Made available in DSpace on 2016-08-29T14:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8927_Tese Sury Monteiro 2015.pdf: 10583453 bytes, checksum: d6cfcda3a7da117a946ca841382908d1 (MD5) Previous issue date: 2015-05-27 / FAPES / O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica e os fluxos dos elementos maiores (Al, Fe e Mn) e traço (Cr, Zn, Cu, Cd, Pb, As e Ni) no material particulado em suspensão em um sistema estuarino tropical composto por dois rios, o Piraquê-Açu (PA) e Piraquê-Mirim (PM), Espírito Santo, Brasil. Este sistema é composto pelas bacias hidrográficas do PM com área de 69,4 km2 e do PA com 378,6 km2. Estes rios se encontram (confluência) a uma distância aproximada de 4,5 km da desembocadura do estuário. A descarga fluvial no PM é cinco vezes menor que no PA, por isso é mais influenciado pelas correntes de maré, na fase da enchente. O clima da região é tropical litorâneo do tipo úmido-seco, com dois períodos sazonais: maior pluviosidade (200-250 mm) e menor pluviosidade (25-50 mm). Foram realizadas cinco campanhas: três no período de maior pluviosidade (março e dezembro/2013; e março de 2014) e duas no de menor pluviosidade (junho e setembro/2013); durante um ciclo de maré de sizígia (13h); em seis estações de coleta: 2 no PA, 2 no PM e 2 na confluência. Realizou-se amostragem de material particulado em suspensão (MPS) através de coleta de água (filtração) e de armadilha de sedimento; coletou-se in situ dados físico-químicos e hidrodinâmicos; realizou-se análises sedimentológicas, mineralógicas e químicas nas amostras de MPS; e utilizou-se a modelagem numérica para verificar as principais tendências de transporte destes materiais nos cenários de maior e menor pluviosidade. O sistema estuarino, nos pontos coletados, apresenta águas levemente alcalinas (pH 7.7±0.8), saturadas em oxigênio (6.17±0.9) e com salinidade variando entre 25.3±1.5 a 36.9 ±0.6. O PA apresentou percentuais de concentrações superiores ao PM dos elementos maiores (16% Al, 10% Fe e 15% Mn) e traço (45% Cr, 48% Zn, 56% Cd e 79% Pb) principalmente no período de elevada pluviosidade. Somente os elementos Ni (55%), Cu (94%) e As (13%) apresentaram maiores percentuais de concentrações no PM. A confluência estuarina reflete a influência do PA, durante o período de elevada pluviosidade, quando a descarga fluvial deste rio, transporta elevadas concentrações de elementos para esta região; enquanto que no período de menor pluviosidade há maior influência das correntes de maré, onde as concentrações de Fe, Mn, Ni e As foram máximas quando comparadas aos dois rios. Os índices geoquímicos indicam que este sistema estuarino apresenta-se preservado, e o aporte natural é a principal fonte dos elementos maiores e traço, os quais são influenciados pela presença de minerais, como caulinita, goethita, magnetita, ilmenita, gibbsita, hematita e pirita. Os cenários modelados demonstram a transferência de materiais (MPS e elementos maiores e traço) entre os cursos fluviais, ocorrendo uma maior influência do PA e da confluência no PM, principalmente no período de elevada pluviosidade, quando há maior retenção de materiais a montante do PM, aumentando o tempo de residência e tornando-a mais vulnerável, principalmente pelo acumulo de elementos considerados tóxicos, como Zn e Cr. Este sistema estuarino é um ambiente exportador de materiais, sendo a taxa de exportação do PA cinco vezes superior a do Piraquê-mirim durante o período de elevada pluviosidade. Palavras-chaves: Geoquímica, Material particulado em suspensão, estuário, hidrodinâmica, modelagem numérica / This research aimed to evaluate the dynamic and flow of major elements (Al, Fe and Mn) and trace elements (Cr, Zn, Cu, Cd, Pb, As and Ni) in suspended particulate matter within a tropical estuarine system. This estuarine system comprises two rivers: the Piraquê-açu River (PA) and the Piraquê-mirim River (PM), Espírito Santo, Brazil. The system covers the river basins of PM and PA, with 69.4 km2 and 378.6 km2, respectively. The confluence of these rivers occurs about 4.5 km from the estuary mouth. The PM discharge is five times lower than PA discharge and then the it is dominated by tidal currents during flood tide. The climate is coastal tropical wet-dry type, with two