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Dissertations / Theses on the topic 'Malhas adaptativas'
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Lacassa, Alexandre de. "Geração e melhoramento de malhas adaptativas." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-09052013-084715/.
Full textAbstract:
Técnicas para geração de malhas volumétricas não estruturadas podem ser divididas em três categorias principais: técnicas baseadas em Octree, técnica de avanço de fronteira e técnicas Delaunay. Este trabalho faz uso de uma proposta para geração de malhas volumétricas não estruturadas baseada em uma técnica que utiliza uma triangulação adaptativa que contém similaridades com os métodos de geração de malhas baseados em Octree. Esta triangulação, além de decompor o domínio, oferece suporte para a construção de funções implícitas que aproximam a superfície do objeto de interesse. As funções implícitas são obtidas a partir de nuvens de pontos pelo método de Partição da Unidade Implícita - PUI. Um processo de poligonalização discretiza a isosuperfície fornecida pela função implícita gerando uma malha de triângulos superficial. Uma malha volumétrica é gerada a partir da malha superficial utilizando os tetraedros que decompõem o domínio criados pela triangulação. Apresentamos nesta tese um método original para a poligonalização de isosuperfícies obtidas através de nuvens de pontos. Apresentamos também uma abordagem para o melhoramento de malhas volumétricas baseadas na aplicação do conceito de molas virtuais. O foco principal é gerar malhas de qualidade para serem usadas em simulações de fluidos em artérias do corpo humano<br>Techniques for generation of three-dimensional unstructured meshes can be divided into three main categories: Octree-based techniques, advancing front techniques and Delaunay techniques. In the present study it is used a three-dimensional unstructured mesh generation approach based on a technique which uses an adaptive triangulation which contains similarities with Octree-based mesh generation techniques. This triangulation decomposes the domain and supports the construction of implicit functions that approximates the surface of an object of interest. The implicit functions are derived from point clouds by the Partition of Unity Implicits - PUI method. A polygonization process discretizes the isosurface provided by the implicit function generating a triangular mesh surface. A three-dimensional mesh is generated from the surface mesh using the tetrahedra that decomposes the domain created by the triangulation. In this tesis, we present an original polygonization method of isosurfaces obtained from point clouds. We also present an approach to improve tetrahedral meshes based on the application of the concept of virtual springs. The main focus is to generate quality meshes for fluid flow simulations in human arteries
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Romanetto, Luzia de Menezes. "Malhas adaptativas para simulação de escoamentos multifásicos." Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-25092014-160118/.
Full textAbstract:
Simulações de escoamentos multifásicos são de grande interesse em aplicações práticas na indústria, em particular na indústria petrolífera, entre outras. Vários processos dependem do entendimento físico de escoamentos envolvendo iteração com partículas, sedimentação e separação de fluidos. Dos muitos métodos existentes para a simulação dos processos acima descritos, há um crescente interesse no aumento de precisão, o que levou ao desenvolvimento de estratégias que utilizam esquemas de elementos finitos discretizados em malhas dinâmicas e adaptativas, usando uma formulação ALE (do inglês, Arbitrary Lagrangian-Eulerian), juntamente com uma representação geométrica da interface. Neste sentido, este trabalho tem o objetivo de estudar e implementar estratégias robustas de controle e adaptação de malhas, em situações onde a malha dinâmica é sujeita a grandes deformações. Uma biblioteca de algoritmos e rotinas foi então desenvolvida para este fim, implementando técnicas de controle e otimização da qualidade dos elementos da malha, técnicas de adaptação da interface entre fluidos com esquemas de conservação de massa, técnicas de mudanças topológicas e preservação de propriedades materiais, além de uma comunicação facilitada destas rotinas com códigos de simulação numérica de escoamentos multifásicos existentes<br>Multiphase flow simulations are of great interest in practical applications, particularly in the oil industry. Several processes depend on understanding physical aspects of flows with particle interaction, sedimentation and fluid separation. Among the several existing methods to simulate the processes described above, theres a growing interest in achieving higher precision, which led to the development of strategies that use finite element discretization in adaptive, dynamic meshes, using the ALE formatulation along with a geometrical representation of the interface. In this context, this thesis aims to study and implement robust strategies for mesh adaptation, for cases where the dynamic mesh is subject to large deformations. A library of routines and algorithms was developed, implementing mesh elements control and quality optimization techniques, fluid interface adaptation techniques with a mass conservation scheme, topological modifications and material properties preservation techniques, and also a decoupled, simplified communication between these routines with existing multiphase flow numerical simulation code
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Machado, Luís Gustavo Pinheiro. "Malhas adaptativas em domínios definidos por fronteiras curvas." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-13012008-215606/.
Full textAbstract:
Dois métodos distintos são descritos e implementados. O primeiro método, proposto por Ruppert, possui garantias teóricas de qualidade quando a fronteira do domínio obedece certas restrições. O segundo método, proposto por Persson, possibilita um maior controle na densidade dos elementos que discretizam o domínio. As vantagens, desvantagens e particularidades de cada um dos métodos são descritas e detalhadas<br>Two distinct methods are described and implemented. The first method, proposed by Ruppert, has theoretical guarantees on the quality of elements when the domain boundaries respect certain restrictions. The second method, proposed by Persson, makes it possible to have greater control over the density of the elements that make up the domain. The advantages, disadvantages and specific points about each method are described and detailed
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Vanti, Marcelo Grafulha. "Um sistema automático para geração de malhas adaptativas." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 1992. https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/111729.
Full text
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Oliveira, Alexandre Garcia de. "Resolução numérica de equações de advecção-difusão empregando malhas adaptativas." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-31072015-170047/.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta um estudo sobre a solução numérica da equação geral de advecção-difusão usando uma metodologia numérica conservativa. Para a discretização espacial, é usado o Método de Volumes Finitos devido à natureza conservativa da equação em questão. O método é configurado de modo a ter suas variáveis centradas em centro de célula e, para as variáveis, como a velocidade, centradas nas faces um método de interpolação de segunda ordem é utilizado para um ajuste numérico ao centro. Embora a implementação computacional tenha sido feita de forma paramétrica de maneira a acomodar outros esquemas numéricos, a discretização temporal dá ênfase ao Método de Crank-Nicolson. Tal método numérico, sendo ele implícito, dá origem a um sistema linear de equações que, aqui, é resolvido empregando-se o Método Multigrid-Multinível. A corretude do código implementado é verificada a partir de testes por soluções manufaturadas, de modo a checar se a ordem de convergência prevista em teoria é alcançada pelos métodos numéricos. Um jato laminar é simulado, com o acoplamento entre a equação de Navier-Stokes e a equação geral de advecção-difusão, em um domínio computacional tridimensional. O jato é uma forma de vericar se o algoritmo de geração de malhas adaptativas funciona corretamente. O módulo produzido neste trabalho é baseado no código computacional AMR3D-P desenvolvido pelos grupos de pesquisa do IME-USP e o MFLab/FEMEC-UFU (Laboratório de Dinâmica de Fluidos da Universidade Federal de Uberlândia). A linguagem FORTRAN é utilizada para o desenvolvimento da metodologia numérica e as simulações foram executadas nos computadores do LabMAP(Laboratório da Matemática Aplicada do IME-USP) e do MFLab/FEMEC-UFU.<br>This work presents a study about the numerical solution of variable coecients advectiondi usion equation, or simply, general advection-diusion equation using a conservative numerical methodology. The Finite Volume Method is choosen as discretisation of the spatial domain because the conservative nature of the focused equation. This method is set up to have the scalar variable in a cell centered scheme and the vector quantities, such velocity, are face centered and they need a second order interpolation to get adjusted to the cell center. The computational code is parametric, in which, any implicit temporal discretisation can be choosen, but the emphasis relies on Crank-Nicolson method, a well-known second order method. The implicit nature of aforementioned method gives a linear system of equations which is solved here by the Multilevel-Multigrid method. The correctness of the computational code is checked by manufactured solution method used to inspect if the theoretical order of convergence is attained by the numerical methods. A laminar jet is simulated, coupling the Navier-Stokes equation and the general advection-diusion equation in a 3D computational domain. The jet is a good way to check the corectness of adaptative mesh renement algorithm. The module designed here is based in a previous implemented code AMR3D-P designed by IME-USP and MFLab/FEMEC-UFU (Fluid Dynamics Laboratory, Federal University of Uberlândia). The programming language used is FORTRAN and the simulations were run in LabMAP(Applied Mathematics Laboratoy at IME-USP) and MFLab/FEMEC-UFU computers.
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Kaibara, Magda Kimico. "Analise de multi-resolução para leis de conservação em malhas adaptativas." [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/306584.
Full textAbstract:
Orientador: Sonia Maria Gomes<br>Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica<br>Made available in DSpace on 2018-07-26T17:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Kaibara_MagdaKimico_D.pdf: 18000047 bytes, checksum: f1d6aa2eac2dce06fcfde7f377978e7c (MD5)
Previous issue date: 2000<br>Resumo: São dois os tópicos principais deste trabalho. Por um lado estão as análises de multi-resolução de dados que estabelecem relações entre as informações {¿ k+1} sobre uma dada função / no nível de resolução mais fino, e informações em multinível ¿ k+1 ¿ k+1 MR = {¿ k0} U {d k0} U ... U {d k} onde dl contém a diferença de informação entre dois níveis consecutivos lel+1. Nos casos tratados, os dados ¿ k+1 são valores pontuais ou médias celulares em mamas irregulares do intervalo. Tipicamente estas malhas são esparsas e escolhidas de forma a que as funções em estudo possam ser representadas de uma maneira mais econômica, com poucos graus de liberdade. Por outro lado, estão os esquemas de alta resolução para leis de conservação. Usando análise de multi-resolução de médias celulares em malhas irregulares adaptativas, apresentamos um algoritmo que permite acelerar os cálculos numéricos. Apresentamos resultados que demonstram a eficiência e a praticabilidade do esquema proposto. Aplicamos este esquema na simulação numérica em sistemas de equações que modelam técnicas de extração de óleo de reservatórios petrolíferos pela injeção de água com polímero.<br>Abstract: Our objective in this work is twofold. On one hand we are interested on multi-resolution analysis of data, that gives the relationship between the information } at a finest level of resolution k +1 and a multilevel representation, that is, ¿ k+1 ¿ k+1 MR = {¿ k0} U {d k0} U ... U {d k} where dl contains the difference of information between consecutive levels l and l + 1. For the cases considered here ¿k+1 are point values or cell averages on irregular meshes of the interval. Typically, these meshes are sparse and they axe chosen in order to represent functions with few degrees of freedom. On the other hand, we are interested on high resolution schemes for conservation laws. We use the multiresolution analysis for cell averages on adaptive meshes to accelerate the computations. For some model problems, we present results which show the feasibility and the efficiency of the method. We also apply the scheme to the numerical simulation of a system of equations arising in polymer-flooding of an oil reservoir.<br>Doutorado<br>Doutor em Matemática Aplicada
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Novotny, Antonio André. "Adaptatividade h na otimização topológica e projeto ótimo de malhas hp adaptativas /." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 1998. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/77727.
Full textAbstract:
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.<br>Made available in DSpace on 2012-10-17T06:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:48:25Z : No. of bitstreams: 1
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Sakamoto, Mauro Massayoshi. "Algoritmo de refinamento de Delaunay a malhas seqüenciais, adaptativas e com processamento paralelo." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-08082007-174735/.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um gerador de malha de elementos finitos baseado no Algoritmo de Refinamento de Delaunay. O pacote é versátil e pode ser aplicado às malhas seriais e adaptativas ou à decomposição de uma malha inicial grossa ou pré-refinada usando processamento paralelo. O algoritmo desenvolvido trabalha com uma entrada de dados na forma de um gráfico de linhas retas planas. A construção do algoritmo de Delaunay foi baseada na técnica de Watson para a triangulação fronteiriça e nos métodos seqüenciais de Ruppert e Shewchuk para o refinamento com paralelismo. A técnica elaborada produz malhas que mantêm as propriedades de uma triangulação de Delaunay. A metodologia apresentada foi implementada utilizando os conceitos de Programação Orientada a Objetos com o auxílio de bibliotecas de código livre. Aproveitando a flexibilidade de algumas dessas bibliotecas acopladas foi possível parametrizar a dimensão do problema, permitindo gerar malhas seqüenciais bidimensionais e tridimensionais. Os resultados das aplicações em malhas seriais, adaptativas e com programação paralela mostram a eficácia desta ferramenta. Uma versão acadêmica do algoritmo de refinamento de Delaunay bidimensional para o Ambiente Mathematica também foi desenvolvido.<br>This work presents the development of a finite elements mesh generation based on Delaunay Triangulation Algorithm. The package is versatile and applicable to the serial and adaptable meshes or to either the coarse or pre-refined initial mesh decomposition using parallel computing. The developed algorithm works with data input in the form of Planar Straight Line Graphics. The building of the Delaunay Algorithm was based on the Watson\'s technique for the boundary triangulation and in both Ruppert and Shewchuk sequential methods for the parallel refinement. The proposed technique produces meshes maintaining the properties of the Delaunay triangulation. The presented methodology was implemented using the Programming Object-Oriented concepts, which is supported by open source libraries. Taking advantage of the flexibility of some of those coupled libraries the parametrization of the problem dimension was possible, allowing to generate both two and three-dimensional sequential meshes. The results obtained with the applications in serial, adaptive and in parallel meshes have shown the effectiveness of this tool. An academic version of the twodimensional Delaunay refinement algorithm for the Mathematica Environment was also developed.
