Dissertations / Theses: 'Modelagem em elementos finitos'

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Cecílio, Diogo Lira 1983. "Modelagem e simulação elastoplástica em elementos finitos." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258710.

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Abstract:

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
Made available in DSpace on 2018-08-18T01:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cecilio_DiogoLira_M.pdf: 5163879 bytes, checksum: 102fa941f977c8a36107d3d37f05c5af (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: Este estudo revisa os fundamentos da teoria da plasticidade incremental em uma formulação elastoplástica do comportamento no ponto material e sua ligação com o método dos elementos finitos. Documenta a implementação na linguagem de programação C++ dos modelos elastoplásticos de Drucker-Prager, Mohr-Coulomb e von Mises. É realizado uma série de simulações de carregamento uniaxial para os modelos implementados e finalmente solucionados três problemas elastoplásticos em elementos finitos. Em cada um dos problemas resolvidos foi utilizado o modelo elastoplástico adequado ao material do problema em questão. Os problemas solucionados foram todos em estado plano de deformação e consistiram em: i) um ensaio de compressão diametral; ii) um problema de estabilidade de taludes; iii) e um tubo de aço pressurizado internamente. A implementação da formulação elastoplástica foi validada comparando os resultados das simulações com os da literatura
Abstract: This work reviews the fundamentals of the theory of plasticity in an incremental formulation of the elastoplastic behavior at a material point and its connection with the finite element method. It documents the implementation of the elastoplastic models of Drucker-Prager, Mohr-Coulomb and von Mises in the programming language C++. A series of simulations of uniaxial loading models are carried out and three problems in elastoplastic finite element method are solved. In each of the modeled cases the most appropriate elastoplastic model among those implemented is employed. The problems were solved in plane strain state and comprise: i) a diametral compression test of concrete or Brazilian Disc Test; ii) a problem of slope stability; iii) and an internally pressurized vessel. The implementation of the elastoplastic formulation was validated by comparing the simulation results with the results from the literature
Mestrado
Estruturas
Mestre em Engenharia Civil

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Zanitti, Mateus de Andrade. "Modelagem em elementos finitos de vigas flexíveis girantes." Ilha Solteira, 2018. http://hdl.handle.net/11449/154408.

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Orientador: Gustavo Luiz Chagas Manhães de Abreu
Resumo: Este trabalho trata do desenvolvimento, análise e validação das equações do movimento de vigas flexíveis girantes formulada pelo método dos Elementos Finitos. A modelagem da viga é feita através do modelo proposto de viga de Euler-Bernoulli e a deformação é representada pelo tensor de deformação de Green-Lagrange. As equações globais para os modos longitudinal, lag e flap são obtidas pelo método de energia de Lagrange e a discretização é feita pelo método dos Elementos Finitos. São propostos modelos de viga elementar com dois e três graus de liberdade por nó e sua validação é feita, num primeiro momento, pela comparação das frequências naturais e posteriormente pela resposta, em regime transiente, dos deslocamentos da viga, através da comparação dos resultados obtidos com os dados disponíveis na literatura, sendo que a influência do acoplamento entre os modos longitudinal e lag é investigada para a dinâmica em regime transiente. O trabalho termina comentando as potencialidades da proposta apresentada, discutindo as facilidades e dificuldades encontradas na sua implementação e apontamentos para o desenvolvimento de trabalhos futuros.
Abstract: This work deals with the development, analysis and validation of the motion equations of the flexible rotating beams formulated by the Finite Element method. The beam modeling is done through the proposed Euler-Bernoulli beam model and the deformation is represented by the Green-Lagrange deformation tensor. The global equations for the longitudinal, lag and flap modes are obtained by the Lagrange energy method and the discretization is done by the Finite Element method. A discrete beam model with two and three degrees of freedom per node is proposed and its validation is done, firstly, by comparing the natural frequencies and later by the transient response of the beam displacements, by comparing the results obtained with the data available in the literature, and the influence of the coupling between the longitudinal and lag modes is investigated for the transient dynamics. This work is concluded presenting the potentialities of the design methodology proposed and future developments to be implemented.
Mestre

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Pereira, de Freitas Filho Nilson. "Modelagem de pilares paredes em edifícios." Universidade Federal de Pernambuco, 2002. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5890.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7271_1.pdf: 3186149 bytes, checksum: 6955dd99a75817f6a28610efcc2a2b8f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002
A construção de edifícios com grandes alturas e esbeltos requerem a consideração de alguns aspectos de análise como imperfeição geométrica global e localizada, a não- linearidade geométrica e física, a modelagem adequada dos elementos estruturais com ênfase aos pilares parede,etc. São tópicos carentes de bibliografia referente às estruturas de concreto armado. Neste trabalho, estuda-se o comportamento de pilares parede de um edifício real, onde os pilares foram modelados como elementos finito de barra e como elementos finito de casca.Também, avalia-se a importância da imperfeição geométrica global, além da simulação da não linearidade física. As lajes foram representadas por diafrágmas, considerando-se as ações das mesmas nas vigas. Todo o estudo foi realizado empregando-se quando necessário o texto de revisão da nova norma NBR 6118 / 00. Considerou-se como ações atuantes, o peso próprio dos elementos estruturais, peso das paredes, sobrecargas, ação do vento nas duas direções principais, imperfeição geométrica global, levando-se em conta as várias combinações de esgotamento da capacidade resistente para peças de concreto armado com seus respectivos coeficientes de ponderação. Fez-se comparações dos deslocamentos e esforços resultantes de simulações dos pilares paredes como elementos de barra e como elementos de casca. Observa-se que, como era de se esperar, os valores obtidos nos dois modelos não coincidem, porém, em geral, são resultados próximos

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SILVA, NETO Francisco de Assis. "Modelagem acústica por diferenças finitas e elementos finitos em 2-D e 2,5-D." Universidade Federal do Pará, 2004. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/5916.

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Abstract:

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-10-21T17:52:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemAcusticaDiferencas.pdf: 4829237 bytes, checksum: 03867ad81b9e0d7c317021383f2e8665 (MD5)
Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-22T13:35:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemAcusticaDiferencas.pdf: 4829237 bytes, checksum: 03867ad81b9e0d7c317021383f2e8665 (MD5)
Made available in DSpace on 2014-10-22T13:35:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemAcusticaDiferencas.pdf: 4829237 bytes, checksum: 03867ad81b9e0d7c317021383f2e8665 (MD5) Previous issue date: 2004
FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A modelagem acústica fornece dados úteis para avaliação de metodologias de processamento e imageamento sísmico, em modelos com estrutura geológica complexa. Esquemas de diferenças finitas (DF) e elementos finitos (EF) foram implementados e avaliados em modelos homogêneos e heterogêneos. O algoritmo de diferenças finitas foi estendido para o caso 2,5-D em modelos com densidade variável. Foi apresentada a modelagem de alvos geológicos de interesse exploratório existentes na Bacia Paleozóica do Solimões na Amazônia. Reflexões múltiplas de longo período produzidas entre a superfície livre e a discordância Cretáceo-Paleozóica, a baixa resolução da onda sísmica nas proximidades do reservatório e as fracas reflexões na interface entre as rochas reservatório e as rochas selantes são as principais características dos dados sintéticos obtidos, os quais representam um grande desafio ao imageamento sísmico.
Acoustic modeling provides useful synthetic data for evaluating seismic processing and imaging in complex geological settings. High order finite difference (FD) and finite elements (FE) was implemented and evaluated in homogeneous and inhomogeneous model. The FD algorithm are estended to 2,5-D for variable density models. Seismic modeling of oil reservoirs targets somewhat similar to those occuring at Paleozoic Basins in the Amazon are presented. Long period multiples produced between the free-surface and the Cretaceous- Paleozoic interface, the low resolution of the seismic waves near the reservoir and the week reflections at the interface between the reservoir rocks and the cap rock are the main features of the synthetics which presents a challenge to seismic imaging.

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Righi, Luiz Antônio. "Modelagem das perdas em dispositivos eletromagnéticos /." Florianópolis, SC, 2000. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/78364.

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Abstract:

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de SantaCatarina, Centro Tecnológico.
Made available in DSpace on 2012-10-17T13:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:03:19Z : No. of bitstreams: 1 161331.pdf: 8823409 bytes, checksum: b32f38b04a5608b79cfcf1dc8c06a3ae (MD5)
O presente trabalho propõe uma nova abordagem para o cálculo das perdas passo a passo no tempo, usando o método de Elementos Finitos em duas dimensões. A técnica apresentada permite calcular perdas em dispositivos com geometrias especiais alimentadas em tensão com uma forma de onda não senoidal. O software desenvolvido calcula as perdas no domínio do tempo, e dispensa a convencional decomposição em componentes harmônicos. Modelou-se o material magnético em quatro partes distintas: (a) curva de magnetização sem histerese; (b) histerese estática; (c) perda clássica por correntes de Foucault induzidas nas lâminas; e (d) perda anômala ou excedente. Uma das mais importantes contribuições deste trabalho é o modelo de histerese vetorial. Desenvolveu-se uma metodologia para determinar os parâmetros do modelo, ajustando-se as curvas simuladas e experimentais com mínimo erro quadrático médio. Os resultados mostram que esta técnica de simulação pode ser uma importante ferramenta para a análise e síntese de dispositivos eletromagnéticos considerando as perdas no ferro e nos condutores.