seasonal periods: higher rainfall (200-250mm) and lower rainfall (25-50 mm). Five field works were performed: tree during higher rainfall (March and December, 2013, and March, 2014 ) and two during lower rainfall (June and September, 2013); along spring tide cycle (13 hours); in six sampling stations: two in PA, two in PM and two at these rivers confluence. Sampling of suspended particulate matter (SPM) was performed by water sampling (filtration) and sediment trap; physicochemical and hydrodynamic data were sampled in situ; sedimentological, mineralogical and chemical analysis were conducted in SPM samples; and numerical modelling was applied in order to verify the main transport patterns of these material in scenarios of high and low rainfall. The estuarine system presents alkaline water (pH 7.7±0.8), which is saturated in oxygen (6.17±0.9) with salinity ranging from 25.31±1.5 to 36.92±0.6. PA presented percentages concentration of major elements (16% Al, 10% Fe e 15% Mn) and trace elements (45% Cr, 48% Zn, 56% Cd e 79% Pb) higher than PM, mainly during high rainfall period. Only Ni (55%), Cu (94%) e As (13%) presented higher concentrations in PM. The estuarine confluence reflect the PA influence, during the high rainfall period, when its river discharge carries high concentration of elements for this region; while in the lower rainfall period, there is higher influence of tidal current, when the concentrations of Fe, Mn, Ni e As were highest compared to the both rivers. The geochemical indices indicate that this estuarine system is preserved, and the natural supply is the main source of major and trace elements, which are influenced by the presence of minerals for instance kaolinite, goethite, magnetite, ilmenite, gibbsite, hematite and pyrite. The model scenarios demonstrate the materials transfer (SPM, major and trace elements) between the rivers. The model also shows a greater influence of PA and its confluence on PM, mainly during high rainfall period when there is higher retention of material upstream of PM, that increases the residence time and does it more vulnerable, especially due to accumulation of toxic elements such as Zn and Cr. This estuarine system is materials exporter environment, in which the exportation rate is five times larger in PA than in PM during high rainfall period.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2708_Dissertação_FABIO.pdf: 18277781 bytes, checksum: 568c5e5cc458b065a66491fbb865419a (MD5) Previous issue date: 2008-08-27 / Ondas propagando-se em direção à costa sofrem importantes transformações, que são de fundamental importância para o entendimento das mudanças da linha de costa e dos processos que ocorrem nas proximidades da linha de costa. Os modelos numéricos são instrumentos utilizados por engenheiros e oceanógrafos como um método de estudos desses processos dentro de uma pequena margem de erro. Neste trabalho de pesquisa são realizadas simulações numéricas para avaliar dois tipos de interação onda-corpo. No primeiro caso foram consideradas ondas monocromáticas incidentes interagindo com uma região costeira complexa e no segundo caso ondas interagindo com um recife artificial multifuncional. A região costeira escolhida é a Curva da Jurema e o recife artificial multifuncional é colocado em um trecho da praia de Camburi, ambas as regiões estão localizadas na Baia do Espírito Santo e vêm sofrendo processos de erosão. As simulações foram realizadas usando o modelo numérico FUNWAVE 2.0, fundamentado nas equações do tipo Boussinesq de Wei et al. (1995). A grade computacional não-uniforme utilizada tem comprimento típico de 5m para a região da Curva da Jurema e de 1m para a região do Recife Artificial. Na região da Curva da Jurema os resultados de simulações de ondas incidentes do quadrante de Nordeste e de Sudeste mostraram que as amplitudes das ondas são quase que totalmente dissipadas dentro do embaiamento e se aproxima de zero junto à praia. Os processos de refração, de difração e de reflexão da onda incidente com a profundidade e os contornos da costa são evidenciados, no campo de onda, e estes podem ser responsáveis pelo aparecimento de um super-harmônico no espectro de onda proveniente de Sudeste. Em um trecho de praia de Camburi, onde foi colocado o