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Garcia, Eduardo Lúcio Mendes. "Métodos de elementos finitos mistos e malhas adaptativas na análise de cascas axissimétricas." Universidade Federal do Rio de Janeiro, 1991. http://hdl.handle.net/11422/3983.
Full textAbstract:
Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-05-22T16:17:36Z
No. of bitstreams: 1
172783.pdf: 1493806 bytes, checksum: 01a7321ab67b8cacfbb64da5b7409c69 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2018-05-22T16:17:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1
172783.pdf: 1493806 bytes, checksum: 01a7321ab67b8cacfbb64da5b7409c69 (MD5)
Previous issue date: 1991-05<br>Estudamos o comportamento mecânico de cascas axissimétricas delgadas, utilizando modelo de Reissner-Mindlin, cuja dependência da espessura causa dificuldades à construção de elementos finitos estáveis. Discutimos as formulações clássicas de elementos finitos em um e em dois campos. Visando maior estabilidade e precisão na determinação do campo dos esforços consideramos uma formulação mista de Petrov-Galerkin, que consiste em adicionar, na formulação clássica de Galerkin, resíduos das equações de equilíbrio no interior dos elementos. Resultados numéricos são apresentados, utilizando elementos com aproximações de igual ordem para deslocamentos e esforços, para diversos tipos de estruturas e carregamentos, confirmando a recuperação de estabilidade obtida com a nova formulação. Buscando melhores taxas de convergência consideramos técnicas autoadaptativas, utilizando os métodos r, h e p, aplicados a problemas com camada limite, gerada pela singularidade do operador. Sensíveis melhoras são obtidas nas taxas de convergência após a aplicação destas técnicas.<br>Thin axissimetric shell studied through the use of Reissner-Mindlin theory presents some difficulties in constructing stable finite elements aproximations due to its dependence on the thickness of the shell. Classical single field as well as two fields finite element formulations are discussed. A consistent mixed Petrov-Galerkin formulation is considered in order to achieve both stability and accuracy. It consists in adding to the classical Galerkin formulation a residual form of the equilibrium equation in the interior of each element. Numerical experiments, using elements with equal order interpolation, are conducted for a variety of structures and loading, which confirms the improvement in stability obtained by this new formulation. Adaptive mesh refinements, in theirs r, h e p versions, are used in order to improve the rate of convergence in presence of boundary layers, caused by the operator singularity.
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Lima, Rafael Sene de. "Desenvolvimento e implementação de malhas adaptativas bloco-estruturadas para computação paralela em mecânica dos fluidos." Universidade Federal de Uberlândia, 2012. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14727.
Full textAbstract:
The numerical simulation of fluid flow involving complex geometries is greatly limited
by the required spatial grid resolution. These flows often contain small regions with complex
motions, while the remaining flow is relatively smooth. Adaptive mesh refinement
(AMR) enables the spatial grid to be refined in local regions that require finer grids to
resolve the flow. This work describes an approach to parallelization of a structured adaptive
mesh refinement (SAMR) algorithm. This type of methodology is based on locally
refined grids superimposed on coarser grids to achieve the desired resolution in numerical
simulations. Parallel implementations of SAMR methods offer the potential for accurate
simulations of high complexity fluid flows. However, they present interesting challenges in
dynamic resource allocation, data-distribution and load-balancing. The overall efficiency
of parallel SAMR applications is limited by the ability to partition the underlying grid
hierarchies at run-time to expose all inherent parallelism, minimize communication and
synchronization overheads, and balance load. The methodology is based on a message
passing interface model (MPI) using the recursive coordinate bisection (RCB) for domain
partition. For this work, a semi-implicit projection method has been implemented to solve
the incompressible Navier Stokes equations. All numerical implementations are an extension
of a sequential Fortran 90 code, called "AMR3D", developed in the work of Nós
(2007) .The efficiency and robustness of the applied methodology are verified via convergence
analysis using the method of manufactured solutions. Validations were performed
by simulating an incompressible jet flow and a lid driven cavity flow.<br>A simulação numérica de escoamentos envolvendo geometrias complexas é fortemente
limitada pela resolução da malha espacial. Na grande maioria dos escoamentos, há pequenas
regiões do domínio onde o fluido se movimenta de forma complexa gerando gradientes
elevados, enquanto que no restante do domínio o escoamento é relativamente calmo". O
Refinamento Adaptativo de Malhas (Adaptive Mesh Refinement - AMR), possibilita que
o refinamento da malha espacial seja mais apurado em regiões especificas, enquanto que
nas demais regiões o refinamento pode ser mais grosseiro. O presente trabalho consiste
no desenvolvimento de uma metodologia de paralelização para a solução das equações de
Navier-Stokes em malhas adaptativas bloco-estruturadas (Structured Adaptive Mesh Refinement - SAMR) utilizando a interface MPI (Message Passing Interface) e o método de
bisseção por coordenadas RCB (Recursive Coordinate Bisection) para o balanço de carga.
Implementações de métodos SAMR em processamento paralelo oferecem a possibilidade
de simulações precisas de escoamentos de elevada complexidade. No entanto, apresentam
desafios interessantes quanto à dinamicidade na alocação e distribuição dos dados e no
balanceamento de carga. Cabe ressaltar que a é ciência total das aplicações envolvendo
métodos SAMR em processamento paralelo é fortemente dependente da qualidade do particionamento
dinâmico de domínio, efetuado em tempo de execução, para que se garanta
os menores custos de comunicação e sincronização possíveis, além de uma boa distribuição
da carga computacional. Neste trabalho, utilizou-se o esquema semi-implícito proposto
por Ceniceros et al. (2010) para avanço temporal. Todas as implementações foram efetuadas
como uma extensão do código AMR3D", proposto por Nós (2007). A é ciência e a
robustez do método proposto são verificadas por meio do método das soluções manufaturadas.
As validações foram feitas por meio da simulação do escoamento em uma cavidade
com tampa deslizante e de um jato incompressível.<br>Doutor em Engenharia Mecânica
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Linn, Renato Vaz. "Simulação de escoamentos compressíveis turbulentos no entorno de corpos móveis usando malhas adaptativas de elementos finitos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/163257.
Full textAbstract:
Neste trabalho, é apresentada a simulação de escoamentos compressíveis turbulentos no entorno de corpos móveis rígidos ou deformáveis empregando-se técnicas adaptativas. As simulações numéricas são conduzidas utilizando-se o método dos elementos finitos. A discretização espaço-temporal é desenvolvida através do método das linhas ou direções características (Characteristic-Based Split - CBS) e a modelagem da turbulência é feita através de um modelo de Simulação de Grandes Escalas (SGE, ou na terminologia em inglês, Large Eddy Simulation – LES) com o coeficiente de Smagorinsky variável no tempo e espaço (SGE ou LES dinâmico). A análise estrutural de corpos deformáveis imersos no fluido é realizada através de um modelo de elementos finitos triangulares para análise de placas e cascas com não linearidade geométrica, usando materiais elásticos com comportamento linear. Conjuntamente, um método de adaptação anisotrópica transiente de malhas é empregado para obter resultados com boa resolução a baixos custos computacionais. A consideração do movimento relativo de corpos imersos no escoamento é feita através de um método híbrido de movimento da malha que emprega interpolação com funções de base radial. Exemplos bidimensionais e tridimensionais são apresentados de forma a validar cada uma das metodologias desenvolvidas. Por fim, exemplos de simulações complexas são investigados, comparando-se os resultados obtidos com resultados experimentais e numéricos presentes na literatura.<br>In this work, the simulation of compressible turbulent flows around rigid and flexible moving bodies is presented using adaptative techniques. The numerical simulations are solved employing the finite element method. The space-time discretization is performed using the Characteristic-Based Split scheme (CBS) and turbulence is modelled with Large Eddy Simulation (LES) and a dynamic Smagorinsky sub-grid model. The structural analysis of deformable bodies immersed on the flow is performed using a triangular finite element model for the analysis of geometrically non-linear elastic plates and shells. An anisotropic mesh adaptation algorithm for transient simulations is coupled with the solver to achieve results with good resolution and low computational costs. The consideration of the relative movement of immersed bodies on the flow is performed employing an hybrid method of mesh movement based on radial basis function interpolation. Twodimensional and three-dimensional examples are presented in order to validate the proposed methodologies. Finally, complex simulations are investigated, where results are compared with experimental and numerical data available in the literature.
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Porto, José Fábio Boia. "Visualização de malhas com adaptação de resolução e textura dependente do observador." Universidade Federal de Alagoas, 2009. http://repositorio.ufal.br/handle/riufal/1056.
Full textAbstract:
This work has the goal of explore the triangulated mesh visualization problem in order that geometry and texture information could be computed adaptively according to the view position. As only the essential information from the mesh is going to persist, the main applications involved are linked with real-time mesh visualization which concerns a large number of scientific areas. To adapt the mesh geometry, its resolution is being locally changed through the insertion/removal of vertices, edges and faces, view-dependent considering the number of polygons to preserve smooth forms near to the original mesh. In the texture adaptation, the texture map association of the mesh is being adapted to the resolution changes minimizing or eliminating the texture distortion resulting from the collapse of vertices, edges and faces<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>Este trabalho trata do problema de visualização de malhas triangulares de modo que a geometria e a textura das mesmas possam ser calculadas adaptativamente de acordo com a posição do orientador. Como apenas as informações necessárias de malha tendem a permanecer, as principais aplicações envolvidas estão relacionadas à visualização de malhas em tempo real, as quais têm sido de grande interesse de pesquisa em diversas áreas científicas. Na adaptação da geometria da malha, sua resolução vai sendo localmente alterada através de inserção/remoção de vértices, arestas e faces, de acordo com a posição do observador, de modo que o número de polígonos preserve uma forma visual suave e bem próxima da malha original. Na adaptação da textura, o mapeamento de textura associado `a malha vai sendo adaptado `as mudança as de sua resolução de modo a reduzir ou eliminar as distorções de textura resultantes do colapso de vértices, arestas e faces
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Dembogurski, Renan Augusto. "Geração interativa de malhas em multiresolução através de marcadores em realidade aumentada." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2013. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4774.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-31T13:46:49Z
No. of bitstreams: 1
renanaugustodembogurski.pdf: 5268461 bytes, checksum: c9599f64f511590d6ff74c1f707b6e08 (MD5)<br>Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-01T11:34:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1
renanaugustodembogurski.pdf: 5268461 bytes, checksum: c9599f64f511590d6ff74c1f707b6e08 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2017-06-01T11:34:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1
renanaugustodembogurski.pdf: 5268461 bytes, checksum: c9599f64f511590d6ff74c1f707b6e08 (MD5)
Previous issue date: 2013-03-06<br>CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>Este trabalho apresenta um método que permite a deformação de um terreno pela
modificação do seu mapa de alturas em um ambiente de realidade aumentada. A estrutura
hierárquica de malhas A4-8 foi utilizada para representar o terreno. Essa estrutura define
um espaço paramétrico para calcular as coordenadas de um terreno no espaço Euclidiano R3. Em especial, este trabalho lida com o problema de modelagem de terrenos esféricos. Uma métrica de erro dependente do observador e da geometria do terreno utilizada tanto
para sua observação quanto para sua modelagem. Os resultados demonstram que o uso
da malha A4-8 em conjunto com o sistema de realidade aumentada tangível é flexível
para modelar terrenos esféricos e pode ser facilmente modificada para terrenos com a
topologia do cilindro e do toro. O desenvolvimento de um método de geração de malhas
eficiente e de uso intuitivo, baseado em marcadores de realidade aumentada, é a principal
contribuição deste trabalho.<br>This work presents a method that allows the deformation of a terrain by modifying
your heightmap in an augmented reality environment. The hierarchical structure of A4
8 meshes was used to represent terrains. This structure defines a parameter space to calculate the coordinates of a field in the R3 Euclidean space. In particular, this paper deals with the problem of modeling spherical terrains. An error metric dependent on
the observer and the geometry of the land used for its observation and modeling. The
results demonstrate that the use of A4-8 mesh combined with the tangible augmented
reality system is flexible to shape spherical terrains and can be easily modified to deal
with other topologies, such as the torus and the cylinder. The development of an efficient
and intuitive to use method for mesh generation, based on augmented reality markers, is
the main contribution of this work.