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Luna, Bruno Gustavo Borges. "Modelagem Automática de Escoamentos em Meios Porosos via Método dos Elementos finitos." Universidade Federal de Pernambuco, 2012. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/11459.

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Abstract:

Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-03-09T14:06:25Z No. of bitstreams: 2 MScThesis_BrunoLuna_2012_ComFichaCatalografica.pdf: 5190909 bytes, checksum: 000b07a9018b924b98112b80c311e180 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
Made available in DSpace on 2015-03-09T14:06:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 MScThesis_BrunoLuna_2012_ComFichaCatalografica.pdf: 5190909 bytes, checksum: 000b07a9018b924b98112b80c311e180 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012
A simulação de escoamentos multifásicos em meios porosos impõe vários desafios de ordem numérica devido a uma série de fatores, como os meios altamente anisotrópicos e heterogêneos tratados neste tipo de análise, as Equações Diferencias Parciais (EDP) de natureza acoplada elíptica-hiperbólica que descrevem o fenômeno, entre outros. Uma vez definidas as formulações matemáticas e numéricas a serem utilizadas para modelar adequadamente o escoamento, encontra-se outra dificuldade na codificação destes métodos, já que, usualmente, despende-se um tempo considerável para o desenvolvimento de programas de computador que implementem formulações para casos gerais ou complexos. Este trabalho apresenta a implementação de um software criado utilizando a linguagem Python e a ferramenta computacional FEniCS para a geração automática de código de baixo-nível em C++ aplicado na solução numérica de escoamentos mono- e bifásicos em meios porosos usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Foram testados o MEF de Galerkin e o Método dos Elementos Finitos Mistos (MEFM) para a solução da equação da pressão (pressão e velocidade no caso do MEFM) e o MEF com estabilização via Streamline Upwind Petrov Galerkin (SUPG) e operador de captura de choque para a equação da saturação. Para a solução do sistema de equações lineares provenientes do MEF de Galerkin foram utilizadas técnicas de aceleração de convergência via Método Multigrid Algébrico (AMG). Os métodos descritos neste trabalho são gerais o suficiente para lidar com problemas tridimensionais, heterogêneos e anisotrópicos. Exemplos são apresentados e resultados discutidos para problemas uni- e bidimensionais com domínios homogêneos e heterogêneos com tensores de permeabilidade iso- e anisotrópicos. A comparação favorável dos resultados obtidos com soluções analíticas e referências da literatura demonstra o potencial da ferramenta desenvolvida para a simulação de escoamentos em meios porosos.

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Cerqueira, Fernando Antonio de. "Modelagem por elementos finitos da associação fluxo e equilíbrio em problemas de engenharia geotecnica." Universidade de Fortaleza, 2004. http://dspace.unifor.br/handle/tede/69957.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2019-04-05T23:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-03-29
During the construction of geotechnical works, it is waited that deformations in the soil happen due to factors that are associated with the variation of the strain state s, such as: its own structure weigh, the pore-pressure, the suction, etc. After its construction, it is possible still happening significant variations in the state of tensions. For instance, the level of water in the establishment underground of a superficial foundation can be seasonably modified or for some lowering type, changing the state of stress and could take to occurrences of additional deformations. The earth dams built without compacting control and with low water content can generate a meta-stable structure, in other words, unsaturated soils that can suffer an extreme rearrange of the particles with great volume decrease during the flow of transient water, with or without additional loads. The stress-strain and water flow phenomena are dependent amongst themselves, and for a forecast analysis, the solution would be to adopt a joining, obtaining most realistic results, however with very more complexity. The proposal would be to associate the two phenomena, which would work in a consequent way with an association of events. For the accomplishment of complex analyses with larger domain borders, it is necessary the use of such numeric methods as the Finite Elements Method (FEM). In this work, it intends to develop a numeric implementation with two softwares that use the Method of the Finite Elements: one that works with flow in porous media in the condition stationary or transient (SEEP/W) and the other that analyzes the stress-strain behavior of unsaturated soils (UNSTRUCT). In hypothesis, it is had that the softwares are, in terms of numbers, based in the Finite Elements Method and they can work associates. The association takes the most realistic results and they can be obtained in a simpler way. The relevance of the work is in the fact that now a strong tendency exists in the world in treating the soil with the consideration of the possibility of no saturation.
Durante a construção de obras geotécnicas é esperado que ocorram deformações no solo devido a fatores que estão associados com a variação do estado de tensões efetivas, tais como: peso próprio da estrutura, a poro-pressão, a sucção, etc. Após a construção é possível ainda ocorrer variações significativas no estado de tensões. Por exemplo, o nível d´água no subsolo de assentamento de uma fundação superficial poderá ser modificado sazonalmente ou por algum tipo de rebaixamento, alterando o estado de tensões e podendo levar a ocorrências de deformações adicionais. As barragens de terra construídas sem controle de compactação e com baixa umidade podem gerar uma estrutura metaestável, ou seja, solos não-saturados que podem sofrer um rearranjo radical das partículas com grande diminuição de volume durante o fluxo de água transiente, com ou sem cargas adicionais (Bara, 1976). Os dois fenômenos tensão-deformação e fluxo de água são dependentes entre si, e para uma análise de previsão, a solução seria adotar um acoplamento, tornando os resultados mais realistas, porem com muito mais complexidade. A proposta seria associar os dois fenômenos, que trabalhariam de forma conseqüente com uma associação de eventos. Para a realização de análises complexas com maiores fronteiras de domínio, é necessária a utilização de métodos numéricos tais como o Método dos Elementos Finitos (MEF). Neste trabalho pretende-se desenvolver uma implementação numérica com dois softwares que usam o Método dos Elementos Finitos: um que trabalha com fluxo em meios porosos na condição estacionária ou transiente (SEEP/W) e o outro que analisa o comportamento tensão-deformação dos solos não-saturados (UNSTRUCT). Em hipótese, tem-se que os softwares são baseados numericamente, no Método dos Elementos Finitos e podem trabalhar associados. A associação leva à resultados mais realistas e podem ser obtidos de forma mais simples. A relevância do trabalho está em que atualmente existe uma forte tendência no mundo em tratar o solo com a consideração da possibilidade de não saturação.

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Helena, Melo Ferrer de Morais Maria. "Modelagem de fenômenos osmóticos de fluxo e deformação em solos argilosos." Universidade Federal de Pernambuco, 2006. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5538.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6170_1.pdf: 1110483 bytes, checksum: 8862c7b10cd2770b27b0eee6e5d4c940 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006
Os solos argilosos quimicamente ativos, quando expostos a contaminantes químicos tais como soluções salinas, apresentam alterações no comportamento hidráulico e mecânico cujas explicações fogem aos conceitos da mecânica dos solos tradicional. Esta dissertação visa modelar a influência dos efeitos osmóticos no comportamento dos solos argilosos, buscando a compreensão dos fenômenos que os envolvem através de uma formulação matemática que acopla os comportamentos hidráulico, mecânico e geoquímico do solo. De maneira mais específica, a pesquisa tem como objetivo calibrar os parâmetros de acoplamento necessários à simulação numérica via elementos finitos. São eles: a eficiência osmótica (ω), a constante cinética (β) e o termo de razão entre o coeficiente geoquímico de variação volumétrica e o coeficiente mecânico de variação volumétrica (ζ). Os ensaios realizados por Santamarina & Fam (1995) e Fam & Santamarina (1996) foram utilizados como base de referência para a validação do modelo proposto. Diversos cenários com distintos níveis de acoplamento entre os fenômenos foram testados no simulador a fim de se alcançar a reprodução satisfatória dos resultados experimentais. O código de elementos finitos usado foi o CODE_BRIGHT, desenvolvido por Olivella et al. (1995) e complementado por Guimarães (2002). Os resultados da simulação indicaram que o modelo proposto reproduziu de maneira bastante coerente os problemas analisados, com um bom ajuste entre as curvas teóricas e experimentais. Verificou-se a sensibilidade das respostas do problema à variação dos parâmetros de acoplamento. O modelo foi capaz de identificar claramente os dois tipos de adensamento químico (adensamento osmótico e o adensamento osmoticamente induzido) ocorrendo simultaneamente num mesmo ensaio

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Melo, Thiago Braido Nogueira de. "Modelagem numérica de impacto em concreto armado utilizando o método dos elementos finitos." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2011. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1963.