recife artificial, as ondas de Nordeste e de Sudeste incidem perpendicularmente a praia. Sem o recife, o comportamento das ondas neste domínio se mostrou influenciado pelos gradientes batimétricos, gerando fluxos de retorno e grande concentração de energia próxima à linha de costa. Com instalação do recife artificial multifuncional verifico-se uma diminuição da intensidade de energia de onda na linha de costa. O recife foi projetado com uma declividade e ângulos internos propícios para geração de ondas surfáveis. Os resultados das simulações realizadas com a inclusão do recife mostraram que as ondas que se propagam sobre recife são intensificadas em altura até quebrarem, a uma distância de aproximadamente 200m da linha de costa. Ao quebrarem, as ondas se propagam em direção a linha de costa com uma energia menor que aquela sem o recife. Assim, os resultados das simulações numéricas realizadas com o modelo de ondas FUNWAVE mostraram que o modelo é capaz de reproduzir os principais processos que ocorrem em regiões costeiras podendo ser usando como ferramenta para o gerenciamento costeiro.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-21T15:47:37Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNuméricaVia.pdf: 2076167 bytes, checksum: 4f3b4daa890c0462c80b4a3ddd2f01e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-21T17:58:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNuméricaVia.pdf: 2076167 bytes, checksum: 4f3b4daa890c0462c80b4a3ddd2f01e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T14:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNuméricaVia.pdf: 2076167 bytes, checksum: 4f3b4daa890c0462c80b4a3ddd2f01e8 (MD5) Previous issue date: 2004 / O objetivo deste trabalho é apresentar uma formulação que resolva problemas de adensamento considerando o rebaixamento da superfície freática. Portanto, uma formulação acoplada baseada no método de elementos finitos foi desenvolvida para simular este fenômeno físico. Utilizando elementos isoparamétricos de oito nós para aproximar a carga total hidráulica e os deslocamentos como variáveis primárias, a formulação é verificada na solução de problemas sob condições transientes de fluxo e deformação.O modelo físico utilizado para representar o comportamento tensãodeformação é linear-elástico. A redução de permeabilidade devido às poro-pressões negativas, é considerada no presente trabalho. O processo de localização da superfície freática baseia-se no procedimento de fluxo residual (Desai, 1976 e Bathe,1982) e onde sua aplicação é discutida e verificada neste trabalho. Embora seja apresentado um esquema iterativo para solução do sistema de equações, neste trabalho o sistema algébrico é resolvido utilizando um esquema puramente incremental.São apresentados exemplos de validação, onde comparações entre soluções analíticas e numéricas são realizadas. Comparações com resultados do programa comercial da GEOSLOPE® International Ltd. também são apresentadas no presente trabalho. ______________________________________________________________________ / ABSTRACT : The objective of this work is to present a formulation to solve consolidation problems also incorporating the drawdown of the water table. Thus, a fully coupled formulation based on the finite element method is presented for this physical phenomenon. Using an 8-node isoparametric element to approximate the hydraulic total head and displacements as field variables, the formulation is capable to solve a problem under conditions of transient flow - deformation. The model which represents the stress-strain relationship is considered to be linear elastic. The hydraulic conductivity is considered varying with the negative pressure heads. To the location of the free surface, the residual flow procedure proposed by Desai (1976) and Bathe (1982) is discussed and its application is verified. Although an iterative scheme is recommended to solve the non-linear flow behavior (Hsi and Small, 1992a), in the present work this iterative scheme is presented, but only incremental solution procedure is implemented. Validation examples that compare numerical and analytical solutions are presented. Comparisons with results from the commercial package from GEOSLOPE® International Ltd. are also done in this work.