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Nós, Rudimar Luiz. "\"Simulações de escoamentos tridimensionais bifásicos empregando métodos adaptativos e modelos de campo fase\"." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-08052007-143200/.
Full textAbstract:
Este é o primeiro trabalho que apresenta simulações tridimensionais completamente adaptativas de um modelo de campo de fase para um fluido incompressível com densidade de massa constante e viscosidade variável, conhecido como Modelo H. Solucionando numericamente as equações desse modelo em malhas refinadas localmente com a técnica AMR, simulamos computacionalmente escoamentos bifásicos tridimensionais. Os modelos de campo de fase oferecem uma aproximação física sistemática para investigar fenômenos que envolvem sistemas multifásicos complexos, tais como fluidos com camadas de mistura, a separação de fases sob forças de cisalhamento e a evolução de micro-estruturas durante processos de solidificação. Como as interfaces são substituídas por delgadas regiões de transição (interfaces difusivas), as simulações de campo de fase requerem muita resolução nessas regiões para capturar corretamente a física do problema em estudo. Porém essa não é uma tarefa fácil de ser executada numericamente. As equações que caracterizam o modelo de campo de fase contêm derivadas de ordem elevada e intrincados termos não lineares, o que exige uma estratégia numérica eficiente capaz de fornecer precisão tanto no tempo quanto no espaço, especialmente em três dimensões. Para obter a resolução exigida no tempo, usamos uma discretização semi-implícita de segunda ordem para solucionar as equações acopladas de Cahn-Hilliard e Navier-Stokes (Modelo H). Para resolver adequadamente as escalas físicas relevantes no espaço, utilizamos malhas refinadas localmente que se adaptam dinamicamente para recobrir as regiões de interesse do escoamento, como por exemplo, as vizinhanças das interfaces do fluido. Demonstramos a eficiência e a robustez de nossa metodologia com simulações que incluem a separação dos componentes de uma mistura bifásica, a deformação de gotas sob cisalhamento e as instabilidades de Kelvin-Helmholtz.<br>This is the first work that introduces 3D fully adaptive simulations for a phase field model of an incompressible fluid with matched densities and variable viscosity, known as Model H. Solving numerically the equations of this model in meshes locally refined with AMR technique, we simulate computationally tridimensional two-phase flows. Phase field models offer a systematic physical approach to investigate complex multiphase systems phenomena such as fluid mixing layers, phase separation under shear and microstructure evolution during solidification processes. As interfaces are replaced by thin transition regions (diffuse interfaces), phase field simulations need great resolution in these regions to capture correctly the physics of the studied problem. However, this is not an easy task to do numerically. Phase field model equations have high order derivatives and intricate nonlinear terms, which require an efficient numerical strategy that can achieve accuracy both in time and in space, especially in three dimensions. To obtain the required resolution in time, we employ a semi-implicit second order discretization scheme to solve the coupled Cahn-Hilliard/Navier-Stokes equations (Model H). To resolve adequatly the relevant physical scales in space, we use locally refined meshes which adapt dynamically to cover special flow regions, e.g., the vicinity of the fluid interfaces. We demonstrate the efficiency and robustness of our methodology with simulations that include spinodal decomposition, the deformation of drops under shear and Kelvin-Helmholtz instabilities.
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Hsu, Atilio Claudio. "Gerador adaptativo de malhas 2-D para problemas eletromagneticos." [s.n.], 2007. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259170.
Full textAbstract:
Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação<br>Made available in DSpace on 2018-08-09T06:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2007<br>Resumo: Nesta dissertação apresenta-se o desenvolvimento e a implementação de algoritmos para geração de malhas adaptativas de elementos triangulares, visando o estudo de problemas de propagação eletromagnética em domínios bidimensionais. Foram implementadas duas técnicas de refinamento, uma baseada no método da troca de arestas denominado Delaunay e a outra baseada
na técnica de suavização de Laplace. O gerador implementado leva em conta interfaces de curvatura arbitrária e, também, pode ser facilmente integrado aos programas desenvolvidos no Departamento de Microonda e Óptica (DMO)<br>Abstract: This work presents the development of algorithms for adaptive mesh generation of triangular elements applicable to electromagnetic propagation problems in bidimensional domains. Several techniques were used, such as edgeflip, known as Delaunay method, and the Laplacian¿s smoothing method. The program considers arbitrary curvature interfaces and can be easily integrated to
the programs created in the Department of Microwaves and Optics (DMO)<br>Mestrado<br>Telecomunicações e Telemática<br>Mestre em Engenharia Elétrica
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de, Souza Araújo Filipe. "Procedimentos adaptativos na simulação de reservatórios de petróleo em volumes finitos." Universidade Federal de Pernambuco, 2004. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5670.
Full textAbstract:
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Previous issue date: 2004<br>Muitos esforços têm sido realizados na elaboração e adequação de técnicas que permitam
um alto desempenho computacional na simulação numérica nas mais diversas áreas da engenharia.
Variações dos métodos clássicos de aproximação, computação paralela e adaptação, dentre outros
métodos, vêm sendo estudados e aplicados atualmente. Também se observa que além da busca de
uma melhor utilização dos recursos computacionais, procuram-se meios de garantir a precisão e
convergência das soluções obtidas pelas simulações numéricas.
Dentre as várias técnicas desenvolvidas destacam-se os procedimentos de adaptação de malhas,
pois estes aliam a eficiência computacional requerida à qualidade da solução almejada e, além
disso, são de fácil incorporação nas mais diversas classes de problemas.
Neste trabalho serão apresentadas ferramentas computacionais de adaptação de malhas nãoestuturadas
de elementos ora triangulares, ora quadrangulares ou ainda malhas mistas. Sendo refinamento
tipo h e redefinição de malha (ou remeshing ) as estratégias utilizadas para obtenção das
malhas ótimas, isto é, malhas que minimizarão o erro de discretização com o menor número de
graus de liberdade possível. Essas duas ferramentas numéricas são controladas por uma estimativa
de erros a-posteriori baseada na recuperação global dos gradientes. Essa estimativa exerce não só o
papel de fornecer os parâmetros necessários para a adaptação de malhas como também o da regência
do processo adaptativo como um todo.
Esse ferramental desenvolvido, no contexto do MEF, será empregado em problemas modelo
de simulação de reservatórios de petróleo (condução de calor, transporte de poluentes) e na própria
simulação de escoamentos de fluidos em meios porosos, sendo essas ferramentas de análise baseadas
no Método dos Volumes Finitos com estrutura de dados por aresta.
Por fim, os resultados apresentados e discutidos validam as ferramentas desenvolvidas, adaptadas
e utilizadas, demonstrando ainda a eficiência, robustez e flexibilidade das mesmas. Também
nos problemas estudados são realizadas comparações entre as estratégias de adaptação de malhas
(remeshing e tipo h), e entre as opções de malhas (triangulares, quadrangulares ou mistas). É
proposta ainda uma abordagem diferente para os diversos casos levando-se em conta a classe em
que cada problema se enquadra (regime estacionário, regime transiente, múltiplas variáveis, etc)
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Sombra, Tiago Guimarães. "Geração adaptativa de malhas de superfícies paramétricas em paralelo com controle de curvatura." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2016. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18667.
Full textAbstract:
SOMBRA, Tiago Guimarães. Geração adaptativa de malhas de superfícies paramétricas em paralelo com controle de curvatura. 2016. 71 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016.<br>Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-12T19:12:42Z
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2016_dis_tgsombra.pdf: 7997002 bytes, checksum: 8e8712a9b19d272a16ac263f62596436 (MD5)<br>Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-22T16:43:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1
2016_dis_tgsombra.pdf: 7997002 bytes, checksum: 8e8712a9b19d272a16ac263f62596436 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2016-07-22T16:43:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016<br>This work describes a technique for generating parametric surfaces meshes using parallel computing, with distributed memory processors. The input for the algorithm is a set of parametric patches that model the surface of a given object. A structure for spatial partitioning is proposed to decompose the domain in as many subdomains as processes in the parallel system. Each subdomain consists of a set of patches and the division of its load is guided following an estimate. This decomposition attempts to balance the amount of work in all the subdomains. The amount of work, known as load, of any mesh generator is usually given as a function of its output size, i.e., the size of the generated mesh. Therefore, a technique to estimate the size of this mesh, the total load of the domain, is needed beforehand. This work makes use of an analytical average curvature calculated for each patch, which in turn is input data to estimate this load and the decomposition is made from this analytical mean curvature. Once the domain is decomposed, each process generates the mesh on that subdomain or set of patches by a quad tree technique for inner regions, advancing front technique for border regions and is finally applied an improvement to mesh generated. This technique presented good speed-up results, keeping the quality of the mesh comparable to the quality of the serially generated mesh.<br>Este trabalho descreve uma técnica para gerar malhas de superfícies paramétricas utilizando computação paralela, com processadores de memória compartilhada. A entrada para o algoritmo é um conjunto de patches paramétricos que modela a superfície de um determinado objeto. Uma estrutura de partição espacial é proposta para decompor o domínio em tantos subdomínios quantos forem os processos no sistema paralelo. Cada subdomínio é formado por um conjunto de patches e a divisão de sua carga é guiada seguindo uma estimativa de carga. Esta decomposição tenta equilibrar a quantidade de trabalho em todos os subdomínios. A quantidade de trabalho, conhecida como carga, de qualquer gerador de malha é geralmente dada em função do tamanho da saída do algoritmo, ou seja, do tamanho da malha gerada. Assim, faz-se necessária uma técnica para estimar previamente o tamanho dessa malha, que é a carga total do domínio. Este trabalho utiliza-se de um cálculo de curvatura analítica média para cada patch, que por sua vez, é dado de entrada para estimar esta carga e a decomposição é feita a partir dessa curvatura analítica média. Uma vez decomposto o domínio, cada processo gera a malha em seu subdomínio ou conjunto de patches pela técnica de quadtree para regiões internas, avanço de fronteira para regiões de fronteira e por fim é aplicado um melhoramento na malha gerada. Esta técnica apresentou bons resultados de speed-up, mantendo a qualidade da malha comparável à qualidade da malha gerada de forma sequencial.
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Parra, Muñoz Miguel Enrique. "Filtro de Kalman adaptativo para sistemas em malha fechada." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2017. http://repositorio.unb.br/handle/10482/31675.
Full textAbstract:
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017.<br>Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-22T18:17:53Z
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2017_MiguelEnriqueParraMuñoz.pdf: 51294495 bytes, checksum: acfb488ce5a020a82aa09b162e34328d (MD5)<br>Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-17T22:48:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1
2017_MiguelEnriqueParraMuñoz.pdf: 51294495 bytes, checksum: acfb488ce5a020a82aa09b162e34328d (MD5)<br>Made available in DSpace on 2018-04-17T22:48:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2018-04-17<br>Este documento mostra o trabalho realizado nos últimos quatro anos, na realização do doutorado onde foi desenvolvida uma técnica de adaptação do Filtro de Kalman para sistemas dinâmicos lineares, mediante a manipulação das variâncias nas perturbações e nos ruídos do sistema, o qual permite criar uma técnica de controle eficiente que é modificada de acordo com a perturbação entrante, mantendo estável o sistema e fazendo com que este possa continuar com a tarefa para a qual foi programada. É mostrada a eficiência da metodologia desenvolvida mediante simulação numérica para diferentes sistemas dinâmicos que estão sendo trabalhados no grupo de pesquisa, onde pode ser verificado que o filtro é mais reativo quando se têm perturbações grandes,fazendo as correções rápidamente e não usando muito os atuadores do sistema quando a perturbação é pequena, evitando desta maneira o desgaste dos mesmos, em todos os testes desenvolvidos foram obtidos resultados satisfatórios e melhores quando comparados com o uso de sistemas de controle que apresentam um Filtro de Kalman estacionário , analisa-se mostrando a implementação deste filtro numa bancada de dois tanques, gerando um sistema MIMO para testar a teoria aqui desenvolvida para tal classe de sistemas.<br>ThisdocumentshowstheworkcarriedoutoverthelastfouryearsinthePhDwhereaKalman Filter adaptation technique was developed for linear dynamic systems, by manipulating the variances in the disturbances and in the system noises, which allows to create a technique of efficient control that is modified according to the incoming perturbation, keeping the system stable and allowing it to continue with the task for which it was programmed, the efficiency ofthemethodologydevelopedusingnumericalsimulationfordifferentdynamicsystemsthat are being in the research group, where it can be verified that the filter is more reactive when therearestudiedinlargeperturbations,makingthecorrectionsinstantaneouslyandnotusing theactuatorsofthesystemwhenthedisturbanceissmall,thusavoidingthewearofthesame ones in all the developed tests were obtained results satisfactory and better when compared to the use of control systems that have a Stationary Kalman Filter, it is analyzed showing theimplementationofthisfilterinatwo-tankbench,generatinga MIMO systemtotestthe theory developed for this class of systems.