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Abstract:

Este trabalho apresenta o modelamento da resposta dinâmica do concreto armado, quando impactado por projéteis cônicos, ogivais e semi-esféricos, utilizando-se o Método de Elementos Finitos. Foram utilizados os modelos de material JH2 e Johnson-Cook para modelar o comportamento do concreto e do projétil, respectivamente. Foram utilizados resultados da literatura para validação do modelo para velocidades de impacto na faixa de 381 a 1058 m/s. Foi desenvolvido ainda um aparato de ensaios para validar o modelo para impactos na ordem de 240 m/s, utilizando-se câmeras de alta velocidade para medir o ângulo, velocidade de impacto e velocidade residual. O modelo conseguiu, de forma satisfatória, prever as velocidades residuais.

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Gonçalves, Fernando Rogério. "Equações constitutivas ortótropas para a modelagem de membranas: teoria e implementação em elementos finitos." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-03072013-121443/.

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Abstract:

O emprego das estruturas de membrana é cada dia mais frequente em edificações de relevância civil e arquitetônica, em especial para a cobertura de grandes vãos. Sua aplicabilidade, contudo, vai além da construção civil, sendo igualmente importante nas indústrias das engenharias mecânica, naval, oceânica, aeroespacial e biomédica: aeronaves, satélites, paraquedas, airbags, velas de embarcações, moinhos de vento e até aplicações biomecânicas com tecidos humanos ou artificiais utilizam a tecnologia das estruturas de membrana. O comportamento mecânico de grande parte das membranas estruturais pode ser idealizado como uma casca isótropa de pequena espessura reforçada por uma membrana ortótropa. O objetivo desta pesquisa de mestrado é dar continuidade aos estudos referentes às teorias de casca geometricamente exatas desenvolvidas por [1], [2], [3] e [4], e sua generalização para o âmbito das membranas iniciada em [5]. Pretende-se contribuir, principalmente, para o desenvolvimento de equações constitutivas ortótropas consistentes para grandes deformações, apresentar uma metodologia para calibração dos parâmetros materiais destas equações constitutivas e para a análise de estabilidade com vistas ao estudo do fenômeno do enrugamento.
The use of membrane structures is becoming increasingly common in buildings of architectural and civil engineering importance, especially to cover large spans. Its applicability, however, goes beyond the construction industry being equally important in the industries of mechanical, naval, ocean, aerospace and biomedical engineering: aircraft, satellites, parachutes, airbags, sails of boats, windmills and even biomechanical applications with human and artificial tissues use the technology of membrane structures. The mechanical behavior of most structural membranes can be idealized as an isotropic thin shell reinforced by an orthotropic membrane. The objective of this work is to continue the studies on the geometrically exact shell theories developed by [1], [2] , [3] and [4] and its generalization to the scope of the membranes initially studied by [5]. It aims intended to contribute mainly to the development of consistent orthotropic constitutive equations for large deformations, to present a methodology for the calibration of the material parameters in those constitutive relations and for the stability analysis in order to study the phenomenon of wrinkling.

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Freitas, Andresa. "Modelagem da evolução do dano ortotrópico acoplado à elastoplasticidade em metais." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2012. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93696.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010
Made available in DSpace on 2012-10-25T02:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279865.pdf: 1759107 bytes, checksum: c6adc3fb5d686d59c77ac3ecb59c7183 (MD5)
Neste trabalho, estuda-se um modelo de dano dúctil tridimensional baseado nos princípios da mecânica do contínuo, na hipótese de equivalência de deformação e no conceito de tensão efetiva, com base numa metodologia fundamentada na termodinâmica dos processos irreversíveis. Faz-se o acoplamento das teorias de elastoplasticidade e dano (modelo de Lemaitre) a fim de realizar uma simulação numérica da evolução do dano em estruturas, via Método dos Elementos Finitos (MEF). Postulados da mecânica do dano em meio contínuo foram utilizados buscando-se incorporar o dano como uma variável interna. Primeiramente utiliza-se uma variável de dano escalar isotrópica e posteriormente introduz-se a anisotropia na distribuição das micro-trincas, através do dano ortotrópico, representado por um tensor simétrico de segunda ordem. O código computacional desenvolvido é baseado no MEF e no modelo constitutivo de Lemaitre que é próprio para materiais metálicos, considerando-se um comportamento isotrópico do material, com encruamento isotrópico linear e critério de plastificação de von Misses. O algoritmo numérico correspondente à integração das equações constitutivas é baseado em uma etapa de previsão (estado elástico teste) e uma etapa de correção (estado corretor plástico/dano), sendo que a implementação da simulação numérica é realizada com a utilização do programa MATLAB. Apresentam-se o algoritmo de integração e mapeamento de retorno baseado no modelo constitutivo mencionado acima, bem como os resultados da análise numérica.
In this paper, a three-dimensional ductile damage model based on principles of continuum mechanics is analyzed. The hypothesis of strain equivalence and the concept of effective stress, according to a methodology based on the thermodynamics of irreversible processes govern the model. The theories of elastoplasticity and damage (Lemaitre model) are coupled to perform a numerical simulation of the evolution of damage in structures through the finite element method (FEM). Postulates of damage mechanics in solid medium are used to incorporate the damage as an internal variable of the model. An isotropic scalar damage variable is firstly used and later the anisotropy in the distribution of microcracks is introduced through the orthotropic damage which is represented by a second order symmetric tensor. The program developed is based on FEM and the constitutive model of Lemaitre is suitable for metallic materials, considering an isotropic material behavior with linear isotropic hardening and von Misses yield criteria. The corresponding numerical algorithm integrating the constitutive equations is based on a prediction step (elastic trial state) and a correction step (plastic/damage corrector state), and the implementation of the numerical simulation was performed using the MATLAB R. The algorithm for integration and mapping of return based on the constitutive model are presented, as well as the results of numerical analysis.

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Carvalho, Marcelo Parmentier. "Análise de tensões e deformações em estruturas termoplásticas usando o método de elementos finitos." Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 2007. http://hdl.handle.net/10923/3279.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000397594-Texto+Completo-0.pdf: 5870424 bytes, checksum: d8be5771efcfbddb88fa6ac684d6ad3c (MD5) Previous issue date: 2007
The application of polymers materials in our daily has been greatly used because had excellent properties like low density and rise rigidity, and the possibility to mold parts in the most varied shapes. It is very important that the designers have tools available to aid for analysis and optimization that they make possible to size up in fast and safe way the parts to be manufactured. The designers have to consider the structural requirements, the functional characteristics and the restrictions imposed in the manufacture process. The objective of the present work is to developed a computational model for analyze the stress and deformations in whole plastic chairs made by polypropylene resin. The computational model is based on finite element method and was developed using a commercial package named SolidWorks/CosmosWorks 2007. Static and dynamic tests had been done in the chair following the Brazilian standards tests NBR 14776, the tests was made in laboratory of electronics testing PUCRS – LABELO aiming the validation of the developed model. Tensile and bend tests had been done according with norms NBR 9622, ASTM D 638 and ASTM D 790. The tests were realized in a samples obtained of the chair, that experiments had provide the mechanical characteristics of the material, necessary to the computational simulations. The computational model was validated doing simulations with different loadings and constrains. The validated model can find stress and deformations of the chair.
A aplicação dos materiais poliméricos em nosso cotidiano tem sido grandemente difundida em razão de características como a excelente combinação de baixa massa específica e elevada rigidez, e a possibilidade de moldar peças nas mais variadas formas. É, pois de fundamental importância que o projetista disponha de ferramentas de auxílio para a análise e otimização que possibilitem dimensionar de modo rápido e seguro a peça a ser fabricada, considerando os requisitos estruturais, características funcionais e restrições impostas pelo processo de fabricação. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo computacional para análise de tensões e deformações em cadeiras plásticas tipo monobloco confeccionadas em resina de polipropileno. O modelo computacional baseia-se no Método dos Elementos Finitos e foi desenvolvido usando o pacote comercial SolidWorks/CosmosWorks 2007. Ensaios experimentais estáticos e dinâmicos da cadeira, segundo a Norma NBR 14776, foram realizados no Laboratório de Ensaios Eletroeletrônicos da PUCRS – LABELO, visando à validação do modelo desenvolvido. Igualmente, ensaios experimentais de tração e flexão, segundo as Normas NBR 9622, ASTM D 638 e ASTM D 790, foram realizados em corpos de prova confeccionados com material retirado da cadeira. Estes ensaios forneceram as características mecânicas do material, necessárias às simulações computacionais. Simulações de carregamento e vinculação foram executadas mostrando a validade do modelo computacional desenvolvido para a análise de tensões e deformações da cadeira.