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-04-18T13:54:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComputacionalMecanismo.pdf: 4102385 bytes, checksum: 09049f11afec77c56364b0275121e226 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-04-25T14:48:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComputacionalMecanismo.pdf: 4102385 bytes, checksum: 09049f11afec77c56364b0275121e226 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T12:05:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComputacionalMecanismo.pdf: 4102385 bytes, checksum: 09049f11afec77c56364b0275121e226 (MD5) Previous issue date: 2004 / Taludes escavados em filito, sejam para obras civis ou de mineração, são conspícuos na região do Quadrilátero Ferrífero, MG. Em sua grande maioria verifica-se a ocorrência de mecanismos de instabilização que não são usuais em taludes escavados em outros materiais rochosos, como por exemplo o tombamento flexural (flexural toppling). Existem diferentes abordagens para se estudar um problema como o de estabilidade de taludes e tentar modelar os mecanismos causadores de tombamento. Pode-se estudar esses mecanismos de ruptura através de três recursos principais: modelos físicos (modelos em escala reduzida submetidos à ação da gravidade e outras forças externas); modelos analíticos (método de equilíbrio-limite) e modelos numéricos. Dentre estes há o método de diferenças finitas implementado computacionalmente em códigos comerciais como o FLAC. Neste trabalho utilizou-se o software supracitado que permite a consideração de grandes deformações do maciço analisado (o que pode ocorrer em um talude de filito/xisto), e é especialmente apto a modelar, com eficiência e de maneira fidedigna, o processo dinâmico de instabilização de um talude. Foram realizadas um total de 255 análises paramétricas, correspondendo a uma combinação de geometrias de talude com ângulos que variaram de 30° a 60° e alturas de 50 a 200 m, de ângulos da foliação variando de 40° a 80°, e de quatro diferentes classes geomecânicas de maciços. Os resultados permitiram a criação de três cartas de estabilidade para as classes de maciço II, III e IV, com curvas que delimitam zonas estáveis e instáveis ao tombamento flexural, para diferentes alturas de talude. Tais cartas são adequadas para análises preliminares de projeto, nos taludes de filitos do Quadrilátero Ferrífero. Permitiram, ainda, as análises computacionais, uma melhor compreensão da mecânica do processo de instabilização de tais taludes, por tombamento flexural. ______________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Slopes in phylite, of civil working or of mining, are conspicuous in the region of the Quadrilátero Ferrífero, MG. In its great majority it verifies the occurrence of instabilization mechanisms, such as flexural toppling, that are not usual in slopes of other rocky materials. There are different approaches to study such a problem as the one of slope stability and to try to model toppling mechanism. This failure mechanism can be studied through three main ways: physical models (models in minor scale submitted to the action of the gravity and another external forces); analytical models (limit equilibrium methods) and numerical models. Among the last models there is the method of finite differences implemented in commercial codes such as FLAC. In this thesis FLAC was used. The program allows the consideration of great deformations of the analyzed rock mass (that can occur in a slope of phylite / schist), and it is especially able to model the dynamic process of a slope instabilization, with efficiency and in trustworthy way. A total number of 255 parametric analyses was done, corresponding to a combination of slope geometries with angles that varied from 30° to 60° and heights from 50 to 200m, angles of the foliation varying from 40° to 80°, in four different geomechanical classes of rock masses. The results allowed the creation of three stability charts for the geomechanical classes II, III and IV, with curves that defined stable and unstable zones of flexural toppling, for different heights of slope. Such charts are adequate for preliminary analyses of slopes design, in phylites and schists of the Quadrilátero Ferrífero. The computational analyses allowed, yet, a better comprehension of the mechanics of the instabilization process of such slopes, for flexural toppling.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T13:51:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104618.pdf: 2575383 bytes, checksum: 2914fa6f64ecf6db30e5724cb0376003 (MD5) Previous issue date: 1980 / Esse trabalho apresenta uma solução analítica para o problema de cascas esféricas finas, com bocais radiais cilíndricos, usando a teoria de cascas finas de pequena curvatura (Hipótese de Reissner). São determinadas expressões para calcular deslocamentos e tensões somente para a casca esférica, quando é aplicada força axial ou momento fletor no bocal. Numa primeira aproximação o bocal é considerado rígido, e depois, como sendo uma casca cilíndrica fina. Anéis de reforço são considerados nos dois casos, afim de se analizar a influência destes elementos, o que constitui o objetivo final deste trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:17:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 103708.pdf: 3271892 bytes, checksum: 5c0a7dd21891c01aa8655b075909b0f8 (MD5) Previous issue date: 1996 / O trabalho descreve uma metodologia para o desenvolvimento de um simulador tridimensional de reservatórios de petróleo empregando coordenadas curvilíneas não-ortogonais. As equações de balanço são escritas na formulação em frações mássicas para escoamentos multifásicos a multicomponentes, posteriormente sendo simplificadas e aplicadas ao modelo black-oil trifásico (água, óleo e gás). O método dos volumes finitos é empregado para integração das equações diferenciais e obtenção das equações aproximandas. O método de Newton é utilizado para linearização do conjunto de equações algébricas (aproximadas) não-lineares. Resultados bi e tridimensionais são apresentados e comparados com outros da literatura.