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Gonçalves, João do Carmo Lopes. "Otimização estrutural topológica com refino de malha adaptativo isotrópico." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2016. http://hdl.handle.net/1884/47131.
Full textAbstract:
Orientador : Prof. Dr. Carlos Alberto Bavastri<br>Coorientador : Prof. Dr. Jucélio Tomás Pereira<br>Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 01/09/2016<br>Inclui referências : f. 116-125<br>Área de concentração : Fenômenos de transportes e mecânica dos sólidos<br>Resumo: Em geral, as abordagens empregadas para solução de problemas de otimização estrutural topológica contínua (OETC) apresentam como resultado uma topologia em que, no contorno do material, ocorre uma variação significativa das densidades. Nessas regiões, é difícil determinar o contorno exato do material e um refino da malha contribui para a redução desse problema, resultando em uma definição mais clara do contorno do material. Essa questão pode ser vista como um problema de distribuição de material, e o resultado final desse processo é se existe ou não existe material nos elementos do domínio, influenciando diretamente na variação das propriedades mecânicas do material. Para um refino de malha adaptativo, a estimativa de erro de aproximação é necessária para guiar todo o processo. Neste trabalho é proposta uma metodologia considerando o uso combinado de técnicas de otimização estrutural e refinamento de malha tipo adaptativo h-isotrópico. Aqui as estimativas dos erros a posteriori baseiam-se na recuperação das derivadas e na norma em energia. É utilizado o estimador de erro Zienkiewicz e Zhu e, como medida da qualidade do estimador, usa-se o conceito de índice de efetividade. Na geração da nova malha o critério de malha ótima é de equidistribuição do erro elementar. As principais contribuições deste trabalho são: i) a proposta de uma nova metodologia de projeto de malha adaptativa h-isotrópica e ii) aplicação da metodologia proposta em problemas bidimensionais, de otimização estrutural em topologia contínua. Nos exemplos numéricos é realizada uma análise comparativa entre a abordagem clássica de projeto de malha ChP, segundo Zienkiewicz e Zhu (1987), e a projeção de malha por recuperação quadrática da densidade do erro elementar (QER), que é a proposta neste trabalho. Os resultados evidenciam a eficiência da metodologia que combina OETC/adaptatividade tanto na definição mais clara do contorno do componente quanto na redução dos erros. Palavras-chave: Otimização estrutural topológica continua. Método dos Elementos Finitos. Adaptatividade. Refino de malha isotrópico.<br>Abstract: Generally, the approach used to solving continuous topological structural optimization problems (OETC) results in a topology which in the edges of the material occur significant density changes. In these regions it is difficult to determine the exact contour of the material in refining the mesh contributes to the reduction of the problem, resulting in a clearer definition of the boundary of the material. This question can be understood as a problem of material distribution, and the result of this process is if exists material in the elements of the domain, generating a variation in mechanical properties. For a mesh refinement, the approximation error estimation is necessary to guide the entire adaptive process. In the current work proposes a methodology considering the combined use of structural optimization techniques and mesh refinement of the h-adaptive isotropic type. In this, the a posteriori error estimations are based in the recovery of the derivative and in the norm in energy. It is used the Zienkiewicz and Zhu error estimator and to measure the estimator quality is utilized the concept of effectiveness index. In new mesh generation, the optimum mesh criteria is of equidistribution elementary error. The main contributions of this work are: i) the proposal of a new mesh project methodology in adaptive finite element h-isotropic and ii) application of the proposed methodology in two dimensional structural topology optimization problems. In the numerical examples is performed a comparative analysis between the classical approach of mesh ChP project, according (Zienkiewicz and Zhu, 1987) and the mesh projection by quadratic recovery of elemental error density (QER), that is the purpose of this work. The results show the effectiveness of the methodology that combines OETC/adaptivity both clearer definition of component contour as in reducing errors. Keywords: Continuous topological structural optimization. Finite element method. Adaptivity. Isotropic mesh refinement
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Claudino, Marco Alexandre. "O uso do estimador residual no refinamento adaptativo de malhas em elementos finitos." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-25052015-230057/.
Full textAbstract:
Na obtenção de aproximações numéricas para Equações Diferenciais Parciais Elípticas utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) alguns problemas apresentam valores maiores para o erro somente em algumas determinadas regiões do domínio como, por exemplo, regiões onde existam singularidades na solução contínua do problema. Uma possível alternativa para reduzir o erro cometido nestas regiões é aumentar o número de elementos nos trechos onde o erro cometido foi considerado grande. A questão principal é como identificar essas regiões, dado que a solução do problema contínuo é desconhecida. Neste trabalho iremos apresentar a chamada estimativa residual, que fornece um estimador do erro cometido na aproximação utilizando apenas os valores conhecidos dos contornos e a aproximação obtida sobre uma dada partição de elementos. Vamos discutir a relação entre a estimativa residual e o erro cometido na aproximação, além de utilizar as estimativas na construção de um algoritmo adaptativo para as malhas em estudo. Utilizando o software FreeFem++ serão obtidas aproximações para a Equação de Poisson e para o sistema de equações associado à Elasticidade Linear e por meio do estimador residual será analisado o erro cometido nas aproximações e a necessidade do refinamento adaptativo das malhas.<br>In obtaining numerical approximations for solutions to Elliptic Partial Differential Equations using the Finite Element Method (FEM) one sees that some problems have higher values for the error only in certain domain regions such as, for example, regions where the solution of the continous problem is singular. A possible alternative to reduce the error in these regions is to increase the number of elements in the partions where the error was considered large. The main issue is how to identify these regions, since the solution of the continuous problem is unknown. In this work we present the so-called residual estimate, which provides an error estimation approach which uses only the known values on the contours and the obtained approximation on a given discretization. We will discuss the relationship between the residual estimate and the error, and how to use the estimate for adaptively refining the mesh. Solutions for the Poisson equation and the Linear elasticity system of equations, and the residual estimates for the analysis of mesh refinement will be computed using the FreeFem++ software.
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Azeredo, Daniel Mendes. "Simulação numérica de uma função indicadora de fluidos tridimensional empregando refinamento adaptativo de malhas." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-15082013-160020/.
Full textAbstract:
No presente trabalho, utilizou-se o Método da Fronteira Imersa, o qual utiliza dois tipos de malhas computacionais: euleriana (utilizada para o fluido) e lagrangiana (utilizada para representar a interface de separação de dois fluidos). O software livre GMSH foi utilizado para representar um sólido por meio da sua superfície externa e também para gerar uma malha triangular, bidimensional e não estruturada para discretizar essa superfície. Essa superfície foi utilizada como condição inicial para a malha lagrangiana (fronteira imersa). Os dados da malha lagrangiana são armazenados em uma estrutura de dados chamada Halfedge, a qual é largamente utilizada em Computação Gráfica para armazenar superfícies fechadas e orientáveis. Uma vez que a malha lagrangiana esteja armazenada nesta estrutura de dados, passa-se a estudar uma hipotética interação dinâmica entre a fronteira imersa e o escoamento do fluido. Esta interação é estudada apenas em um sentido, considera-se apenas a condição de não deslizamento, isto é, a fronteira imersa acompanhará passivamente um campo de velocidades pré-estabelecido (imposto), sem exercer qualquer força ou influência sobre ele. Foi utilizado um campo de distância local com sinal (função indicadora de fluidos) para identificar o interior e o exterior da superfície que representa a interface entre os fluidos. Este campo de distância é atualizado a cada passo no tempo utilizando idéias de Geometria Computacional, o que tornou o custo computacional para calcular esse campo otimal independente da complexidade geométrica da interface. Esta metodologia mostrou-se robusta e produz uma definição nítida das distintas fases dos fluidos em todos os passos no tempo. Para acompanhar e visualizar de forma mais precisa o comportamento dos fluidos na vizinhança da superfície que representa a interface de separação dos fluido, foi utilizado um algoritmo chamado de Refinamento Adaptativo de Malhas para fazer um refinamento dinâmico da malha euleriana na vizinhança da malha lagrangiana.<br>The scientific motivation of the present work is the mathematical modeling and the computational simulation of multiphase flows. Specifically, the equations of a two-phase flow are written by combining the Immersed Boundary Method with a suitable fluid indicator function. It is assumed that the fluid equations are discretized on an Eulerian mesh covering completely the flow domain and that the interface between the fluid phases is discretized by a non-structured Lagrangian mesh formed by triangles. In this context, employing tools commonly found in Computational Geometry, the computation of the fluid indicator function is efficiently performed on a block-structured Eulerian mesh bearing dynamical refinement patches. Formed by a set of triangles, the Lagrangian mesh, which is initally generated employing the free software GMSH, is stored in a Halfedge data structure, a data structure which is widely used in Computer Graphics to represent bounded, orientable closed surfaces. Once the Lagrangian mesh has been generated, next, one deals with the hipothetical situation of dealing with the one-way dynamical interaction between the immersed boundary and the fluid flow, that is, considering the non-slip condition, only the action of the flow on the interface is studied. No forces arising on the interface affects the flow, the interface passively being advect with the flow under a prescribed, imposed velocity field. In particular, the Navier-Stokes equations are not solved. The fluid indicator function is given by a signed distance function in a vicinity of the immersed boundary. It is employed to identify interior/exterior points with respect to the bounded, closed region which is assumed to contain one of the fluid phases in its interior. The signed distance is update every time step employing Computational Geometry methods with optimal cost. Several examples in three dimensions, showing the efficiency and efficacy in the computation of the fluid indicator function, are given which employ the dynamical adaptive properties of the Eurlerian mesh for a moving interface.
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Vaz, David António Antunes de Pinho Simões. "Desenvolvimento de uma técnica de refinamento adaptativo hierárquico de malhas estruturadas em análise limite." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2011. http://hdl.handle.net/10362/6332.
Full textAbstract:
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil<br>Neste trabalho desenvolveu-se e validou-se uma técnica de refinamento adaptativo hierárquico de malhas estruturadas, em análise limite. Ao código que executa essa técnica chamou-se REMESH. O objectivo é melhorar a eficiência do programa de elementos finitos, SUBLIM3d2.
A técnica de refinamento é marcada pela utilização de nós incompatíveis. A existência destes nós é a base da adaptatividade implementada. Apesar desses nós precisarem de um tratamento específico para não invalidarem a aproximação à solução através de uma formulação de elementos finitos, permitem uma excelente adaptatividade.
Juntamente com os refinamentos, REMESH apresenta uma estimativa inicial da solução das novas malhas, com o fim de melhorar a eficiência do processo de solução.
REMESH é desenvolvida e validada em cooperação com o programa de elementos finitos,SUBLIM3d2, que se baseia no teorema cinemático da análise limite para determinar limites superiores estritos de cargas de colapso. A solução numérica dos problemas é obtida pela interacção entre SUBLIM3d2 e REMESH. O primeiro determina a solução com malhas refinadas no segundo e os refinamentos do REMESH são feitos com base nas soluções do SUBLIM3d2.
A técnica foi desenvolvida unicamente para malhas estruturadas com elementos finitos
triangulares de três nós.
Os testes efectuados revelam que REMESH não compromete a qualidade dos resultados obtidos
e torna o processo de solução em SUBLIM3d2 muito mais eficiente.
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Mercader, Orta Eduardo. "Herramienta para la solución de EDP sobre dominios generales en 2-D mediante métodos adaptativos." Tesis, Universidad de Chile, 2012. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/111895.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil en Computación<br>En este trabajo se discute un sistema experimental para resolver ecuaciones diferenciales parciales (EDP) elípticas o parabólicas sobre dominios en 2-D mediante el método de elementos finitos (MEF). La herramienta combina algoritmos de refinamiento y desrefinamiento de triangulaciones conformes sobre dominios generales con bordes curvos en las fronteras e interfaces de medios; el MEF, usando elementos lineales; una estructura de datos adecuada; el uso de estimadores del error cometido en la resolución numérica; una interfaz gráfica sobre XWindows y un lenguaje declarativo para la definición de los problemas.
La herramienta fue desarrollada en forma modular, para permitir la incorporación de nuevas opciones, como elementos de grado mayor en el uso del MEF, y utiliza librerías externas, como son, Sparse y SuperLU para la resolución de los sistemas de ecuaciones poco densos, pdraw para visualización de resultados en 3D y GLADE para construcción de la interfaz gráfica; todas estas herramientas corresponden a software de código abierto.
La herramienta tiene un uso potencial en una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo en cálculo estructural, y mecánica de fluidos y permite al usuario manejar en forma flexible la adaptabilidad, pudiendo definir o modificar a través de la interfaz gráfica, las triangulaciones, nodos, conexiones, moléculas, condiciones de borde y lados curvos. Esta interfaz, también permite al usuario definir o modificar tanto el problema que se desea resolver, como las regiones en las que el usuario desea dirigir ya sea el refinamiento como el desrefinamiento de la triangulación.