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Pacheco, Thiago Mendon?a. "Influ?ncia do modelo de fissura??o na modelagem em elementos finitos de vigas de concreto armado." Universidade Estadual de Feira de Santana, 2014. http://localhost:8080/tede/handle/tede/131.

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Abstract:

Submitted by Natalie Mendes (nataliermendes@gmail.com) on 2015-07-29T00:55:23Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o Thiago Pacheco.pdf: 4385957 bytes, checksum: bbeb8d3248bb5fe4a1563d8d8c81ffb1 (MD5)
Made available in DSpace on 2015-07-29T00:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o Thiago Pacheco.pdf: 4385957 bytes, checksum: bbeb8d3248bb5fe4a1563d8d8c81ffb1 (MD5) Previous issue date: 2014-11-07
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES
Concrete is a very versatile material widely used by the construction industry. However, the adequate application of your nonlinear behavior, by numerical methods is still a major challenge in structural engineering. In this workwas evaluated three methods of distributed crackingbased Fracture Mechanics: fixed rotational and multidirectional. , To this the flexural behavior of beam was simulated numerically by the commercial software DIANA ?, and compared with experimental results reported in the literature. For the beams that failed by bending, the numerical simulation for all three models shown agreement with experimental results with ability to predict the equilibrium path, the maximum load and deformation failure. However, to analysis of beams that failed by shear, the fixed crack model did not capture properly the rupture load and the rotational model presented numerical instability after the start of diagonal cracking. Moreover, the multidirectional model describes the complete load-displacement behavior and adequately predicts the appearance of diagonal cracks as well as the latest load and deformation.
O concreto ? um material muito vers?til e de larga utiliza??o pela ind?stria da constru??o civil. A avalia??o do seu comportamento n?o linear f?sico, por?m, ainda ? um dos grandes desafios da engenharia estrutural. Como forma de contribuir com esse ramo, esta disserta??o tem como pretens?o avaliar tr?s m?todos da Mec?nica da Fratura de fissura??o distribu?da: fixo, rotacional e multidirecional Para isso foram simuladas numericamente, atrav?s do software comercial DIANA?, ensaios de flex?o de vigas, registrados na literatura,com ruptura por flex?o e por cisalhamento. Para as vigas com falha por flex?o, todos os tr?s modelos apresentam bons resultados com capacidade para prever o caminho de equil?brio, a carga m?xima e a deforma??o de falha para o estado limite ?ltimo. Todavia, para as vigas com falha por cisalhamento, o modelo fixo de fissura??o n?o captou a ruptura corretamente e para o modelo rotacional de fissura??o foi verificada grande instabilidade num?rica ao determinar o caminho de equil?brio, ap?s o surgimento da fissura diagonal. J? o modelo multidirecional descreve com precis?o o caminho de equil?brio e capta o surgimento da fissura diagonal bem como, a carga e deforma??o ?ltimas.

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Siacara, Adrian Torrico. "Modelagem numérica com elementos finitos de arrancamento de fundações em solos tratados com fibra." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/156822.

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Abstract:

objetivo principal do trabalho é determinar a capacidade última de tração (arrancamento) de uma fundação com solo tratado no topo a partir de uma modelagem numérica com o programa computacional Abaqus a partir dos ensaios feitos em solos tratados. Os modelos numéricos foram feitas a partir dos ensaios ao arrancamento em solos tratados por Ruver, 2011 e Girardello, 2014 para um aterro de areia (proveniente da cidade de Osório/RS) e areia com fibra (monofilamentos de polipropileno). Foi feito um modelo numérico inicial com as propriedades geotécnicas de ensaios feitos em laboratório e campo para depois fazer um ajuste do modelo com os ensaios ao arrancamento. Foi avaliado o modelo numérico de areia e areia-fibra para as tensões iniciais, deslocamentos inciais e a etapa geostatic porque não só é ter bons resultados nas figuras do ajuste, mas se ter um modelo numérico bem feito que apresente um comportamento próximo da realidade numericamente. Foram avaliados os benefícios gerados pelo aumento da capacidade de carga de fundações escavadas e reaterradas com areia fina e homogênea, areia-fibra, avaliando sua influência geotécnica (coesão, ângulo de atrito e módulo de elasticidade) a partir de uma análise paramétrica. Foi feito um método de dimensionamento e estimativa da capacidade ao arrancamento para um aterro com areia e areia-fibra a partir das metodologias internacionais e os modelos numéricos.
The main objective of the work is to determine the ultimate traction (pullout) capacity of a foundation with treated soil at the top from a numerical modeling with the Abaqus computational program from the tests on treated soils. The numerical models were made from the pullout tests on soils treated by Ruver, 2011 and Girardello, 2014 for a sand dump (from the city of Osório / RS) and sand with fiber (polypropylene monofilaments). An initial numerical model was made with the geotechnical properties of laboratory and field tests to later calibrate the model with the pullout tests. It was evaluated the numerical model of sand and sand-fiber for the initial stresses, displacements and the geostatic step because not only is it to have good results in the figures of the calibration, but it is necessary to have a well-designed numerical model that presents behavior close to reality numerically. It was evaluated the benefits generated by the increase of the load capacity of excavated foundations and recovered with fine sand and homogeneous, sand-fiber, evaluating its geotechnical influence (cohesion, friction angle and modulus of elasticity) from a parametric analysis. A method of dimensioning and estimation of the pullout capacity for a backfill with sand and sand-fiber was done from the international methodologies and the numerical models.

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Deás, Yero Douglas Rebot. "Modelagem de motor de indução linear utilizando o metodo de elementos finitos em 2D." Florianópolis, SC, 2001. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/81942.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.
Made available in DSpace on 2012-10-19T09:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:17:18Z : No. of bitstreams: 1 177368.pdf: 38469007 bytes, checksum: 76b4c8b1ce7c224bf24ae943f25895fc (MD5)
O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de um método de análise de dispositivos eletromagnéticos lineares alimentados por circuitos elétricos externos. O dispositivo eletromagnético é modelado pelo Método de Elementos Finitos em duas dimensões e o equacionamento do circuito é feito em variáveis de espaço de estados. Um acoplamento forte entre os dois sistemas de equações é conseguido utilizando-se as grandezas comuns a ambos, isto é: as correntes e as tensões nos enrolamentos do dispositivo eletromagnético. A montagem dos sistemas de equações é totalmente automática e sua resolução simultânea. Este método está implementado no programa denominado EFCIRMov, um Programa de Simulação Numérica de Conversores Estáticos Associados a Estruturas Eletromagnéticas Modeladas pelo Método de Elementos Finitos. No programa é aplicada a técnica de banda de movimento para simular o deslocamento da parte móvel do dispositivo eletromagnético a velocidade imposta. A fim de validar o método proposto, foi implementada uma Bancada Experimental para o controle do fim de curso do motor e de inversão do movimento. Foram realizadas ensaios experimentais com um Motor de Indução Linear Tubular, construído pela firma Equacional de São Paulo. Os resultados obtidos nas simulações concordam com os resultados experimentais.

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JosÃ©, de Oliveira Barbosa Tiago. "MODELAGEM EM ELEMENTOS FINITOS DA GERAÇÃO E FLUXO DE BIOGÁS EM ATERRO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS." Universidade Federal de Pernambuco, 2011. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5916.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
A determinaÃ§Ã£o do potencial de geraÃ§Ã£o de gases em aterros sanitÃ¡rios de resÃduos sÃ³lidos, em geral, pode ser realizada a partir de modelos matemÃ¡ticos obtidos com base em experimentos, o que jÃ¡ vem ocorrendo desde os anos 70, com o objetivo de avaliar o potencial de geraÃ§Ã£o de gÃ¡s a partir de resÃduos sÃ³lidos urbanos (RSU), quantificando tambÃ©m a biodegradabilidade dos resÃduos. A heterogeneidade dos resÃduos sÃ³lidos urbanos Ã© um fator de extrema relevÃ¢ncia para a modelagem computacional do comportamento dinÃ¢mico de aterros sanitÃ¡rios. A grande dificuldade consiste na representaÃ§Ã£o desta heterogeneidade e nos parÃ¢metros necessÃ¡rios para definir o perfil de degradaÃ§Ã£o dos resÃduos depositados em um aterro. Aliado a isto, tem-se a dificuldade de representaÃ§Ã£o da geraÃ§Ã£o de gÃ¡s em aterros sanitÃ¡rios por modelos matemÃ¡ticos comercialmente existentes e seu acoplamento aos modelos que representem adequadamente o comportamento tÃ©rmico, hidrÃ¡ulico, mecÃ¢nico e quÃmicobiolÃ³gico. Desta forma, o presente trabalho consiste na implementaÃ§Ã£o do modelo matemÃ¡tico de decaimento de primeira ordem multicomponente, definido pelo IPCC (2006), para simular numericamente a geraÃ§Ã£o de biogÃ¡s em aterros sanitÃ¡rios de resÃduos sÃ³lidos urbanos. A implementaÃ§Ã£o foi feita no cÃ³digo em elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation of BRIne Gas and Heat Transport), originalmente utilizado para resolver problemas de fenÃ´menos acoplados termoquÃmico- hidro-mecÃ¢nicos em meios porosos multifÃ¡sicos, permitindo a realizaÃ§Ã£o de uma anÃ¡lise do fluxo de lÃquido e gÃ¡s no meio poroso, assim como a influÃªncia de alguns parÃ¢metros geotÃ©cnicos na geraÃ§Ã£o de fluxo de biogÃ¡s em um aterro. Neste trabalho o modelo implementado foi validado pela comparaÃ§Ã£o dos resultados da simulaÃ§Ã£o de geraÃ§Ã£o de biogÃ¡s em um problema sintÃ©tico com os resultados obtidos e apresentados por FIRMO (2011), sendo tambÃ©m aplicado Ã simulaÃ§Ã£o numÃ©rica bidimensional e tridimensional de geraÃ§Ã£o de biogÃ¡s e fluxo de Ã¡gua e gÃ¡s no Aterro Experimental localizado no Aterro da Muribeca â Brasil

