum: 692bdeba2a74fcf07ff414bc22c93fe5 (MD5) / O objetivo desta dissertação é estudar os principais critérios empíricos que predizem o potencial de rockburst nos túneis por meio das tensões e as propriedades mecânicas da rocha, analisando a influência das tensões in situ e a geometria da escavação. Para o estudo do desempenho dos critérios na avaliação do potencial, é utilizada a metodologia de análise Característica Operativa do Receptor – Análise ROC, a qual por meio de uma matriz de confusão, compara os valores preditos pelos critérios com os valores obtidos na realidade. Para isto se contou com um banco de dados de 141 eventos ocorridos em diferentes locais do mundo e recopilados de 16 artigos diferentes disponíveis na literatura. Com esta metodologia foi também avaliado o desempenho dos intervalos de classificação das intensidades do potencial de rockburst (Baixo, Moderado e Violento). No estudo da influência das tensões in situ foram propostas quatro etapas de modelagem numérica com o software Examine 3D, o qual utiliza a ferramenta numérica Método dos Elementos de Contorno (MEC). Nas quatro etapas são utilizadas diferentes magnitudes dos estados de tensão e diferentes atitudes. Já no estudo da influência da geometria da escavação, foram utilizadas duas seções, uma circular e uma em arco-retângulo. Nas duas seções foram utilizados os mesmos estados de tensão para assim comparar os diferentes resultados entre as tensões induzidas e sua influência na formação de zonas com potencial de rockburst. Finalmente, é apresentado um procedimento para projeção de sistemas de suporte em tuneis que estão submetidos a condições de rockburst, nele são apresentados os princípios de projeto e critérios de aceitabilidade orientados à determinação da demanda de carga, deslocamento e energia, em função da magnitude de um evento sísmico de projeto. Ao final, é apresentado exemplo no qual é determinado o sistema de suporte para um caso de estudo real onde se tem problemas de rockburst. / The aim of this work is to study the main empirical criterion to predict rockburst potential in tunnels through the stresses and mechanical properties of the rock by analysis of the influence of the in situ stresses and excavation geometry. Receiver Operating Characteristic (ROC) methodology was used to study of the criteria performance in the potential assessment. The ROC analysis uses a matrix confusion to compare the values predicted by the criteria with the values obtained in reality. It was used a dataset with 141 events occurred in different parts of the world and compiled from 16 different paper available in the literature for the ROC analysis. With this methodology was also evaluated the performance of classification ranges intensity of rockburst potential (Low, Moderate and Violent). Four stages of numerical modeling with Examine 3D software were proposed to study the influence of the in situ stresses. This software uses a numerical tool Boundary Element Method (BEM). In the four stages were used different stress states, different dips, and dip directions. Two cross sections were analyzed to study the influence of the excavation geometry, one circular and one in arch-rectangle. It was used the same stress states in both cross sections to compare the different results of induced stress and its influence in the formation of rockburst potential areas. Finally, a design procedure for rock support systems in tunnels under rockburst conditions is presented. In this design procedure are listed the design principles and acceptability criteria to determining the load demand, displacement and energy in function of the seismic event magnitude. At the end, it is shown an example in which the rock support system is determined for a real case with rockburst problems.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Brasília, 2013. / Submitted by Camila de Sousa (myla.sousa@hotmail.com) on 2014-07-17T15:02:57Z No. of bitstreams: 1 2014_JuanEstebanGarciaSierra.pdf: 2892573 bytes, checksum: 12a9b3a25921a9ffed8200d0e3f2ed94 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-07-18T12:16:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JuanEstebanGarciaSierra.pdf: 2892573 bytes, checksum: 12a9b3a25921a9ffed8200d0e3f2ed94 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-18T12:16:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JuanEstebanGarciaSierra.pdf: 2892573 bytes, checksum: 12a9b3a25921a9ffed8200d0e3f2ed94 (MD5) / Confirmando-se as previsões de esgotamento das grandes reservas de petróleo e gás natural, o carvão poderá mais uma vez tornar-se a fonte principal de combustível fóssil no mundo. Mas, com seu emprego em larga escala será necessário o desenvolvimento de técnicas de captura e armazenamento de dióxido de carbono. Recentemente vem-se desenvolvendo pesquisas sobre novas tecnologias para a produção de energia mais limpa a base de carvão e uma delas é a oxi-combustão. Esta tecnologia é baseada na queima de combustíveis em uma atmosfera oxidante (livre de nitrogênio). A combustão de carvão com oxigênio puro produz um gás rico em CO2 e vapor de água, com substancialmente baixas concentrações de NOx. Permitindo assim, uma fácil separação e captura do CO2 para depois ser comprimido, transportado e armazenado. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta um estudo detalhado da combustão de partículas de carvão colombiano betuminoso em atmosferas O2/NO2 (ar atmosférico) e O2/CO2 (oxi-combustão), através de simulações numéricas computacionais mostrando o efeito da substituição de N2 por CO2 na combustão de carvão em partículas. As equações de conservação de massa, energia, movimento e espécies (para uma geometria bidimensional), transiente, são resolvidas numericamente por um método de volumes finitos baseado em elementos. No equacionamento, considera-se a partícula como um meio poroso que pode se modificar devidos os processos de pirólise, combustão e gaseificação. A partir das simulações são analisadas temperatura, conversão de massa, reatividade, velocidade dos gases de combustão e fração mássica de O2, CO2, CO, H2O e N2, para todos os instantes de tempo da combustão da partícula. Todos esses parâmetros são apresentados para diferentes composições do gás oxidante (o ar atmosférico e varias concentrações de O2 na mistura O2/CO2). No final do trabalho se verifica que as predições numéricas mostraram excelente concordância com resultados experimentais e teóricos publicados na literatura especializada no assunto. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Confirming the predictions about large oil and natural gas reserves depletion, coal may once again become a major source of fossil fuel in the world. The large-scale use of coal, will probably be associated with techniques for capturing and storing carbon dioxide. Recently it has been developing research about new technologies for cleaner energy production from coal, and one of them is oxy-fuel combustion. This technology is based on fuel combustion in an oxidizing atmosphere (free of nitrogen). The coal combustion with pure oxygen produces a rich gas of CO2 and water vapor, with substantially lower concentrations of NOx, allowing easy separation and CO2 capture, so then it can be compressed, transported and stored. Within this context, this work aims to present a detailed study of the combustion of bituminous Colombian coal particles in O2/N2 (atmospheric air) and O2/CO2 (oxy-fuel) atmospheres, through computational numerical simulations showing the effect of replacing N2 by CO2 in the coal combustion of coal particles. The equations of mass conservation, energy momentum and species (for a two-dimensional geometry), transient, are solved numerically by a finite volume method based on finite elements. In the equation, the particle is considered as a porous material that can change due to the pyrolysis, combustion and gasification processes. From the simulations are analyzed temperature, mass conversion, reactivity, combustion rate gases and mass fraction of O2, CO2, CO, H2O and N2, for all time instants of the particle combustion. All these parameters are presented for different compositions of the oxididant gas (atmospheric air and several concentrations of O2 in O2/CO2 mixture). At the end of the work it is found that the numerical predictions shows excellent agreement with experimental and theoretical results published in literature. _______________________________________________________________________________ RESUMEN / Confirmadas las previsiones de agotamiento de las grandes reservas de petróleo y gas natural, el carbón podrá convertirse nuevamente en la principal fuente de combustible fósil del mundo. Sin embargo, para el uso de éste a gran escala será necesario el desarrollo de técnicas de captura y almacenamiento de dióxido de carbono. Las investigaciones Recientes apuntan al desarrollo de nuevas tecnologías para la producción de energía limpia a base de carbón y una de ellas es la oxi-combustión. Esta tecnología se basa en la quema de combustibles en una atmósfera oxidante (libre de nitrógeno). La combustión de carbón con oxígeno puro genera un gas rico en CO2 y vapor de agua con bajas concentraciones de NOx, permitiendo así una fácil separación y captura de CO2 para después ser comprimido, transportado y almacenado. Dentro de este contexto, el presente trabajo exhibe un estudio detallado de la combustión de las partículas de carbón bituminoso colombiano en atmósferas de O2/NO2 (aire atmosférico) y O2/CO2 (oxi-combustión), a través de simulaciones numéricas computacionales mostrando el efecto de reemplazar N2 por CO2 en la combustión de las partículas de carbón. Las ecuaciones de conservación de masa, energía, movimiento y especies (para una geometría bidimensional), transitorio, son resueltas numéricamente por un método de volúmenes finitos basado en elementos. En las ecuaciones, la partícula es considerada como un medio poroso que puede cambiar debido a los procesos de pirólisis, gasificación y combustión. A partir de las simulaciones son analizadas temperatura, conversión de masas, reactividad, velocidad de los gases de combustión y fracción de masa de O2, CO2, CO, H2O y N2 para todos los instantes de tiempo de la partícula en combustión. Todos estos parámetros serán presentados para diferentes composiciones del gas oxidante (aire atmosférico y diversas concentraciones de O2 en la mezcla de O2/CO2). Al final del trabajo se encuentra que las predicciones numéricas mostraron una excelente concordancia con los resultados experimentales y teóricos publicados la literatura especializado en el asunto.