Los estimadores de error utilizados permiten crear indicadores que dirigen el refinamiento y desrefinamiento en forma adaptativa, para mejorar la solución con la menor interacción del usuario. Con ello solo se debe definir una triangulación inicial conforme que representa una malla gruesa y luego por medio de los mecanismos de refinamiento explícito o los procesos adaptativo, obtener una triangulación que provea de una malla mas fina, que permitirá obtener una solución de mejor calidad.
Se ilustra el uso del sistema con problemas de prueba, de solución conocida; se muestra la imagen de la malla inicial del dominio y de algunas iteraciones, la malla y solución asociada.
Se concluye que esta herramienta constituye un software general, flexible y sencillo de usar para resolver problemas de EDP sobre dominios en 2-D generales.
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Oliveira, Suzana Matos FranÃa de. "SimulaÃÃo de malha triangular: um estudo sobre a adaptatividade da malha." Universidade Federal do CearÃ, 2013. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=9839.
Full textAbstract:
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior<br>A animaÃÃo de tecido vem sendo estudada abundantemente nas Ãltimas dÃcadas por haver demanda na indÃstria do entretenimento bem como no comÃrcio eletrÃnico de roupas.
Esse tipo de animaÃÃo, na maioria das vezes, Ã feita com base em simulaÃÃo fÃsica, havendo muito gasto computacional. Esse trabalho tenta usufruir de vÃrios modelos para diminuir esse
gasto. Ã feito uma modelagem do tecido com uma malha triangular e usa-se um modelo massa-mola-amortecedor para simular as forÃas entre as partÃculas, que sÃo os vÃrtices dessa malha.
Dependendo da disposiÃÃo do modelo do tecido e dos objetos da cena, sÃo detectadas colisÃes entre eles. A malha à discretizada ou simplificada, levando em consideraÃÃo a compressÃo, a
colisÃo e a curvatura das molas, para que seja usada uma malha boa em cada passo ao longo da animaÃÃo. Portanto, o objetivo principal desse trabalho à estudar o comportamento do tecido
utilizando o modelo de remalhamento para adaptar essa malha.<br>In the last decades, cloth animation has been the focus of much research, due to demands from the entertainment industry and from e-commerce. That type of animation is most often the result of a physics-based simulation and has a great computational cost. This work investigates how to reduce the computational cost of the simulation, by refining the mesh
only in regions that need a fine level of detail. The fabric model consists of a triangular mesh and uses a spring-mass-damper system to compute the forces among the particles, which are located at the meshâs vertices. The collision detection depends on the arrangement of the cloth model and the objects in the scene. The mesh is refined or simplified, taking into account the spring compression, collision and curvature, so the simulation uses a better mesh every time
step. Therefore, this workâs main objective is to study the dynamic behavior of cloth, using a remeshing procedure in order to adapt the mesh.
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Sampaio, Artur Pereira. "Uso de Refinamento Adaptativo em Escultura Virtual para CriaÃÃo Livre de Detalhes em Malhas Triangulares." Universidade Federal do CearÃ, 2012. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7893.
Full textAbstract:
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior<br>Modelar objetos e personagens virtuais pode ser uma tarefa tediosa e difÃcil em vÃrias situaÃÃes. Um sistema de modelagem ideal deve ser capaz de representar qualquer mudanÃa ou caracterÃstica desejada pelo usuÃrio da forma mais rÃpida e transparente possÃvel, abstraindo toda a complexidade topolÃgica e matemÃtica, permitindo ao modelador concentrar-se exclusivamente no ato de criar, em oposiÃÃo a ter de especificar a posiÃÃo de cada elemento de forma manual. Tal sistema, se por um lado pode oferecer menor controle na determinaÃÃo da posiÃÃo de cada vÃrtice, alÃm de poder ser mais caro computacionalmente em algumas situaÃÃes, por outro simplifica enormemente o trabalho do artista, tornando a modelagem acessÃvel a qualquer usuÃrio. O presente trabalho abordou o problema das tÃcnicas de sculpting tradicionais de adicionar detalhes em malhas triangulares, com resoluÃÃo adaptativa e de forma interativa, em regiÃes com baixa densidade de vÃrtices. O algoritmo proposto busca subdividir faces e arestas na regiÃo de interesse do artista de modo a garantir uma quantidade de vÃrtices suficiente para representar o detalhe pretendido, sem necessidade de qualquer informaÃÃo adicional por parte do usuÃrio. O sistema resultante à capaz de encurtar a distÃncia entre a modelagem tradicional e a virtual, superando alguns dos principais mÃtodos propostos no meio acadÃmico no que tange à localidade das subdivisÃes e a manutenÃÃo de uma malha de boa topologia
e de boa qualidade geomÃtrica, com poucos vÃrtices de alta valÃncia, ainda que o modelo original seja fracamente refinado, tornando possÃvel a incorporaÃÃo de novos detalhes.<br>Modeling of virtual objects and characters can be tedious and difficult in many situations. A modeling system should be capable of representing any change or feature desired by
the user as quickly and transparently as possible, allowing the modeler to focus on the act of creating, as opposed to having to specify the position of each vertex manually. Such a system, if on the one hand offers less control in determining the position of each vertex, being computationally more expensive in some situations, on the other hand greatly simplifies the work of the artist, allowing character modeling to be accessible to any user. This work addressed the problem of traditional sculpting techniques to add details on triangular meshes with adaptive resolution, in regions with low vertex density. The proposed algorithm splits faces and edges in the region of interest of the artist to ensure the existence of a sufficient number of vertices to represent the desired detail, without any additional input requested. The resulting system is capable of bridging the gap between traditional and virtual modeling, improving some of the main methods proposed in the literature regarding the location of the subdivisions. Moreover, it also helps to maintain a good mesh topology and geometric quality, with few vertices of high valence, even if the original mesh is poorly refined, allowing the incorporation of new details.
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Sampaio, Artur Pereira. "Uso de refinamento adaptativo em escultura virtual para criação livre de detalhes em malhas triangulares." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2012. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18324.
Full textAbstract:
SAMPAIO, Artur Pereira. Uso de refinamento adaptativo em escultura virtual para criação livre de detalhes em malhas triangulares. 2012. 66 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012.<br>Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-08T19:33:44Z
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Previous issue date: 2012<br>Modeling of virtual objects and characters can be tedious and difficult in many situations. A modeling system should be capable of representing any change or feature desired by the user as quickly and transparently as possible, allowing the modeler to focus on the act of creating, as opposed to having to specify the position of each vertex manually. Such a system, if on the one hand offers less control in determining the position of each vertex, being computationally more expensive in some situations, on the other hand greatly simplifies the work of the artist, allowing character modeling to be accessible to any user. This work addressed the problem of traditional sculpting techniques to add details on triangular meshes with adaptive resolution, in regions with low vertex density. The proposed algorithm splits faces and edges in the region of interest of the artist to ensure the existence of a sufficient number of vertices to represent the desired detail, without any additional input requested. The resulting system is capable of bridging the gap between traditional and virtual modeling, improving some of the main methods proposed in the literature regarding the location of the subdivisions. Moreover, it also helps to maintain a good mesh topology and geometric quality, with few vertices of high valence, even if the original mesh is poorly refined, allowing the incorporation of new details.<br>Modelar objetos e personagens virtuais pode ser uma tarefa tediosa e difícil em várias situações. Um sistema de modelagem ideal deve ser capaz de representar qualquer mudança ou característica desejada pelo usuário da forma mais rápida e transparente possível, abstraindo toda a complexidade topológica e matemática, permitindo ao modelador concentrar-se exclusivamente no ato de criar, em oposição a ter de especificar a posição de cada elemento de forma manual. Tal sistema, se por um lado pode oferecer menor controle na determinação da posição de cada vértice, além de poder ser mais caro computacionalmente em algumas situações, por outro simplifica enormemente o trabalho do artista, tornando a modelagem acessível a qualquer usuário. O presente trabalho abordou o problema das técnicas de sculpting tradicionais de adicionar detalhes em malhas triangulares, com resolução adaptativa e de forma interativa, em regiões com baixa densidade de vértices. O algoritmo proposto busca subdividir faces e arestas na região de interesse do artista de modo a garantir uma quantidade de vértices suficiente para representar o detalhe pretendido, sem necessidade de qualquer informação adicional por parte do usuário. O sistema resultante é capaz de encurtar a distância entre a modelagem tradicional e a virtual, superando alguns dos principais métodos propostos no meio acadêmico no que tange à localidade das subdivisões e a manutenção de uma malha de boa topologia e de boa qualidade geométrica, com poucos vértices de alta valência, ainda que o modelo original seja fracamente refinado, tornando possível a incorporação de novos detalhes.
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Sampaio, Artur Pereira. "Uso de Refinamento Adaptativo em Escultura Virtual para Criação Livre de Detalhes em Malhas Triangulares." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2011. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17411.
Full textAbstract:
SAMPAIO, Artur Pereira. Uso de Refinamento Adaptativo em Escultura Virtual para Criação Livre de Detalhes em Malhas Triangulares. 2011. 58 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2012.<br>Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-02T19:35:28Z
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Previous issue date: 2011<br>Modeling of virtual objects and characters can be tedious and difficult in many situations. A modeling system should be capable of representing any change or feature desired by the user as quickly and transparently as possible, allowing the modeler to focus on the act of creating, as opposed to having to specify the position of each vertex manually. Such a system, if on the one hand offers less control in determining the position of each vertex, being computationally more expensive in some situations, on the other hand greatly simplifies the work of the artist, allowing character modeling to be accessible to any user. This work addressed the problem of traditional sculpting techniques to add details on triangular meshes with adaptive resolution, in regions with low vertex density. The proposed algorithm splits faces and edges in the region of interest of the artist to ensure the existence of a sufficient number of vertices to represent the desired detail, without any additional input requested. The resulting system is capable of bridging the gap between traditional and virtual modeling, improving some of the main methods proposed in the literature regarding the location of the subdivisions. Moreover, it also helps to maintain a good mesh topology and geometric quality, with few vertices of high valence, even if the original mesh is poorly refined, allowing the incorporation of new details.<br>Modelar objetos e personagens virtuais pode ser uma tarefa tediosa e difícil em várias situações. Um sistema de modelagem ideal deve ser capaz de representar qualquer mudança ou característica desejada pelo usuário da forma mais rápida e transparente possível, abstraindo toda a complexidade topológica e matemática, permitindo ao modelador concentrar-se exclusivamente no ato de criar, em oposição a ter de especificar a posição de cada elemento de forma manual. Tal sistema, se por um lado pode oferecer menor controle na determinação da posição de cada vértice, além de poder ser mais caro computacionalmente em algumas situações, por outro simplifica enormemente o trabalho do artista, tornando a modelagem acessível a qualquer usuário. O presente trabalho abordou o problema das técnicas de sculpting tradicionais de adicionar detalhes em malhas triangulares, com resolução adaptativa e de forma interativa, em regiões com baixa densidade de vértices. O algoritmo proposto busca subdividir faces e arestas na região de interesse do artista de modo a garantir uma quantidade de vértices suficiente para representar o detalhe pretendido, sem necessidade de qualquer informação adicional por parte do usuário. O sistema resultante é capaz de encurtar a distância entre a modelagem tradicional e a virtual, superando alguns dos principais métodos propostos no meio acadêmico no que tange à localidade das subdivisões e a manutenção de uma malha de boa topologia e de boa qualidade geométrica, com poucos vértices de alta valência, ainda que o modelo original seja fracamente refinado, tornando possível a incorporação de novos detalhes.
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Baude, Emir. "Refinamento adaptativo de malhas 2D e 3D para a solução numerica de problemas de propagação eletromagnetica." [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260528.
Full textAbstract:
Orientador: Hugo Enrique Hernandez-Figueroa<br>Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação<br>Made available in DSpace on 2018-07-26T19:13:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2000<br>Resumo: Esta tese apresenta um novo algoritmo para o refinamento eficiente de malhas de elementos triangulares. Este tipo de malhas podem ser utilizadas por diversos métodos numéricos tais como o método dos elementos finitos nodais e de aresta, o método dos momentos, etc... Este nóvo algoritmo é baseado em uma combinação entre as técnicas de refinamento através da bissecção e a técnica de Delaunay. Apresenta-se também a extensão desta técnica para o refinamento de malhas tridimensionais superficiais e volumétricas. Diversas simulações de problemas eletromagnéticos foram conduzidas, as quais confirmam a eficácia de nosso algoritmo na geração de malhas com elementos totalmente conformes e compatíveis<br>Abstract: A new algorithm for the efficient refinement of triangular element meshes is presented in this thesis. This kind of meshes are useful for several numerical methods like nodal and edge finite elements, method of moments, etc.. This new algorithm is based on a combination of bissection and the Delaunay refinement techniques. An extension of this technique to the refinement of volumetric and superficial tridimensional meshes is also presented. Several simulations of electromagnetic problems were performed, which confirm the effectiveness of the present algorithm in the generation of meshes with fully conformal and compatible elements<br>Doutorado<br>Doutor em Engenharia Elétrica
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Calegari, Priscila Cardoso. "Simulação computacional de escoamentos reativos com baixo número Mach aplicando técnicas de refinamento adaptativo de malhas." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-21082012-051927/.