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Oliveira, Ana Carolina Carius de. "Modelagem hierárquica para a equação do calor em uma placa heterogênea." Laboratório Nacional de Computação Científica, 2006. https://tede.lncc.br/handle/tede/125.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Apresentacao.pdf: 121883 bytes, checksum: da58d642d3c4e264571ed24d208c16d7 (MD5) Previous issue date: 2006-03-15
Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior
In this dissertation, we study the stationary heat equation in a heterogeneous tridimensional plate, using a "dimension reduction" techinique called hierarchical modelling and we generate model the original problem in a two-dimensional domain. To estimate the error modelling, we develop an asymptotic expansion for the original problem solution and for the aproximate solution. Comparing both solutions with their own asymptotic expansions, we obtain an estimative of the error modelling. We perform some computational experiments, using the Residual Free Bubbles (RFB) Method and the Multiscale Finite Element Method for the diffusion problem and for the diffusion-reaction problem in a two-dimensional domain, with small parameters. Finally, we extend the numeric solutions found the original tridimensional problem.
Neste trabalho, estudamos a equação do calor estacionária em uma placa heterogênea tridimensional. Para a modelagem deste problema, utilizamos uma técnica de redução de dimensão conhecida por Modelagem Hierárquica. Desta forma, geramos um modelo para o problema original em um domínio bidimensional. Com o objetivo de estimar o erro de modelagem, desenvolvemos a expansão assintótica da solução do problema original e da solução aproximada. Comparando as soluções com suas respectivas expansões assintóticas, obtemos uma estimativa para o erro de modelagem. Realizamos alguns experimentos computacionais, desenvolvendo o método Residual Free Bubbles (RFB) e o método de Elementos Finitos Multiescala (MEFM) para o problema de difusão e para o problema de difusão-reação em um domínio bidimensional, com parâmetros pequenos. Com base nestes experimentos, encontramos algumas soluções numéricas para o problema da placa tridimensional.

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Almeida, Cesar Guilherme de. "Escoamentos misciveis em formações heterogeneas : novos metodos numericos e modelagem estocastica." [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/307620.

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Abstract:

Orientadores: Luis Felipe Feres Pereira, Milton da Costa Lopes Filho
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica
Made available in DSpace on 2018-07-26T10:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_CesarGuilhermede_D.pdf: 4007617 bytes, checksum: c8dabf7f41e25a58233f9366fd63f58e (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: Nesta tese estudamos escoamentos miscíveis incompressíveis em meios porosos rígidos e heterogêneos. Na primeira parte desta tese consideramos as simulações numéricas deste tipo de escoamento e novos métodos numéricos são propostos, implementados e comparados com outros procedimentos numéricos já conhecidos. Na segunda parte deste trabalho estudamos a dinâmica que governa o processo de mistura macroscópica (a macrodis-persão) na escala de campo. Novos resultados foram obtidos para problemas lineares e não lineares. Os principais resultados da primeira parte deste trabalho são: - Formulação de novos métodos do tipo Euleriano-Lagrangiano para a discretização temporal de equações do tipo transporte-difusão (equações associadas à concentração de um dos fluidos). Introduzimos o Método Modificado das Características com Ajuste de Massa no Passo de Transporte (MMOCAA) para escoamentos miscíveis. Este método permite uma conservação global de massa ao final de um estágio de transporte seguido por um passo de difusão. Este procedimento computacional é tão competitivo quanto o Método Modificado das Características (MMOC), que não conserva a massa dos fluidos como uma identidade. Em seguida introduzimos o Método Euleriano-Lagrangiano com Conservação Local de Massa {LCELM). Este método possui um estágio de transporte localmente conservativo, baseado na construção numérica de tubos no espaço tempo onde se dá o transporte dos fluidos. - Formulação de novas técnicas de decomposição de domínios para equações elípticas de segunda ordem. Elementos finitos mistos e híbridos são usados para a discretização espacial destas equações. Os novos procedimentos de decomposição são propostos para tratar dos problemas de álgebra linear inerentes a cada passo de tempo de simulações numéricas. Estes procedimentos são naturalmente paralelizáveis. Introduzimos o Método dos Gradientes Conjugados com Pré Condicionamento, combinado com condições de interface (entre os subdomínios) do tipo Robin (GCP-Robin). Este método usa a técnica de superposição entre os subdomínios e é empregado no cálculo do campo de velocidades que aparece nas equações que governam o escoamento. Verificamos a eficiência do esquema GCP-Robin comparando as simulações numéricas deste método com as do GCP usual. Para resolvermos o estágio difusivo da equação da concentração nós introduzimos um outro método numérico. Este método, de implementação simples, não apresenta superposição entre os subdomínios e é baseado em iterações por faces dos elementos. Um novo simulador computacional, que faz uso dos novos métodos numéricos descritos acima, foi desenvolvido e utilizado na investigação do escoamento miscível em problemas na escala de campo. Este é o objeto da segunda parte deste trabalho. Os resultados abaixo foram estabelecidos por meio de uma metodologia que combina simulações numéricas com alta resolução e uma abordagem estocástica para a modelagem das propriedades geológicas dos meios porosos: - Mostramos que a presença da dispersão hidrodinâmica no problema do traçador passivo não altera as leis de escala que governam o comportamento assintótico (no tempo) do crescimento da região de mistura. - Mostramos que, dependendo da importância relativa entre as heterogeneidades geológicas e a não linearidade presente nas equações que modelam o escoamento, diferentes regimes de mistura podem ocorrer. Para formações rochosas muito heterogéneas determinamos que o escoamento miscível não linear apresenta as mesmas leis de escala, para o crescimento da região de mistura, que as leis já conhecidas para o problema linear. A importância destes resultados no contexto do problema de tranferência de escalas para fluxos em meios porosos é discutida.
Abstract: In this thesis we study incompressible miscible displacement in rigid, heterogeneous porous media. In the first part of this thesis we consider numerical simulations of this type of displacement and new numerical methods are proposed, implemented and compared with known numerical procedures. In the second part of this work we study the dynamics of the growth of the size of the region where fluids mix macroscopically (the macrodispersion) in large scale (field) problems. New results have been obtained for both linear and nonlinear problems. The most important results of the first part of this thesis are: - Formulation of new Eulerian-Lagrangian methods for the time discretization of transport-diffusion equations (related to the concentration of one fluid in the mixture). We introduce the Modified Method of Characteristics with Adjusted Advection (MMOCAA) specifically designed for miscible displacement problems, allowing for a globally mass conserving procedure which inherits the computational competitiveness of the standard Modified Method of Characteristics (MMOC). The MMOC does not conserve the mass of fluids as an identity. Next, we introduce the Locally Conservative Eulerian-Lagrangian Method (LCELM). This method has a locally conservative transport step which is based in the numerical construction of space-time tubes for the transport of fluids. - Formulation of new domain decomposition techniques for elliptic equations of second order. Hibridized mixed finite elements are used for the spatial discretization of these equations. The new techniques are proposed to handle in a naturally parallelizable fashion the linear algebraic problems arising at each time step of a simulation. The Robin-PCG domain decomposition method (Robin interface condition combined with the pre-conditioned Conjugated Gradient method) with overlap amon subdomains is proposed for the velocity field computation. The effectiveness of the Robin-PCG scheme is illustrated by numerical comparisons with the standard PCG method. A non-overlapping, edge-based procedure of simple implementation is introduced for the numerical solution of the diffusion step of the concentration equation. A new simulator, which uses the new numerical methods described above, was developed and used in the investigation of field scale flow and transport problems. This is the object of the second part of this thesis. The following results have been established by a methodology which combines high resolution numerical simulations and a stochastic approach for the purpose of modeling the geological properties of porous media: - We show that the hydrodynamic dispersion tensor in the passive tracer flow problem does not change the scaling laws governing the asymptotic behavior (in time) of the growth of the mixing region. - We show that, depending on the relative importance between the geological heterogeneities and the nonlinearity which is present in the flow governing equations, distinct mixing regimes may occur. For heterogeneous formations with large heterogeneity strengths we determine that the nonlinear miscible displacement has the same scaling laws for the mixing region growth as the known scaling behavior for linear problems. The importance of these results for the scale-up problem of porous media flow are discussed.
Doutorado
Doutor em Matemática Aplicada

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Silva, Jorge Hamilton Heine e. "Modelagem estocástica e quantificação de incertezas em estruturas nominalmente idênticas." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2017. http://repositorio.unb.br/handle/10482/31198.