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:19:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 293274.pdf: 2909399 bytes, checksum: 6e82ffcd31999ca2d1d5bc542037dfa5 (MD5) / O ruído gerado por escoamentos sobre cavidades tem consequências em diversas áreas da engenharia, tais como nos setores automobilístico (janelas abertas e frestas de porta) e aeronáutico (cavidades de trem de pouso). Apesar de geometria simples, o fenômeno da geração de ruído em cavidades é bastante complexo. Por exemplo, a interação das estruturas turbilhonares do escoamento com a borda de fuga da cavidade gera uma região de recirculação na cavidade e uma instabilidade na camada cisalhante na borda de ataque, originando componentes de ruídos tonais e de banda larga. O presente estudo aborda uma análise numérica bidimensional da influência das características geométricas e do regime de velocidade sobre a geração e propagação do ruído em escoamentos subsônicos. As características do escoamento na região do campo próximo foram previstas por meio da Simulação de Grandes Escalas e a propagação do ruído na região do campo afastado foi calculada pela analogia acústica de Ffowcs Williams-Hawkings, com o emprego de superfícies permeável e impermeável. A verificação de influência de malha foi feita através da comparação dos resultados de pressão na parede da cavidade para diferentes refinos de malha. A validação do modelo numérico foi realizada com referência a resultados experimentais e numéricos disponíveis na literatura. Os resultados obtidos nesta análise demonstram que a presença da aba na cavidade causa uma significativa mudança na configuração do escoamento no interior da cavidade. Além da oscilação do tipo modo cisalhante comum em cavidades, detectou-se também um mecanismo de oscilação caracterizado por oscilações em alta e baixa amplitude. Embora esse novo mecanismo seja de curta duração, o mesmo altera significativamente a frequência e a amplitude dos diferentes modos de oscilação. Evidenciou-se que a utilização de abas em cavidades pode ser uma opção para a redução do nível de ruído acústico. / The flow past open cavities is a phenomenon that is encountered in many engineering applications and can result in intense acoustic tones. Earlier investigations based on full scale aircraft have indicated that there are many sources that contribute to airframe noise, with one of them being cavity noise. For example, during the landing, there is an increase in the sound pressure level from aircraft that can be associated with the presence of a cavity created by the open landing gear (Shieh, 2000). The flow-induced cavity noise can also occur in automotive vehicles, in which the most relevant aerodynamic noise sources to occupants are from gaps in doors, windows and sunroof, as well as from the air conditioning and ventilation systems. Despite its geometric simplicity, the physics associated with the flow over cavities is a complex phenomenon. For instance, the interaction of vortices with the cavity trailing edge generates a recirculating flow region in the cavity and results the instabilities in the shear layer, yielding both broadband and tonal noise. In this study, the noise radiated from a two-dimensional cavity with a lip over the upstream portion of the cavity submerged in a turbulent subsonic flow is numerically analyzed by using a hybrid scheme that couples flow computations with an implementation of the Ffowcs Williams-Hawkings equation. The turbulent near field is computed through Large Eddy Simulation. The model verification was carried out by comparing results for pressure obtained with different levels computational grid refinement. The physical model was validated with reference to experimental and numerical results available in the literature. The numerical results revealed some significant effects on the cavity- flow due to presence of a neck or a lip over the cavity. Besides the shear layer mode commonly found in cavities an oscillating mechanism characterized by low and high amplitudes as also been observed. Although this new mechanism occurs in a short period, it significantly affects the frequency and amplitude of the different modes. Furthermore, it has been noticed that the neck or lip over cavity is a viable alternative to reduce the acoustic noise associated with cavities.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-02. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:06Z : No. of bitstreams: 1 000855350.pdf: 5394081 bytes, checksum: 5f4d040bbbe3297c23997fc77559961e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os fornos contínuos do tipo túnel, dada a sua maior flexibilidade no aquecimento e alta produtividade, tornaram-se a melhor opção para o processamento de produtos alimentícios industrializados. O combustível utilizado nos queimadores é normalmente o gás natural, que apesar das incertezas e oscilações dos custos, vem ganhando espaço na indústria nacional. No presente trabalho foram desenvolvidos diversos modelos físicos tridimensionais - classificados em modelos de testes, de análises paramétricas e de otimização - e utilizados no estudo, modelagem e otimização de fornos alimentícios contínuos do tipo túnel com aquecimento indireto. Utilizou-se o software livre de código aberto OpenFOAM® para a modelagem dos problemas propostos. A geometria e condições operacionais utilizadas foram obtidas junto a uma empresa alimentícia bauruense para o processo de pré-assamento de pizzas. Os efeitos da geometria, malha, condições iniciais e de contorno, algoritmo de acoplamento pressão-velocidade, forças de campo, trocas de calor por radiação através dos modelos fvDOM e view/Factor e modelagem RANS k- E para a turbulência foram avaliados sobre os parâmetros do escoamento. O algoritmo de acoplamento pressão-velocidade mais indicado ao problema proposto é o SIMPLE. A utiilzação do modelo de radição viewFactor mostrou-se mais adequado. As trocas de calor por convecção sobre a esteira mostraram-se pouco significantes em relação as trocas por radiação, demonstrando a importância da correta modelagem desse fenômeno. Testes para diversas geometrias de forno foram realizados. O forno'com menor razão de aspecto geométrico e consequentemente, de menor altura, mostrou-se mais eficiente, embora isto possa provocar, na prática, limitações na sua utilização / Because of the better flexibility in warning and high production, the continuous furnace tunnel is the better option to the processing of industrialized food products. The fuel used in the burners is usually natural gas, which despite the uncertainties and fluctuantions in costs, is becoming more popular in national industry. In this work, several three-dimensional physical models were developed - classified in testing models, parametric analysis and optimization - and used to the study, modeling and optimization of continuous food furnaces of tunnel type with indirect heating. It was chosen the OpenFOAM® opensource software for modeling of proposed problems. The geometry and the operating conditions were based in a bauruense food company to the process of pre-baking of pizzas. The effects of geometry, mesh, initial and boundary conditions, pressure-velocity coupling algorithm, field strengths, radiation heat exchanges using fvDOM and view/Factor, and modeling RANS k - E for turbulence to were evaluated about the flow parameters. The SIMPLE is the most indicated pressure-velocity coupling algorithm to this problem. The use of viewFactor radiation model proved more adequate. The heat exchanges by convection over the treadmill have proved little significant compared the heat exchanges by radiation, demonstrating the importance of correct modeling of this phenomenon. Differents geometries tests were made, and the furnace with the smaller ratio aspect geometric and, consequently, smaller height, showed to be most efficient, although this may result in practice, in limitations in its use

Orientador : Prof. Dr. Cassius Tadeu Scarpin / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 10/02/2017 / Inclui referências : f.86-94 / Resumo: Nesse trabalho, aplicou-se uma estratégia baseada na heurística relax-and-fix como método de solução para o Problema de Roteamento em Arcos Capacitado e Periódico (Periodic Capacitated Arc Routing Problem - PCARP). Considerou-se o caso especial em que os veículos não têm a necessidade de voltar ao depósito no final de um período e, ainda, têm a possibilidade de folgar em qualquer dia do horizonte de tempo. O PCARP é um problema pouco explorado na literatura. Configura-se como um problema NP-hard, sendo comumente aplicado em coleta de resíduos urbano, inspeção de linhas de força, despejo de sal em vias com neve, monitoramento de rodovias, inspeção de ferrovias, irrigação de árvores entre outros. Desenvolveu-se 5 estratégias diferentes para heurística relax-and-fix e uma variação denominada enhanced relax-and-fix avaliando-se seus desempenhos. Os testes computacionais realizados indicaram que as estratégias propostas para heurística são rápidas na determinação de soluções iniciais para o problema estudado. Destaca-se que das 23 instâncias testadas em nenhum caso se esgotou a memória do computador, fato que ocorre com frequência na tentativa de resolver o problema por métodos exatos. Palavras-chave: Relax-and-Fix. Problema de Roteamento em Arcos Capacitado e Periódico. Heuristica. Relaxation Induced Neighborhood Search. / Abstract: On this research it was applied a strategic solution approach based on the heuristic relax-and-fix for the Periodic Capacitated Arc Routing Problem (PCARP). A special case was considered on which the vehicles do not need to return to a depot when finishing the route. In addition there is the possibility of some vehicles that do not work in any day during the time horizon. The PCARP is not so explored in the literature. It is a NP-Hard Problem, usually applied in urban waste collection, inspection of power lines, winter gritting, road monitoring, inspection of railroads and watering trees. To tackle the problem, it was developed five different strategies for the relax-and-fix heuristic and one variation named enhanced relax-and-fix. All these approaches had their performance evaluate and the computational results show that they are fast to find initial solutions. It is important to highlight that the solver, while running, did not stop by running out of memory, this fact frequently occurs when solving this problem by exact methods. Key-words: Relax-and-Fix. Periodic Capacitated Arc Routing Problem. Heuristic. Relaxation Induced Neighborhood Search.