Full textAbstract:
O foco principal do presente trabalho é estender uma metodologia numérica embasada no uso de uma técnica de refinamento adaptativo de malha (AMR - Adaptive Mesh Refinement) e no uso de esquemas temporais multipasso implícitos-explícitos (IMEX) a aplicações envolvendo escoamentos reativos com baixo número de Mach. Originalmente desenvolvida para escoamentos incompressíveis, a formulação euleriana daquela metodologia emprega as equações de Navier-Stokes como modelo matemático para descrever a dinâmica do escoamento e o Método da Projeção, baseado no divergente nulo da velocidade do escoamento, para tratar o acoplamento pressão-velocidade presente na formulação com variáveis primitivas. Tal formulação euleriana original é estendida para acomodar novas equações agregadas ao modelo matemático da fase contínua: conservação de massa, fração de mistura (para representar as concentrações de combustível e oxidante), e energia. Além disso, uma equação termodinâmica de estado é integrada ao modelo matemático estendido e é empregada juntamente com a equação de conservação de massa para produzir uma nova restrição (não nula desta vez) ao divergente do campo de velocidade. Assume-se que o escoamento ocorre a baixo número de Mach (hipótese principal). O Método de Diferença Finita é empregado na discretização espacial das variáveis eulerianas de estado, empregando-se uma malha AMR. As vantagens e dificuldades desta extensão são cuidadosamente investigadas e reportadas. Pela importância, do ponto de vista de aplicações práticas, alguns estudos numéricos preliminares envolvendo escoamentos incompressíveis turbulentos com sprays são realizados (as gotículas compõem a fase dispersa). Num primeiro momento, apenas sprays com gotículas inertes são considerados. Embora ainda apenas iniciais, tais estudos já se mostram importantes pois identificam com clareza, em primeira instância, algumas das dificuldades inerentes a serem enfrentadas ao se tratar dentro desta nova metodologia um conjunto relativamente grande de gotículas lagrangianas. No caso de escoamentos incompressíveis turbulentos com sprays, a integração temporal se dá com métodos IMEX para a fase contínua e com o Método de Euler Modificado para a fase dispersa. A turbulência, em todos os casos que a envolvem, é tratada pelo modelo de Simulação das Grandes Escalas (LES - Large Eddy Simulation). As simulações computacionais se dão em um domínio tridimensional, um parelelepípedo, e empregam uma extensão (resultante do presente trabalho) do código AMR3D, um programa de computador sequencial implementado em Fortran90, oriundo de uma colaboração de longa data entre o IME-USP e o MFLab/FEMEC-UFU (Laboratório de Dinâmica de Fluidos da Universidade Federal de Uberlândia). O processamento foi efetuado no LabMAP (Laboratório da Matemática Aplicada do IME-USP).<br>It is the main goal of the present work to extend a numerical methodology based on both the use of an adaptive mesh refinement technique (AMR) and the use of a multistep, implicit-explicit time-step strategy (IMEX) to applications involving low Mach number reactive flows. Originally developed for incompressible flows, the Eulerian formulation of that methodology employs the Navier-Stokes equations to model the flow dynamics and the Projection Method, based on the vanishing divergence of the velocity field, to tackle the pressure-velocity coupling present when using primitive variables. That Eulerian formulation is extended by adding a new set of equations to the original mathematical model, describing the various properties of the continuous phase: mass conservation, mixture fraction (to represent concentrations of fuel and oxidizer) and energy. Also, a thermodynamic equation of state is included into the extended mathematical model which is employed, along with the equation for the conservation of mass, to derive a new restriction (this time, different from zero) to the divergence of the velocity field. It is assumed that one is dealing with a low Mach number flow (the main hipothesis). The discretization in space employs the Finite Difference Method for the Eulerian variables on a AMR mesh. Advantages and difficulties of such an extension of the previous methodology are carefully investigated and reported. For its importance in the real-world applications, few preliminary numerical studies involving incompressible turbulent flows with sprays are performed (the droplets form what it is called the dispersed phase). Only sprays formed by inert droplets are considered. Even though initial yet, such studies are most important because they clearly identify, first hand, certain difficulties in handling relatively large sets of Lagrangian droplets in the context of this new AMR methodology. In the context of turbulent incompressible flows with sprays, the overall time-step scheme is given by IMEX methods for the continuous phase and by the Improved Euler Method for the dispersed phase. In all the cases in which it is considered, turbulence is modeled by the Large Eddy Simulation (LES) model. The computational simulations are held in a tridimensional domain given by a paralellepiped and all of them employ the extention (resulting of the present work) of the AMR3D code, a sequencial computer program implemented in Fortran90, whose origin is the collaborative work between IMEUSP and MFLab/FEMEC-UFU (Fluid Dynamics Laboratory, Federal University of Uberlândia). Computations were performed at LabMAP (Applied Mathematics Laboratory at IME-USP).
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Oliveira, Suzana Matos França de. "Simulação de malha triangular: um estudo sobre a adaptatividade da malha." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2013. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18649.
Full textAbstract:
OLIVEIRA, Suzana Matos França de. Simulação de malha triangular: um estudo sobre a adaptatividade da malha. 2013. 73 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013.<br>Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-12T17:36:10Z
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2013_dis_smfoliveira.pdf: 12369786 bytes, checksum: f3aac3380bd894f258de70c6024bf91f (MD5)<br>Made available in DSpace on 2016-07-22T12:31:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013<br>In the last decades, cloth animation has been the focus of much research, due to demands from the entertainment industry and from e-commerce. That type of animation is most often the result of a physics-based simulation and has a great computational cost. This work investigates how to reduce the computational cost of the simulation, by refining the mesh only in regions that need a fine level of detail. The fabric model consists of a triangular mesh and uses a spring-mass-damper system to compute the forces among the particles, which are located at the mesh’s vertices. The collision detection depends on the arrangement of the cloth model and the objects in the scene. The mesh is refined or simplified, taking into account the spring compression, collision and curvature, so the simulation uses a better mesh every time step. Therefore, this work’s main objective is to study the dynamic behavior of cloth, using a remeshing procedure in order to adapt the mesh.<br>A animação de tecido vem sendo estudada abundantemente nas últimas décadas por haver demanda na indústria do entretenimento bem como no comércio eletrônico de roupas. Esse tipo de animação, na maioria das vezes, é feita com base em simulação física, havendo muito gasto computacional. Esse trabalho tenta usufruir de vários modelos para diminuir esse gasto. É feito uma modelagem do tecido com uma malha triangular e usa-se um modelo massa-mola-amortecedor para simular as forças entre as partículas, que são os vértices dessa malha. Dependendo da disposição do modelo do tecido e dos objetos da cena, são detectadas colisões entre eles. A malha é discretizada ou simplificada, levando em consideração a compressão, a colisão e a curvatura das molas, para que seja usada uma malha boa em cada passo ao longo da animação. Portanto, o objetivo principal desse trabalho é estudar o comportamento do tecido utilizando o modelo de remalhamento para adaptar essa malha.
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Marcondes, Francisco. "Solução numerica usando metodos adaptativos-implicitos e malha de Voronoi de problemas de reservatorios de petroleo." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 1996. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/158048.
Full textAbstract:
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico<br>Made available in DSpace on 2016-01-08T20:51:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1996<br>Neste trabalho é resolvido numericamente o modelo elíptico do problema da convecção natural em canais abertos, usando o método dos volumes finitos em coordenadas coincidentes com a fronteira. Para o tratamento das condições de contorno na entrada do canal, uma importante questão numérica quando o problema é formulado elipticamente, e proposta uma metodologia de cálculo, onde tanto a pressão como a velocidade são corrigidas durante o processo evolutivo de cálculo. Para a validação da metodologia de aplicação das condições de contorno mencionadas acima, são usados os diversos resultados experimentais e numéricos existentes na literatura para os canais formados por duas placas planas verticais. Finalmente, o problema de convecção natural em canais em forma de "L" é resolvido variando-se o número de Rayleigh e as dimensões geométricas.
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Correa, Diego Paolo Ferruzzo. "Malha síncrona digital \"Tanlock\" com estimação de frequência e ganho adaptativo para convergência rápida." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-11042011-141428/.
Full textAbstract:
Nas últimas três décadas os phase locked loops (PLLs) totalmente digitais têm recebido muita atenção devido, principalmente, às vantagens que eles oferecem em comparação aos PLLs analógicos. Essas vantagens incluem melhor desempenho, maior velocidade e confiabilidade, tamanho reduzido e menor custo. Os PLLs também são amplamente utilizados em sistemas de comunicações e em outras aplicações digitais. A presente dissertação é uma contribuição no campo dos PLLs digitais adaptativos e otimizados para a sua implementação em hardware. É feito uma análise de suas características dinâmicas e proposta uma nova estrutura de PLL digital capaz de melhorar a resposta da malha em termos de tempo de aquisição e largura de banda. A Malha Síncrona Digital \"Tanlock\" com Estimação de Frequência e Ganho Adaptativo para Convergência Rápida, como é chamada, foi desenvolvida a partir da malha digital \"Tanlock\", utilizando-se teoremas de ponto fixo e mapas contrativos para determinar as condições de ganho que garantam convergência rápida e melhor utilização da largura de banda. Resultados das simulações são comparados com os obtidos teoricamente para avaliar o desempenho da malha proposta.<br>In the last three decades, fully-digital Phase-Locked-Loops (PLLs) systems have received a lot of attention due to its advantages in comparison with analog PLLs. These advantages include improved transient response, reliability and also reduced size and cost. The PLLs are widely used in communications systems and many other digital applications. This dissertation is a contribution to the field of digital adaptive PLLs optimized to hardware implementation. Here, a new PLL structure is presented; the Frequency Sensing Adaptive TDTL is an improvement to the classic Time-Delay Tanlock structure, alowing fast convergence to the synchronous states, using fixed-point theorems and contractive maps to determine the gain conditions which ensure the rapid convergence and also providing wider bandwidth. The results of simulations are compared with those obtained theoretically in order to assess the loop performance.
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Melo, Saulo Menezes de. "Estratégia de adaptação local na simulação de escoamentos bifásicos em meios porosos." Universidade Federal de Pernambuco, 2014. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/17095.
Full textAbstract:
Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-06-14T12:31:20Z
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Previous issue date: 2014-08-07<br>CAPEs<br>Neste trabalho, abordamos o processo de adaptação de malhas via “remeshing”, a adap-tação de malhas não estruturadas é usada aqui como uma ferramenta de alto desempe-nho que visa simultaneamente garantir a qualidade do resultado e reduzir o tempo com-putacional envolvido em toda a simulação. Usamos um simulador numérico de escoa-mento óleo-água em reservatório de petróleo em duas dimensões. Os fluidos e a rocha reservatório são tidos como incompressíveis e não se considera variações térmicas. Um método de volumes finitos centrado nos nós e baseado em uma estrutura de dados por arestas é empregado na discretização das equações de pressão e de saturação. Uma for-mulação agregada IMPES (Implicit Pressure Explicit Saturation) é utilizada para resol-ver as variáveis de saturação e de pressão. Aproximações de baixa e alta ordem na eq. de saturação e seus efeitos na propagação dos erros é calculada. A cada avanço no tem-po, novos campos de saturações e de pressões são avaliados e, em seguida, a qualidade destes resultados é estimada. Isto é realizado por meio de um estimador de erros basea-do na hessiana dos campos de pressão e de saturação, os quais são usados para calcular os erros local e global referentes a cada campo. Estes erros são comparados a uma tole-rância que irá definir se a malha deve ou não ser adaptada, onde e em que grau de refi-namento. O método de adaptação desenvolvido é o do “remeshing” ou redefinição de malhas, que se baseia na reconstrução total ou parcial da malha. A redefinição da malha é feita com o gerador open-source Gmsh que possibilita a criação da malha com contro-le do grau de refinamento local através da malha de “background”. Após a adaptação, os campos de pressão e de saturações são interpolados da malha anterior para a nova malha. Métodos lineares, quadráticos e adaptativos de interpolação são explorados e avaliados. Para um mesmo instante de tempo, o processo de adaptação se repete até que a qualidade dos resultados atinja a tolerância exigida. Para a integração e conformidade de todas estas etapas foi desenvolvido um software na linguagem C++ usando a biblio-teca para gerenciamento de malhas FMDB (Flexible Distributed Mesh Data Base). Foi efetuado um estudo da qualidade dos resultados obtidos e da eficiência da simulação quando da utilização do procedimento de adaptação de malhas desenvolvido em simula-ções de escoamento monofásico e bifásico óleo-água em meios porosos usando malhas não estruturadas 2D triangulares, considerando meios homogêneos e heterogêneos, iso-trópicos e anisotrópicos, comprovando a robustez da metodologia implementada nas simulações efetuadas.<br>In this work, we address the mesh adaptation process using "remeshing" tehcnique. The adaptation of unstructured meshes is used here as a high performance tool intended both to ensure the quality of the result and to reduce the computational time involved in the whole simulation. The numerical simulation are performed using a two dimensional two phase flow numerical simulation of oil and water in porous media. Fluids and reservoir rock are considered incompressible and does not consider thermal variations are consid-ered. A cell centered finite volume method using an edge based data structure used for of the error the discretization of the pressure and saturation equations. The IMPES for-mulation (Implicit Pressure Explicit Saturation) composes the structure of the simula-tor.The hyperbollic saturation equation is discretized using either a first or higher order aproximation and the effect of such choice is analysed. After advancing the solution in time the obtained result is analysed using an a-posteriori erro indicator. At each time step a new field of saturation and pressure is evaluated, and then, the quality of results is assessed. This is accomplished by means of an estimator based on the Hessian of the fields of pressure and saturation, which are used to calculate both the local and global errors for each field. These errors are compared to a tolerance that will define whether or not the mesh must be adapted where the mesh density required. The adaptive method developed is refered to as "remeshing" and considers either total or partial reconstruc-tion of the mesh. The remeshing is done with the open-source mesh generator named Gmsh that enables to build mesh containing the level of refinement through the mesh refinement "background." mesh. After adaptation, the fields of pressure and saturations are interpolated from the previous mesh to the new mesh. Linear and quadratic interpo-lation methods are explored and evaluated. For the same level of time, the adaptation process is repeated until the quality of results reached the required tolerance. For the integration and accomplishement of all these steps a software was developed in C + + language and using the library for unstructured mesh management FMDB (Flexible Distributed Mesh Data Base) mesh. A study of the quality of the analysed results and of the efficiency of the simulation was performed when using the adaptive mesh procedure developed through the analysis of single-phase flow and two-phase oil-water in porous media using 2D models with triangular unstructured meshes. The analysed examples considers homogeneous and heterogeneous media, isotropic and anisotropic, demon-strating the robustness and efficiency of the methodology implemented for the cases analysed in the simulations performed.