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Abstract:

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017.
Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-28T20:51:24Z No. of bitstreams: 1 2017_JorgeHamiltonHeineeSilva.pdf: 1997223 bytes, checksum: c412fdf7d7d1444bae1e26e91f7dcd14 (MD5)
Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-08T20:10:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JorgeHamiltonHeineeSilva.pdf: 1997223 bytes, checksum: c412fdf7d7d1444bae1e26e91f7dcd14 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-02-08T20:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JorgeHamiltonHeineeSilva.pdf: 1997223 bytes, checksum: c412fdf7d7d1444bae1e26e91f7dcd14 (MD5) Previous issue date: 2018-02-08
Geralmente, devido à complexidade do processo de manufatura, as estruturas contêm variabilidade de geonetria e material. Esta variabilidade, quando combinada com as variabilidades de montagem de componentes, resulta em mudanças relevantes no comportamento dinâmico da estrutura. Portanto, a inclusão destas incertezas na análise dinâmica produz uma gama de resultados maior que as previsões determinísticas, melhorando a confiabilidade da estrutura além de reduzir custos de projeto. A Análise por Elementos Finitos (FEA) é frequentemente usada juntamente com as simulações Monte Carlo (MCS) para descrever a variabilidade da resposta dinâmica de estruturas, principalmente por ser um método não-intrusivo, tornando possível o uso de pacotes comerciais de FEA. Uma modelagem estocástica é necessária para adicionar essas variabilidades na solução e abordagens probabilísticas são normalmente usadas para com a FEA para representar essas incertezas na análise dinâmica, chamado assim de Análise por Elementos Finitos Estocástica (SFEA). Neste trabalho, são caracterizadas as propriedades de material e geométricas de um conjunto de componentes estruturais nominalmente idênticos, feitos por placas e vigas. Então, um modelo estocástico é proposto para os parâmetros do conjunto de componentes. Em seguida, alguns desses componentes são montados para investigar a variabilidade da resposta dinâmica nas possíveis combinações de ordem de montagem. Os resultados são comparados com um modelo numérico simplificado e a existência de possíveis permutações que levem ao aumento ou diminuição da variabilidade na resposta é explorado.
Generally, structures contain inherent variability in geometric and material properties due to the complexity of manufacturing process. This variability, combined with components and subcomponents assemble uncertainties, provide relevant changes in the structure dynamic behaviour with respect to the nominal design. Therefore, including those uncertainties in dynamic analysis provide a wider range of response predictions than only deterministic results, improving structure reliability and hence reducing costs of design. The Finite Element Analysis (FEA) is frequently used combined with Monte Carlo Simulations (MCS) to describe variability of dynamic response of structures, mainly because it is a non-intrusive method making possible the use of commercial packages of FEA. A stochastic modelling is required to add these variabilities on the solution and probabilistic approaches are commonly used with FEA to represent those uncertainties in dynamics analysis, named Stochastic Finite Element Analysis (SFEA). In this work, geometrical and material properties of an ensemble of nominally identical structural components, built-up from beams and plates, are characterized. Then, a stochastic model is proposed for the parameters of ensemble of components. After, some of these nominally identical structures are assembled and the variability of the dynamic response is investigated under the different possible permutations. Results are compared with a simple numerical model and the existence of possible permutations, leading to decreased, or increased, variability on the response of the assemble, is explored.

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Silva, André Tenchini da. "Modelagem numérica de elementos tracionados em aço inoxidável com parafusos defasados." Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2009. http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=4173.

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Abstract:

Atualmente, a utilização do aço inoxidável em elementos estruturais é considerada uma solução cara para os problemas da engenharia estrutural. Todavia, mudanças de atitudes dentro da construção civil, uma transição global para um desenvolvimento sustentável e redução em impactos ambientais têm seguramente provocado um aumento na utilização do aço inoxidável. As normas de projeto de aço inoxidável atuais são, em grande parte, baseadas em analogias assumidas com o comportamento de estruturas desenvolvidas com aço carbono. Todavia, o aço inoxidável apresenta quatro curvas não-lineares tensão versus deformação (tensão e compressão, paralela e perpendicular a laminação do material), sem patamar de escoamento e região de encruamento claramente definidos, modificando assim, o comportamento global das estruturas que o utilizam. Em elementos estruturais submetidos a forças axiais de tração, a ruptura da seção líquida representa um dos estados limites últimos a serem verificados. Com o objetivo de se avaliar a resistência a tração de elementos estruturais aparafusados em aço inoxidável S304, este trabalho apresenta um modelo numérico baseado no método dos elementos finitos através do programa Ansys (versão 11). A não-linearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de Von Mises e curvas tensão versus deformação verdadeira. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange atualizado. O modelo numérico foi calibrado com resultados experimentais obtidos em ensaios de laboratório, a partir de ligações aparafusadas alternadas rígidas, onde não se ocorre nenhuma rotação entre os membros, transferindo nenhum momento fletor, apenas esforço normal e cisalhante.
Currently, the use of stainless steel in structural elements is considered an extravagant solution to structural engineerings problems. However, changes in attitudes within civil construction, global transition to sustainable development and environmental impacts reduction have certainly caused an increase in the use of stainless steel. Today, the codes for design of stainless steel are largely based on assumed analogies with the behavior of structures developed with carbon steel. However, stainless steel present four non-linear tension versus strain curves (tension and compression, parallel and perpendicular to the lamination material) without yielding plateau and strain hardening zones clearly defined, thus changing the overall behavior of the structures that use it. In Structural elements subjected to axial forces of tension, the net section rupture usually represents one of its controlling ultimate limit states. In order to evaluate the tensile resistance of structural components bolted stainless steel S304, this work provides a numerical model based on the finite element method using the program ANSYS (version 11). The non-linear of the material was considered by the criterion of Von Mises and stress versus strain true curves. The geometric nonlinearity was introduced into the model through the formulation of Lagrange Updated. The numerical model was calibrated based on experimental results, from rigid alternate bolted connection, which do not occur any rotation among the members, transferring any bending moment, only normal and shear internal forces.

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Jordam, Alice. "Implementação do método das características na modelagem de problemas de convecção natural em cavidades cilíndricas /." Bauru : [s.n.], 2010. http://hdl.handle.net/11449/91714.

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Abstract:

Orientador: Vicente Luiz Scalon
Banca: Helio Aparecido Navarro
Banca: Sergio Rodrigues Fontes
Resumo: A fluidodinâmica computacinal (CFD) tem sido utilizada, estudadda e implementada ao longa das duas últimas décadas na solução dos mais diversos problemas de engenharia. O princípio básico desta ciência é a aplicação de métodos numéricos em problemas que envolvam mecânica dos fluidos. Nesse contexto, este trabalho utiliza essa técnica para analisar o comportamento de um fluido incompreensível, que se encontra numa cavidade cilíndrica fechada onde as faces inferior e superior são adiabáticas e as superfícies laterais se encontram em diferentes temperaturas. Os perfis de velocidade e temperatura resultantes - ocasionados pela convecção natural - serão avaliados em todo o domínio do problema. Existe uma série de técnicas para a solução de problemas envolvendo escoamentos, sendo as mais comuns as que se utilizam do "Esquema de Passo Fracionado" proposto por Chorin no final da década de 60. Dentre as diversas soluções que se utilizam desta técnica, este trabalho optou pelo uso do método das características e do algoritmo CBS de solução proposto por Zienkiewicz e Codina (1995). Para a implementação do algoritmo de solução do problema proposto foi realizada uma discretização geral através do método dos elementos finitos usando-se de uma malha formada por elementos bilineares. A solução foi obtida a partir de um ambiente matemático adequado, a GNU-Octave (2008). Os resultados foram analisados para diferentes razões de curvatura, números de Rayleigh e métodos de solução, sendo plotados para as suas diversas variáveis buscando descrever o comportamento do fenônemo
Abstract: The Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used, studied and performed through the last two decades to solve the series of problems in Engineering. The most basic aim of this science is the appliance of numerical methods in cases that envolve fluid mechanics. In this context, this work uses this technic to analyze the behaviour of an incompressible fluid, which is found in a closed cylindrical cavity, a place where the inferior and superior surfaces are adiabatic and the lateral surfaces are shown in different temperatures. The resultant profiles of speed and temperature - induced by the free convection - are going to be appraised in all the dominion of the problem. There is a set of technics to solve the problems which involve the drainage, but the most usual are those which use the techic "Fractional Step Method" offered by Chorin in the final of 60s. Among the several solutions that are solved through this technic, this research used the characteristics method and of the CBS algorthm, offered by Zienkiewicz e Codina (1995). For the implementation of the algorithm, it was realized a general discretization through the finite elements method, making use of a loop formed by bilinear elements. The resolution was obtained from an adequated mathematical ambient, the GNU-Octave (2008). The results were analysed for different curvature ratios, Rayleigh numbers and methods of solution, being plotted for its different variables searching to describe the behavior of the phenomenon
Mestre

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Malheiros, Cristina Lima. "Modelagem de vigas sanduíche em flexão e compressão." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2006. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=306.