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-11-20T15:56:21Z No. of bitstreams: 1 2014_JorgeDeLaRosaGonzález.pdf: 3823423 bytes, checksum: 531f609fbe108e4ed9d166a622d85bca (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-26T17:43:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JorgeDeLaRosaGonzález.pdf: 3823423 bytes, checksum: 531f609fbe108e4ed9d166a622d85bca (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T17:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JorgeDeLaRosaGonzález.pdf: 3823423 bytes, checksum: 531f609fbe108e4ed9d166a622d85bca (MD5) / Neste trabalho estuda-se o problema da interação solo-estrutura, vinculado ao comportamento de fundações profundas tipo estaca isolada, carregadas lateralmente de forma monotônica, empregando a Modelagem Numérica e Constitutiva, a Teoria da Plasticidade e o Método dos Elementos Finitos (M.E.F). Consideram-se as principais deficiências que os métodos analíticos não têm conseguido resolver e empregam-se adequados modelos constitutivos tanto para o solo (Modelagem Geotécnica) como para as estacas (Modelagem Estrutural). Abordam-se os aspectos correspondentes ao processo de Modelagem, Calibração e Validação dos modelos propostos e tratam-se vários temas de interesse referentes às fundações profundas com o objetivo de estudar o seu comportamento. Primeiro trata-se o tema da determinação da capacidade de carga comparando o método analítico de Broms (1964) com os resultados obtidos da modelagem numérica via (M.E.F). Posteriormente realiza-se um estudo de sensibilidade aplicando o método probabilístico (FOSM), considerando os principais parâmetros geotécnicos relacionados com o comportamento tenso-deformacional de estacas carregadas lateralmente. Por último aborda-se o fenômeno da interação solo-estaca considerando o Modelo de Dano Plástico para o concreto (Concrete Damage Plasticity), conseguindo reproduzir o verdadeiro comportamento das estacas para toda a faixa de cargas ao compará-lo com provas de cargas reais. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work studies the problem of soil-structure interaction linked to the behavior of deep foundations, monotonic and laterally loaded pile, using Numerical and Constitutive Models, Theory of Plasticity and the Finite Element Method. The present research considered the major deficiencies that the analytical methods have not been able to resolve and used appropriate constitutive models for both, the soil (Geotechnical Modeling) and the pile (Structural Modeling). Aspects for the Modeling Process, Calibration and Validation of the proposed models are discussed and several issues of interest relating to deep foundations in order to improve the understanding of their behavior are studied. Firstly the load capacity is determined comparing the analytical Broms (1964) method with results of the numerical models (M.E.F). Subsequently a sensitivity study using the (FOSM) probabilistic method is performed, considering the main geotechnical parameters involved in the behavior of laterally loaded piles. Finally interaction soil-pile phenomenon is discussed considering the Damage Plasticity Model for concrete, achieving reproduce the true behavior of the piles for the entire load range when compared with lateral load test results.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-12-02T15:46:41Z No. of bitstreams: 1 2014_PauloAugustoStrobelFreitasESilva.pdf: 47422419 bytes, checksum: baf3ac8548161d08659a4c3bbceaafef (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-03T11:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_PauloAugustoStrobelFreitasESilva.pdf: 47422419 bytes, checksum: baf3ac8548161d08659a4c3bbceaafef (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-03T11:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_PauloAugustoStrobelFreitasESilva.pdf: 47422419 bytes, checksum: baf3ac8548161d08659a4c3bbceaafef (MD5) / Em turbinas de eixo horizontal, o estudo do escoamento é de grande importância, pois está diretamente relacionado a eficiência e ao projeto do rotor. Esse trabalho tem como objetivo geral a modelagem e simulação numérica do escoamento ao redor de turbinas hidrocinética por meio da dinâmica dos fluidos computacional (CFD). Como objetivo específico, pretendese realizar um estudo de convergência de malha, modelo de esteira de vórtice de Rankine, esteira aerodinâmica, cavitação e validação com referência experimental. Para atingir esses objetivos, adotou-se o modelo de turbulência SST e configurações de malhas que permitissem proximidade com dados experimentais. Após essa etapa da validação, faz-se a simulação da turbina hidrocinética. Os resultados numéricos obtidos mostram a eficácia da prevenção de cavitação do algoritmo baseado no modelo BEM e relação entre o modelo de vórtice de Rankine e o colapso da camada limite. Além de apresentar a caracterização da curva de coeficiente potência, estrutura de vórtice e recuperação de velocidade na esteira. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In turbines of horizontal axis, the study of the flow has great importance, because is directly linked with efficiency an the design of rotor. This workhas as general objective the modelling and numeric simulation of the flow around of turbines using Computational Fluid Dynamics (CFD). As specific goal, intends to perform a mesh indenpendence study, Rankine vortex wake model, near and far wake, cavitation and validation with experimental reference. To reach these obejectives, was adopted Shear Stress Transport (SST) turbulence model and configuration of mesh that allow accuracy wiht experimental data. After this step of validation, it is made the simulation of hydrokinetic turbine. The numeric results obtained shows the effectiveness of algoritm (based in BEM) to avoid cavitation and the relationship between Rankine vortex wake model and collapse of boundary layer. In addition to presenting the caracterization of power coefficient curve, structure of vortex and recovery of velocity in the wake.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:00:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo432_1.pdf: 8338449 bytes, checksum: 4bcefcdec0ca6a877ac55d4e2913737e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os recifes submersos agem como obstáculos naturais à passagem das ondas provocando transformações bruscas em suas características e consequente diminuição de sua energia. Neste estudo, a influência dos recifes submersos presentes ao longo do litoral de Recife e Jaboatão dos Guararapes, na transmissão das ondas, foi investigada a partir de dados obtidos in situ e modelagem numérica. Inicialmente, os recifes foram mapeados através de levantamentos batimétricos para análise de suas características geométricas. As informações geradas permitiram a elaboração de mapa detalhado da região, onde foi identificada a presença de várias linhas recifais. Com respeito às proporções geométricas dessas linhas, a feição com maior potencial em promover alterações na transmissão das ondas é um banco recifal submerso com 17 km de extensão, paralelo à linha de costa, cuja largura e profundidade de topo variam entre 800 m 1500 m e 0,5 m - 4 m, respectivamente. A análise da geometria típica dessa estrutura, realizada a partir de uma análise de similaridade entre os perfis batimétricos, mostrou que em 75 % da área, ela apresenta uma configuração semelhante a um recife plataforma (Grupo 1), enquanto que em 25 % da área (Grupo 2), assemelha-se geometricamente a um recife de franja. Foram realizados, então, dois experimentos com ondógrafos fundeados antes e depois do banco recifal submerso, para obtenção simultânea das características das ondas incidentes (Hi) e transmitidas (Ht) em cada um dos grupos supracitados. Os resultados indicaram variações em Ht numa escala de tempo de 6 h com ciclos bem definidos de 12 h nos dois experimentos. De 40 % - 60 % (experimento 1) e 1 % - 90 % (experimento 2) de Hi é atenuada, pelo topo do recife, durante os estágios de maré alta e baixa, respectivamente, indicando uma modulação da onda pela maré. Além do estágio da maré, o coeficiente de transmissão da onda (Kt) está relacionado com a geometria do recife e esbeltez da onda incidente. A análise de regressão múltipla entre essas variáveis (realizada com 95% da série temporal) obteve R2= 0.901 (p<0.0001; ic =0,95; cc= 0,949). A partir desta análise uma equação empírica foi proposta e validada com os 5 % restante da série temporal indicando um erro médio absoluto de 7 % no Kt calculado. Os dados de onda obtidos pelo fundeio dos ondógrafos foram, ainda, utilizados na implementação do modelo numérico MIKE 21 SW na área de estudo. A utilização dessa ferramenta computacional permitiu a elaboração de dois cenários hipotéticos, onde a transmissão das ondas foi analisada sem a presença dos recifes, e com a elevação de 1 m no nível do mar. A comparação da altura da onda, desses cenários, com o cenário atual, indicou um aumento de aproximadamente 30 % e 50 %, respectivamente, da energia da onda incidente na costa. A partir dos resultados levantados nesta pesquisa, ficou evidente a influência que os recifes submersos, presentes em Recife e Jaboatão dos Guararapes, provocam na dissipação de energia das ondas, ressaltando a importância dessas estruturas nos processos locais de dinâmica costeira