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Alvarez, Catalina Maria Rua. "Simulação computacional adaptativa de escoamentos bifásicos viscoelásticos." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-07082013-112937/.
Full textAbstract:
A simulação computacional de escoamentos incompressíveis multifásicos tem avançado continuamente e é uma área extremamente importante em Dinâmica de Fluidos Computacional (DFC) por suas várias aplicações na indústria, em medicina e em biologia, apenas para citar alguns exemplos. Apresentamos modelos matemáticos e métodos numéricos tendo em vista simulações computacionais de fluidos bifásicos newtonianos e viscoelásticos (não newtonianos), em seus regimes transiente e estacionário de escoamento. Os ingredientes principais requeridos são o Modelo de Um Fluido e o Método da Fronteira Imersa em malhas adaptativas, usados em conjunto com os métodos da Projeção de Chorin-Temam e de Uzawa. Tais metodologias são obtidas a partir de equações a derivadas parciais simples as quais, naturalmente, são resolvidas em malhas adaptativas empregando métodos multinível-multigrid. Em certas ocasiões, entretanto, para escoamentos modelados pelas equações de Navier-Stokes (e.g. em problemas onde temos altos saltos de massa específica), tem-se problemas de convergência no escopo destes métodos. Além disso, no caso de escoamentos estacionários, resolver as equações de Stokes em sua forma discreta por tais métodos não é uma tarefa fácil. Verificamos que zeros na diagonal do sistema linear resultante impedem que métodos de relaxação usuais sejam empregados. As dificuldades mencionadas acima motivaram-nos a pesquisar por, a propor e a desenvolver alternativas à metodologia multinível-multigrid. No presente trabalho, propomos métodos para obter explicitamente as matrizes que representam os sistemas lineares oriundos da discretização daquelas equações a derivadas parciais simples que são a base dos métodos de Projeção e de Uzawa. Ter em mãos estas representações matriciais é vantajoso pois com elas podemos caracterizar tais sistemas lineares em termos das propriedades de seus raios espectrais, suas definições e simetria. Muito pouco (ou nada) se sabe efetivamente sobre estes sistemas lineares associados a discretizações em malhas compostas bloco-estruturadas. É importante salientarmos que, além disso, ganhamos acesso ao uso de bibliotecas numéricas externas, como o PETSc, com seus pré-condicionadores e métodos numéricos, seriais e paralelos, para resolver sistemas lineares. Infraestrutura para nossos desenvolvimentos foi propiciada pelo código denominado ``AMR2D\'\', um código doméstico para problemas em DFC que vem sendo cuidado ao longo dos anos pelos grupos de pesquisa em DFC do IME-USP e da FEMEC-UFU. Estendemos este código, adicionando módulos para escoamentos viscoelásticos e para escoamentos estacionários modelados pelas equações de Stokes. Além disso, melhoramos de maneira notável as rotinas de cálculo de valores fantasmas. Tais melhorias permitiram a implementação do Método dos Gradientes Bi-Conjugados, baseada em visitas retalho-a-retalho e varreduras da estrutura hierárquica nível-a-nível, essencial à implementação do Método de Uzawa.<br>Numerical simulation of incompressible multiphase flows has continuously of advanced and is an extremely important area in Computational Fluid Dynamics (CFD) because its several applications in industry, in medicine, and in biology, just to mention a few of them. We present mathematical models and numerical methods having in sight the computational simulation of two-phase Newtonian and viscoelastic fluids (non-Newtonian fluids), in the transient and stationary flow regimes. The main ingredients required are the One-fluid Model and the Immersed Boundary Method on dynamic, adaptive meshes, in concert with Chorin-Temam Projection and the Uzawa methods. These methodologies are built from simple linear partial differential equations which, most naturally, are solved on adaptive grids employing mutilevel-multigrid methods. On certain occasions, however, for transient flows modeled by the Navier-Stokes equations (e.g. in problems where we have high density jumps), one has convergence problems within the scope of these methods. Also, in the case of stationary flows, solving the discrete Stokes equations by those methods represents no straight forward task. It turns out that zeros in the diagonal of the resulting linear systems coming from the discrete equations prevent the usual relaxation methods from being used. Those difficulties, mentioned above, motivated us to search for, to propose, and to develop alternatives to the multilevel-multigrid methodology. In the present work, we propose methods to explicitly obtain the matrices that represent the linear systems arising from the discretization of those simple linear partial differential equations which form the basis of the Projection and Uzawa methods. Possessing these matrix representations is on our advantage to perform a characterization of those linear systems in terms of their spectral, definition, and symmetry properties. Very little is known about those for adaptive mesh discretizations. We highlight also that we gain access to the use of external numerical libraries, such as PETSc, with their preconditioners and numerical methods, both in serial and parallel versions, to solve linear systems. Infrastructure for our developments was offered by the code named ``AMR2D\'\' - an in-house CFD code, nurtured through the years by IME-USP and FEMEC-UFU CFD research groups. We were able to extend that code by adding a viscoelastic and a stationary Stokes solver modules, and improving remarkably the patchwise-based algorithm for computing ghost values. Those improvements proved to be essential to allow for the implementation of a patchwise Bi-Conjugate Gradient Method which ``powers\'\' Uzawa Method.
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Ledezma, Luis Carlos Moreno. "Controle de um Sistema não Linear e Instável em Malha Aberta Mediante Controlador Adaptativo por Modelo de Referência." Instituto de Matemática. Departamento de Mecatrônica, 2015. http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/21392.
Full textAbstract:
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Dissertação_Luis Carlos Moreno.pdf: 1851298 bytes, checksum: f9907551df010d1d88bf2f0c7996d153 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2017-02-09T14:46:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertação_Luis Carlos Moreno.pdf: 1851298 bytes, checksum: f9907551df010d1d88bf2f0c7996d153 (MD5)<br>Para modelar o problema, é usada a abordagem de Euler-Lagrange. A qual se aplicou a um kit experimental nomeado Ball-Balancer, de modo que pudera-se obter um conjunto de equações dinâmicas que representem, no espaço de estados, seu comportamento dinâmico completo. Algumas suposições foram feitas sobre a situação experimental para evitar assim uma excessiva complexidade e ter que lidar posteriormente com fortes não linearidades que tornarem ao modelo num caso de estúdio difícil de aplicar.
Um esquema de controle adaptativo direto é aplicado a um kit Ball-Balancer, usado como planta não linear. A estabilidade do sistema em malha fechada, e o seu desempenho no rastreamento são discutidos sob o enfoque de Lyapunov, também a obtenção de uma lei de controle adequada, assumindo parâmetros conhecidos, posteriormente, utilizando a mesma metodologia foi obtido um conjunto de equações de adaptação de parâmetros que procuram precisão no seguimento do sinal, em presença de não linearidades desconhecidas.
A aplicabilidade e funcionamento do algoritmo de controle desenvolvido é implementado por meio de simulação, utilizando Matlab e Simulink para executar o controlador não linear sob uma abordagem de Controle Adaptativo por Modelo de Referência (MRAC), obtendo alguns resultados satisfatórios, como a teoria prever.
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Tancello, Eduardo Alberto. "Analise de sensibilidade, geração adaptativa de malhas e o metodo dos elementos finitos na otimização de forma em problemas de contato e mecanica da fratura." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 1993. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/75953.
Full textAbstract:
Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Coordenação dos Programas de Pos-Graduação em Engenharia<br>Made available in DSpace on 2012-10-16T06:01:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:04:40Z : No. of bitstreams: 1
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Pinho, Pedro Renato Tavares de. "Resolução das equações de Maxwell por análise multiresolução usando wavelets interpolatórias." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2004. http://hdl.handle.net/10773/18085.
Full textAbstract:
Doutoramento em Engenharia Electrotécnica<br>Um dos métodos numéricos mais usados actualmente na análise e simulação
de estruturas electromagnéticas é o FDTD, que está obviamente relacionado
com uma representação em espaço físico dos campos. As vantagens desta
representação incluem o modo simples como se pode aproximar as derivadas,
o produto, a soma e a forma elegante de se aplicarem as condições fronteira.
Contudo, e dependendo obviamente do problema, normalmente os vectores
resultam densos, determinados pela menor dimensão a discretizar originando
grelhas uniformes, o que porventura pode levar a uma sobre amostragem
espacial e a um aumento do tempo de computação. Por esta razão, há
interesse em métodos numéricos adaptativos que usem uma grelha mais
refinada apenas em certas regiões do espaço, e menos refinadas noutras.
Além disso, com a evolução temporal, é importante que seja possível redefinir
as grelhas de uma forma dinâmica e automática, que permitam de alguma
forma prever e acompanhar a evolução da solução com o tempo.
Uma maneira de se conseguir grelhas adaptativas esparsas é usar
representações baseadas em wavelets de primeira geração. Contudo, as
wavelets de segunda geração apresentam outras vantagens tornando a
representação mais próxima de uma representação em espaço físico. O
método adoptado neste trabalho para a obtenção da grelha adaptativa é
baseado nas técnicas de análise wavelet interpolatória. Usando este tipo de
análise é possível a construção de um esquema de interpolação adaptativa
que permite fazer a ligação entre os ambientes em que as grelhas são
uniformes e aqueles em que são esparsas. Usando este método, a estrutura
da grelha apresenta uma composição heterogénea: esparsa em regiões de
suavidade e densa em regiões de variação mais acentuada. As equações de
Maxwell são discretizadas usando wavelets interpolatórias em duas tipos de
malhas: entrelaçadas e não entrelaçadas. É feita a comparação do
desempenho de cada uma das malhas analisando o comportamento da
dispersão e estabilidade e são retiradas as principais conclusões. Para se
provar a viabilidade do método são apresentados diversos exemplos de
resultados a 1D. Para um dos exemplos é também feita a comparação dos
resultados obtidos por este método com os obtidos pelo FDTD.<br>FDTD remains one of the most often used numerical methods for the
simulation and analysis of electromagnetic structures. It is based on a sampled
(physical) representation of the electromagnetic fields, leading to a number of
advantages that include the ease with which sums, products and derivatives
can be implemented, and the simple and elegant way of handling boundary
conditions.
However, FDTD leads in most problems to dense (non-sparse) vectors and
matrices, determined by uniform meshes that may adequately represent
localized details, but that usually oversample elsewhere in space, increasing
the computation time.
For this reason there is a growing demand for adaptive numerical methods
based on adaptive meshes, that is, meshes that are finer in regions containing
transients, and coarser elsewhere. Since fields evolve with time, spatial
adaptivity is not enough. Time varying meshes, able to track the evolution of
the solution in time as well as in space, are also necessary for the efficient
solution of electromagnetic problems.
One way of obtaining these sparse adaptive meshes is to drop sampled
(physical space) representations, and adopt wavelet based representations.
First generation wavelets lead to the required adaptive representations, but
unfortunately do not seem as attractive when dealing with general boundary
conditions, or when computing nonlinear functions such as the product.