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Abstract:

A utilização de estruturas do tipo sanduíche tem despertado grande interesse e já está bastante difundida em diversos segmentos industriais, principalmente na indústria aeroespacial, militar, naval e civil devido à sua capacidade de combinar alta rigidez à flexão e baixo peso, resultando numa estrutura altamente eficiente. Portanto, a determinação confiável das propriedades mecânicas de painéis sanduíche é de extrema importância no desenvolvimento do projeto de aplicação do mesmo. Neste trabalho foram elaborados modelos de vigas sanduíche em elementos finitos, utilizando-se o programa comercial de elementos finitos Nastran , para a predição do módulo de rigidez à flexão da estrutura (D) e o módulo de cisalhamento do núcleo (G), representando as condições a que estariam sujeitas em ensaios de flexão de 3 e 4 pontos de acordo com o descrito na norma ASTM C 393-00 Standard Test Method for Flexural Properties of Sandwich Constructions. As faces de carbono epóxi foram representadas por elementos de placa laminada (CQUAD4) e para o núcleo de espuma PVC foram utilizados elementos sólidos (CHEXA). Os resultados mostraram-se muito dispersos, indicando que o procedimento sugerido pela norma pode ser muito sensível a erros experimentais e não linearidades nas curvas carga × deslocamento. Foram ainda analisados modelos de vigas sanduíche em que os mesmos encontravam-se em condições de contorno e carregamento não simétricas em relação ao plano médio, neste tipo de configuração o efeito de enrijecimento por tensão é muito forte e os resultados indicaram que uma análise linear neste caso não é aplicável.

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Hayasaki, Cláudio Luís. "Modelagem e análise de tensão em estrutura óssea com implante metálico, através do método dos elementos finitos /." Bauru : [s.n.], 2007. http://hdl.handle.net/11449/136691.

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Abstract:

Orientador: Edson Antonio Capello Sousa
Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior
Banca: Antonio Pedro Clapis
Resumo:O objetivo deste trabalho foi simular pelo método dos Elementos Finitos a estrutura óssea de coelhos (tíbia), quando sujeita a uma determinada carga transversal estática, e validar o modelo numérico obtido no software Ansys. O comportamento mecânico de estruturas biomecânicas, tais como tíbia, fêmur, ossos em geral, são muito similares a estruturas mecânicas, por exemplo vigas, barras, tubos, pontes, treliças, e outros. Houve algumas dificuldades em gerar o modelo tridimensional; pode-se numerálas. A primeira foi construir o modelo exatamente com todas as superfícies irregulares. Para resolver este problema, mediu-se ao longo do comprimento da tíbia a cada 5 milímetros, começando na posição do implante. A segunda dificuldade foi separar materiais distintos que constituem o osso, por exemplo, osso cortical e osso medular, bem como o da região do implante de titânio. Diferenciou-se as regiões onde ocorrem cada tipo de osso, incluindo a região osseointegrada. A terceira dificuldade foi representar a carga que agiu sobre a estrutura óssea. Adotou-se a carga como uma pressão distribuída que agiu sobre a região do implante. A quarta dificuldade foi adaptar e reconhecer os termos da bioengenharia, que representam novidades para os engenheiros mecânicos e para os engenheiros em geral. O modelo de elementos finitos foi simulado pelo software Ansys, onde foram aplicados elementos tetraédricos. Para validar o modelo, os resultados foram checados com a revisão bibliográfica. Foram comparados os resultados de tensões máximas geradas pelo modelo com as tensões máximas obtidas experimentalmente. Concluiu-se que a aproximação foi satisfatória,considerando a precisão do modelo construído computacionalmente.
Abstract: The goal of this paper was to simulate through the Finite Element Method, the bone structure of rabbits (tibia), when subjected to a determined static transversal loading, and validate the numerical model obtained in the software Ansys. The mechanical behaviour of biomechanical structures, as tibia, femur, bones in general, are too much similar as mechanical structures, for example beams, bars, pipes, bridges, trusses, and so on. There were several difficulties in generating the three-dimensional model; we can numerate them. The first was to build the model exactly with all the irregular surfaces. For solve this problem, we measured along the length of the tibia for each five millimeters, beginning on the position of the implant. The second difficulty was to separate different materials that constitute the body of the bone, for instance, the cortical bone and the medular bone, as well as the region of implant of titanium. We differentiate the regions where each type of bone occurs, including the osseointegrated region. The third difficulty was to represent the load that acted over the bone structure. We adopt the load as a distributed pressure located over the region of the implant. The finite element model was simulated by Ansys software, where was applied tetrahedricals elements. For validating the model, the results were checked with the bibliography revision. We compare the results of intensity of maximal stress generated by the model with the maximal stress obtained experimentally. We conclude that was a reasonable approach, considering the accuracy of the constructed model.
Mestre

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Antunes, Rothschild Alencastro. "Estudo e modelagem de sistemas de detecção de danos em estruturas mecânicas baseados na impedância eletromecânica /." Ilha Solteira, 2019. http://hdl.handle.net/11449/183173.

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Abstract:

Orientador: Jozué Vieira Filho
Resumo: As técnicas de detecção de danos baseadas na Impedância Eletromecânica (EMI) baseiam-se na capacidade dos materiais piezoeléctricos em atuar como sensores e atuadores e contribuem para o desenvolvimento de sistemas de Structural Health Monitoring (SHM). As técnicas clássicas baseadas na EMI utilizam um transdutor Pb-Lead Zirconate Titanite (PZT ) ligado à estrutura monitorada e medem a assinatura de impedância do PZT. No entanto, as técnicas baseadas na EMI dependem de diferentes fatores, como faixa de frequência, número de PZT, temperatura ambiente, tipo de estrutura, entre outros. Assim, para demonstrar a eficácia dos métodos baseados na EMI, faz-se necessário realizar experimentos práticos, o que não é uma tarefa trivial, considerando tais fatores. Portanto, neste trabalho são estudados e propostos procedimentos para criar modelos numéricos, usando elementos finitos (FE), de técnicas baseadas na EMI usando o software PZFlex®. Além disso, os modelos desenvolvidos são usados para propor uma técnica inovadora de compensação de temperatura em sistemas baseados na EMI. Foram modeladas, simuladas e analisadas algumas estruturas clássicas como placa-de-alumínio/PZT e tubo-de-aço/PZT. Os resultados das simulações foram comparados com os equivalentes obtidos com modelos experimentais reais e mostraram-se fortemente correlacionados, indicando que o modelo proposto pode ser uma ferramenta poderosa para o desenvolvimento de técnicas de SHM baseadas na EMI. Foram realizadas simulações ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The damage detection techniques based on the Electromechanical Impedance (EMI) rely on the ability of piezoelectric materials in acting as sensors and actuators and contribute to the development of Structural Health Monitoring (SHM) systems. The classical EMI-based techniques use a Pb-Lead Zirconate Titanite (PZT) transducer bonded to the monitored structure and measure the impedance signature of the PZT. However, the techniques based on EMI depend on different factors, such as frequency range, number of PZTs, environmental temperature, type of structure, among others. Thus, to demonstrate the effectiveness of EMI-based methods, it is necessary to carry out practical experiments, which is not a trivial task considering such factors. Therefore, in this work, it is studied and proposed procedures to create numerical models of techniques based on the EMI, using finite elements (FE) and the PZFlex® software. In addition, the developed models are used to propose an innovative temperature compensation technique for EMI-based systems. Some classical structures were modelled, simulated and analyzed, such as aluminum plate/PZT and steel pipe/PZT. The results of the simulations were compared with the equivalents obtained by experimental models and showed to be strongly correlated, indicating that the proposed model can be a powerful tool for the development of EMI-based SHM techniques. Simulations were performed to analyze the behavior of the signatures under the effect of temperature,... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

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Martinelli, Marina. "Modelagem de situações de punção em lajes de concreto armado através do método dos elementos finitos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2003. http://hdl.handle.net/10183/2299.