Orientador : Prof. PhD. Gustavo Valentim Loch / Coorientador : Dr. Nério Vicente Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 29/02/2016 / Inclui referências : f.98-104 / Área de concentração: Programação matemática / Resumo: Nesta dissertação, procurou-se obter um modelo matemático de previsão e controle de um processo de sinterização por corrente elétrica pulsada (SPS, do inglês Spark Plasma Sintering). Baseando-se em um delineamento de experimentos (DOE, do inglês Design of Experiments) para caracterizar as variáveis controláveis envolvidas no desenvolvimento de novos materiais cerâmicos, buscou-se obter determinadas qualidades. A cerâmica zircônia estabilizada com ítria (YSZ, do inglês Yttria Stabilized Zirconia) foi selecionada para a pesquisa. Realizou-se a análise do efeito dos parâmetros do processamento via SPS por meio dos resultados obtidos para a característica de densidade aparente das amostras de YSZ, que é a variável resposta selecionada. O delineamento fatorial completo 2K e a análise de variância (ANOVA, do inglês Analysis of Variance) foram utilizados para analisar os níveis dos parâmetros de granulometria do pó e de temperatura de processamento. Assim, um modelo matemático foi proposto para caracterizar o processo, de acordo com os resultados da variável resposta. Nessa análise preliminar, foram identificados desvios nas medições da característica de densidade aparente. Diante disso, a necessidade de tratamento de remoção de carbono das amostras processadas foi comprovada frente à melhoria obtida na porcentagem da capacidade de previsão do modelo matemático. De acordo com a análise realizada nas mesmas amostras após a remoção do carbono, pode-se concluir que a interação entre a granulometria e a temperatura de processamento causa influência no resultado da variável resposta. Um segundo experimento foi realizado por meio do método de Taguchi com o objetivo de reduzir a quantidade de observações. Foi verificado o efeito da presença de discos isolantes de corrente elétrica no sistema de preparação das amostras. Um modelo matemático de caracterização do processo foi proposto de acordo com essa metodologia. Além disso, um experimento de confirmação foi realizado segundo os ajustes ótimos do modelo proposto. Os resultados da variável resposta obtidos nesse segundo experimento foram considerados satisfatórios com relação aos dados disponíveis na literatura. Concluiu-se, sob as condições estudadas, que a granulometria do pó é um fator influente no resultado de densidade aparente do material selecionado. Palavras-chave: Planejamento de experimento, Delineamento fatorial, Método de Taguchi, Zircônia estabilizada com ítria, Sinterização por corrente elétrica pulsada. / Abstract: This dissertation propose a mathematical model for prediction and control of a Spark Plasma Sintering process - SPS. The Design of Experiments - DOE was used to characterize control variables involved on the development of new ceramic materials with desired properties. The ceramic material selected as object to study was the Yttria Stabilized Zirconia - YSZ and the density is the response variable selected. The analyses of parameters that can make effects in apparent density of the samples after the SPS process was made. The 2k factorial design and the Analysis of Variance - ANOVA was used to analyze the two parameters process levels: i) powder particle size and ii) sintering temperature. Subsequently, a mathematical model was proposed for process characterization according to the apparent density obtained with planned experiments. In the initial analysis, some measurement of apparent density deviations were identified. Consequently, it has come to attention a necessity of a treatment to reduce the superficial carbon contamination in the processed samples and this process shows a better response to the mathematical model. In addition, it could be concluded that the interaction between particle size and process temperature cause an influence on the apparent density, according to the actual analysis with the same samples but without carbon, at this time. A second experiment was performed using the Taguchi method, with the objective to reduce the quantity of experiments and analyses the effect of using alumina discs with electrical insulant properties at the sample assemble. A second mathematical model was proposed for this process, and another series of validation experiments were performed in order to validate this second model. The results of apparent density were considered satisfactory according to reference literature. It were concluded that, under the studied circumstances, the powder particle size is an influent factor in the material apparent density. Key-words: Design of experiments, Factorial design, Taguchi method, Yttria Stabilized Zirconia, Spark Plasma Sintering.