The methods adopted in this work emphasize second generation interpolating
wavelets. Because these wavelets interpolate, it is possible to maintain the
physical space representation, now based on nonuniformly sampled fields, and
to handle boundary conditions in a simple way. Furthermore, the computation
of products and sums is not difficult, and approximations to the derivatives can
be obtained based on finite differences.
We discretized Maxwell equations using two meshes, corresponding to the
electric and magnetic fields. The meshes can be either staggered or nonstaggered,
and adapt in space and in time to the nature of the fields. A
comparison of the performance of the staggered and non-staggered meshes is
presented, and conclusions are obtained as far as the stability and dispersion
are concerned. In order to show the feasibility of the methods, 1D examples
and comparisons with FDTD are described.
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Nagamine, Renato Kazuki. "Amortecimento ativo para redução da resposta aeroelástica via fluidos eletro reológicos." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-18022016-102138/.
Full textAbstract:
Fenômenos aeroelásticos podem levar à drástica redução na vida útil de uma aeronave ou ainda resultam em danos severos à estrutura. Para manter as respostas dinâmicas em níveis aceitáveis técnicas como as estruturas adaptativas têm sido aplicadas. Este conceito explora a integração entre os elementos ativos (atuadores e sensores) e o controlador à estrutura. Dentre os materiais próprios para uso em estruturas adaptativas estão os fluidos eletro-reológicos e magneto-reológicos que tem se mostrado como um dos mais promissores materiais ativos. Estes materiais apresentam rápidas mudanças nas suas propriedades reológicas devido à ação de um campo elétrico ou magnético. Para sua incorporação em uma estrutura é utilizada uma viga sanduíche que tem seu comportamento dinâmico modelado através do método GHM para incorporar a dependência da freqüência dos fluidos ER/MR em um modelo estrutural no domínio do tempo. Através do acoplamento deste modelo com o método da malha de vórtices, é possível estudar a resposta aeroelástica temporal. Também é analisada a eficiência dos fluidos ER/MR no atraso da ocorrência de flutter. Isto é feito com o auxílio do método PK que determina a velocidade crítica de flutter.<br>Aeroelastic phenomena can lead to a drastic reduction in the fatigue life of aircraft or result in severe structural damage. To keep the dynamical responses at acceptable levels techniques such as the so-called adaptive structures have been adopted. This approach integrates active elements and controllers (actuators and sensors) to the structure. Among the materials suitable for adaptive structures are the electro-rheological (ER) and magneto-rheological fluids which are some of the most promising active materials. This kind of materials presents change in their rheological properties due to action of an external field, such as electrical or magnetic. In order to integrate these kind of fluids in the structure a sandwich beam with ER/MR fluids core is studied. The dynamical behaviour is modelled through a GHM method to incorporate the frequency dependence of the ER/MR fluids in a structural time domain model. By coupling this model to a vortex lattice model, it is possible to study the aeroelastic response in time domain. The ER/MR fluids efficiency to delay the flutter occurrence is also studied by using a PK-method that determines a critical velocity of flutter.
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Vintimilla, Burgos Boris Xavier. "Approximation and geometric processing of digital images with adaptive triangular meshes." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2001. http://hdl.handle.net/10803/5931.
Full textAbstract:
Esta tesis se ha enfocado en el desarrollo y evaluación de un conjunto de técnicas eficientes para generar y procesar mallas triangulares adaptativas obtenidas a partir de imágenes digitales.<br/>Tres objetivos diferentes han sido considerados: (1) aproximación de imágenes digitales con mallas triangulares adaptativas, (2) ejecución de operaciones típicas de procesamiento de imagen sobre mallas triangulares adaptativas y (3) obtención de imágenes digitales a partir de mallas triangulares adaptativas.<br/><br/>Aproximación de Imágenes Digitales con Mallas Triangulares Adaptativas<br/>Dos nuevas técnicas para aproximar imágenes digitales con mallas triangulares adaptativas han sido estudiadas y desarrolladas en esta tesis.<br/><br/>La primera técnica aproxima una imagen digital dada con una malla triangular adaptativa garantizando un máximo error (tolerancia) con respecto a la imagen original.<br/><br/>La segunda técnica aproxima una imagen digital dada con una malla triangular adaptativa conservando las formas y discontinuidades presentes en la imagen, evitando criterios de optimización. Esta segunda técnica puede ser complementada con la primera si un máximo error debe ser garantizado.<br/><br/>Operaciones de Procesamiento de Imagen sobre Mallas Triangulares Adaptativas<br/>Un conjunto de técnicas para aplicar operaciones de análisis y realzado de imágenes sobre mallas triangulares adaptativas han sido desarrolladas en esta tesis. Estas técnicas permiten la ejecución de operaciones típicas de procesamiento de imagen a mallas triangulares que representan cualquier tipo de información, tales como imágenes de nivel de gris, mapas de profundidad (range images) o superficies de terreno. De este modo, cualquiera de las operaciones típicas de procesamiento de imagen ejecutadas sobre imágenes de nivel de gris pueden también ser aplicadas a mallas triangulares en general.<br/>Una ventaja adicional de las técnicas propuestas es que dado que las mallas triangulares procesadas pueden ser representaciones compactas de las imágenes digitales, algunas operaciones de procesamiento de imagen aplicadas en el dominio geométrico a mallas triangulares pueden ser ejecutas más eficientemente que si ellas son aplicadas en el dominio de imagen a las imágenes originales píxel por píxel.<br/><br/>Generación de Imágenes Digitales a partir de Mallas Triangulares Adaptativas<br/>Además de ser capaces de generar mallas triangulares adaptativas desde imágenes digitales, es también necesario proceder por el camino inverso a modo de determinar la exactitud con la cual las mallas obtenidas aproximan las imágenes originales. De este modo, dos técnicas eficientes que permiten la generación de imágenes digitales a partir de mallas triangulares adaptativas han sido propuestas. La primera técnica muestrea cada triángulo de la malla dada uniformemente en tantas posiciones como píxeles aquel triángulo cubre. El resultado es una imagen digital aproximante. La segunda técnica genera una imagen digital a partir de una malla triangular adaptativa dada aplicando funciones de la libreria gráfica OpenGL, las cuales están implementadas tomando ventaja de la aceleración por hardware. En este forma, el estado de generación de imagen llega a ser significativamente más rápido que la anterior técnica de muestreo uniforme geométrico.<br/>Aunque los objetivos anteriores deben ser entendidos dentro del campo de procesamiento de imagen, muchas de las técnicas propuestas pueden ser aplicadas a otros campos tales como: visión por computador, robótica, modelado de superficies de terreno o imágenes médicas, por mencionar unos pocos.<br>This dissertation has focused on the development and evaluation of a set of efficient techniques to generate and to process adaptive triangular meshes obtained from digital images. Three different goals have been considered: (1) approximating digital images with adaptive triangular meshes, (2) performing typical image processing operations upon adaptive triangular meshes and (3) obtaining digital images from adaptive triangular meshes.<br/><br/>Approximation of Digital Images with Adaptive Triangular Meshes<br/><br/>Two new techniques for approximating digital images with adaptive triangular meshes have been studied and developed in this dissertation. The first technique approximates a given digital image with an adaptive triangular mesh guaranteeing a maximum error (tolerance) with respect to the original image. The second technique approximates a given digital image with an adaptive triangular mesh by preserving the shapes and discontinuities present in the image, avoiding optimization criteria. This second technique can be complemented with the first one if a maximum error is to be guaranteed.<br/><br/>Image Processing Operations upon Adaptive Triangular Meshes<br/><br/>A set of techniques to perform image analysis and enhancement operations upon adaptive triangular meshes has been developed in this dissertation. These techniques allow the application of typical image processing operations to triangular meshes that represent any type of information, such as gray-level images, range images or terrain surfaces. Hence, many of the typical image processing operations performed upon gray-level images can also be performed to triangular meshes in general.<br/><br/>An additional advantage of the proposed techniques is that since the processed triangular meshes can be compact representations of digital images, some image processing operations applied in the geometric domain to triangular meshes can run more efficiently that if they are applied in the image domain to the original images pixel by pixel.<br/><br/>Generation of Digital Images from Adaptive Triangular Meshes<br/><br/>Besides being able to generate adaptive triangular meshes from digital images, it is also necessary to proceed in the other way round in order to determine the accuracy with which the obtained meshes approximate the original images. Hence, two efficient techniques that allow the generation of digital images from adaptive triangular meshes have been proposed. The first technique samples every triangle of the given mesh uniformly at as many positions as pixels that triangle covers. The result is an approximating digital image. The second technique generates a digital image from a given adaptive triangular mesh by applying functions of the OpenGL graphics library, which are implemented by taking advantage of hardware acceleration. In this way, the image generation stage turns out to be significantly faster than with the previous geometric uniform sampling technique.<br/><br/>Although the previous objectives must be understood within the field of image processing, many of the proposed techniques can be applied to other fields such as: computer vision, robotics, terrain surface modeling or medical imaging, to mention a few.
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Ferreira, Vitor Maciel Vilela. "A hybrid les / lagrangian fdf method on adaptive, block-structured mesh." Universidade Federal de Uberlândia, 2015. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14982.
Full textAbstract:
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais<br>Esta dissertação é parte de um amplo projeto de pesquisa, que visa ao desenvolvimento de uma plataforma computacional de dinâmica dos fluidos (CFD) capaz de simular a física de escoamentos que envolvem mistura de várias espécies químicas, com reação e combustão, utilizando um método hibrido Simulação de Grandes Escalas (LES) / Função Densidade Filtrada (FDF) Lagrangiana em malha adaptativa, bloco-estruturada. Uma vez que escoamentos com mistura proporcionam fenômenos que podem ser correlacionados com a combustão em escoamentos turbulentos, uma visão global da fenomenologia de mistura foi apresentada e escoamentos fechados, laminar e turbulento, que envolvem mistura de duas espécies químicas inicialmente segregadas foram simulados utilizando o código de desenvolvimento interno AMR3D e o código recentemente desenvolvido FDF Lagrangiana de composição. A primeira etapa deste trabalho consistiu na criação de um modelo computacional de partículas estocásticas em ambiente de processamento distribuído. Isto foi alcançado com a construção de um mapa Lagrangiano paralelo, que pode gerenciar diferentes tipos de elementos lagrangianos, incluindo partículas estocásticas, particulados, sensores e nós computacionais intrínsecos dos métodos Fronteira Imersa e Acompanhamento de Interface. O mapa conecta informações Lagrangianas com a plataforma Euleriana do código AMR3D, no qual equações de trans- porte são resolvidas. O método FDF Lagrangiana de composição realiza cálculos algébricos sobre partículas estocásticas e provê campos de composição estatisticamente equivalentes aos obtidos quando se utiliza o método de Diferenças Finitas para solução de equações diferenciais parciais; a técnica de Monte Carlo foi utilizada para resolver um sistema derivado de equações diferenciais estocásticas (SDE). Os resultados concordaram com os benchmarks, que são simulações baseadas em plataforma de Diferenças Finitas para solução de uma equação de transporte de composição filtrada.<br>This master thesis is part of a wide research project, which aims at developing a com- putational fluid dynamics (CFD) framework able to simulate the physics of multiple-species mixing flows, with chemical reaction and combustion, using a hybrid Large Eddy Simulation (LES) / Lagrangian Filtered Density Function (FDF) method on adaptive, block-structured mesh. Since mixing flows provide phenomena that may be correlated with combustion in turbulent flows, we expose an overview of mixing phenomenology and simulated enclosed, ini- tially segregated two-species mixing flows, at laminar and turbulent states, using the in-house built AMR3D and the developed Lagrangian composition FDF codes. The first step towards this objective consisted of building a computational model of notional particles transport on distributed processing environment. We achieved it constructing a parallel Lagrangian map, which can hold different types of Lagrangian elements, including notional particles, particu- lates, sensors and computational nodes intrinsic to Immersed Boundary and Front Tracking methods. The map connects Lagrangian information with the Eulerian framework of the AMR3D code, in which transport equations are solved. The Lagrangian composition FDF method performs algebraic calculations over an ensemble of notional particles and provides composition fields statistically equivalent to those obtained by Finite Differences numerical solution of partially differential equations (PDE); we applied the Monte Carlo technique to solve a derived system of stochastic differential equations (SDE). The results agreed with the benchmarks, which are simulations based on Finite Differences framework to solve a filtered composition transport equation.<br>Mestre em Engenharia Mecânica
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"Refinamento adaptativo de malhas 2D e 3D para a solução numerica de problemas de propagação eletromagnetica." Tese, Biblioteca Digital da Unicamp, 2000. http://libdigi.unicamp.br/document/?code=vtls000205786.
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Durão, Tiago Filipe Lopes. "Desenvolvimento de um modelo variacional de fratura através de um refinamento adaptativo de malha." Master's thesis, 2015. http://hdl.handle.net/10362/16387.
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