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Abstract:

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa computacional, elaborado através do método dos elementos finitos, para análise tridimensional de situações de punção em lajes de concreto armado com e sem armadura de cisalhamento. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento do concreto. Para a simulação do concreto submetido a um carregamento de longa duração, empregou-se o modelo de camadas superpostas. Este modelo admite que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas com a mesma deformação, porém características materiais diferentes. A tensão total é obtida pela soma das contribuições de cada camada. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, a matriz de rigidez da armadura tem a mesma dimensão da matriz de rigidez do elemento de concreto, as quais são somadas para a obtenção da matriz de rigidez total Para representar o comportamento após à fissuração do concreto, é utilizado o modelo de fissuras distribuídas, onde apenas as propriedades dos materiais são modificadas e a malha de elementos finitos não necessita de atualização. Sugerem-se duas formulações para a consideração da contribuição do concreto entre fissuras e da redução na capacidade de transferência de corte devido ao aumento da abertura da fissura. Este último é incluído através de uma simplificação, que consiste em atribuir ao módulo de elasticidade transversal, correspondente ao plano fissurado, um valor reduzido. Para comprovar a validade do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com valores experimentais de ensaios realizados por Coelho (1999), Trautwein (2001) e Fusco (1988). Obtiveram-se boas aproximações para lajes com e sem armadura de cisalhamento. Desta forma, o programa computacional desenvolvido pode ser empregado para generalizar resultados experimentais em lajes cogumelo com variação na resistência do concreto, na bitola das barras de armadura, no espaçamento entre as barras e no número de camadas de armadura de cisalhamento.

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Jordam, Alice [UNESP]. "Implementação do método das características na modelagem de problemas de convecção natural em cavidades cilíndricas." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2010. http://hdl.handle.net/11449/91714.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-20Bitstream added on 2014-06-13T19:32:32Z : No. of bitstreams: 1 jordam_a_me_bauru.pdf: 3535049 bytes, checksum: a22a97d375d5d91449be8bd46442ee9e (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A fluidodinâmica computacinal (CFD) tem sido utilizada, estudadda e implementada ao longa das duas últimas décadas na solução dos mais diversos problemas de engenharia. O princípio básico desta ciência é a aplicação de métodos numéricos em problemas que envolvam mecânica dos fluidos. Nesse contexto, este trabalho utiliza essa técnica para analisar o comportamento de um fluido incompreensível, que se encontra numa cavidade cilíndrica fechada onde as faces inferior e superior são adiabáticas e as superfícies laterais se encontram em diferentes temperaturas. Os perfis de velocidade e temperatura resultantes - ocasionados pela convecção natural - serão avaliados em todo o domínio do problema. Existe uma série de técnicas para a solução de problemas envolvendo escoamentos, sendo as mais comuns as que se utilizam do Esquema de Passo Fracionado proposto por Chorin no final da década de 60. Dentre as diversas soluções que se utilizam desta técnica, este trabalho optou pelo uso do método das características e do algoritmo CBS de solução proposto por Zienkiewicz e Codina (1995). Para a implementação do algoritmo de solução do problema proposto foi realizada uma discretização geral através do método dos elementos finitos usando-se de uma malha formada por elementos bilineares. A solução foi obtida a partir de um ambiente matemático adequado, a GNU-Octave (2008). Os resultados foram analisados para diferentes razões de curvatura, números de Rayleigh e métodos de solução, sendo plotados para as suas diversas variáveis buscando descrever o comportamento do fenônemo
The Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used, studied and performed through the last two decades to solve the series of problems in Engineering. The most basic aim of this science is the appliance of numerical methods in cases that envolve fluid mechanics. In this context, this work uses this technic to analyze the behaviour of an incompressible fluid, which is found in a closed cylindrical cavity, a place where the inferior and superior surfaces are adiabatic and the lateral surfaces are shown in different temperatures. The resultant profiles of speed and temperature - induced by the free convection - are going to be appraised in all the dominion of the problem. There is a set of technics to solve the problems which involve the drainage, but the most usual are those which use the techic Fractional Step Method offered by Chorin in the final of 60s. Among the several solutions that are solved through this technic, this research used the characteristics method and of the CBS algorthm, offered by Zienkiewicz e Codina (1995). For the implementation of the algorithm, it was realized a general discretization through the finite elements method, making use of a loop formed by bilinear elements. The resolution was obtained from an adequated mathematical ambient, the GNU-Octave (2008). The results were analysed for different curvature ratios, Rayleigh numbers and methods of solution, being plotted for its different variables searching to describe the behavior of the phenomenon

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Pregnolatto, Silvio de Alencastro 1943. "O mal-das-cadeiras em capivaras : estudo, modelagem e simulação de um caso." [s.n.], 2002. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260301.

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Abstract:

Orientadores : Raul Vinhas Ribeiro, João Frederico da Costa Azevedo Meyer
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-02T21:29:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pregnolatto_SilviodeAlencastro_D.pdf: 5002432 bytes, checksum: 7e8b17fbbbd9defd0522d11487d14fee (MD5) Previous issue date: 2002
Resumo: o objetivo principal deste trabalho é criar uma ferramenta para poder simular cenários adequados ao estudo e controle de uma epizootia em uma população num ecossistema relativamente fechado. Definem-se, em contextualização histórica e acadêmica, modelos de dinâmica populacional de espécie única e sistemas de duas ou mais espécies com variação temporal e espacial. incluindo interação entre estas. São descritos algoritmos para a aproximação de solução de tais sistemas. caracterizados por uma forte não-linearidade. Para a aproximação temporal. aplica-se o método de Crank-Nicolson, e, para a espacial, o Método de Elementos Finitos, com um processo iterativo interno a cada passo no tempo para sucessivamente aproximar a caraterística não-linear. Para estudo da presença da mencionada endemia numa população de capivaras são apresentados dois modelos principais: o primeiro incluindo uma variação cíclica anual (sazonal) da taxa de contágio; o segundo incluindo a interação entre as capivaras e os vetores do protozoário causador do mal (as mutucas), além dos diferentes comportamentos de subgrupos dos mamíferos e dos insetos
Abstract: The main objetive of this thesis is the aeation of an appropriate tool for simulating scenarios for the study and the control of an epizootic in a population within a relativeIy closed ecosystem. Models ofthe population dynamics of a single population are defined desaibing the bistoricaI and scientific context of this kind of study in which emphasis from time-varying models moved to models with both temporal and spatiaI variations including interactions between them. Algorithms are preseoted for the approximation of solutions in this kind of situation, which presents strong non-linearity. The method for temporal approximation is that of Crank-Nicolson, while spatial approximations are dealt with using the Finite Element Method. with an iterative method (in each time-step) for the Don-linear aspects ofthe model. For the study of the mentioned disease in a populatiol of capybaras two main models are presented:. the first one includes a cyclic annual variation ofthe infection rate, which oscillates according to the populational variation ofthe vector in the ecosystem. The second model includes the interaction between species as well as between those different groups within each susceptible and infected capybaras, along with the corresponding groups in stable files
Doutorado
Automação
Doutor em Engenharia Elétrica

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Freitas, Felipe Araújo Colares de. "Modelagem da formação e propagação de trincas em misturas betuminosas através do método dos elementos finitos." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2002. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4886.

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Abstract:

FREITAS, F. A. C. Modelagem da formação e propagação de trincas em misturas betuminosas através do método dos elementos finitos. 2002. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2002.
Submitted by Zacarias Barbosa Matias Junior (zaca@det.ufc.br) on 2013-05-24T18:53:45Z No. of bitstreams: 1 2002_dis_facfreitas.pdf: 3621015 bytes, checksum: 8fab56916331e610da9479553c6357f1 (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-28T13:11:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2002_dis_facfreitas.pdf: 3621015 bytes, checksum: 8fab56916331e610da9479553c6357f1 (MD5)
Made available in DSpace on 2013-05-28T13:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2002_dis_facfreitas.pdf: 3621015 bytes, checksum: 8fab56916331e610da9479553c6357f1 (MD5) Previous issue date: 2002-12
Cracking in the asphaltic layers has been pointed out as the major pavement distress in Brazilian roadways. Typically, no consideration for the material heterogeneity has been given on previous studies. This work presents a numerical method of analysis, based on the theoryof fracture mechanics, in which the asphaltic mixture is considered heterogeneous. The binder and the aggregates are treated as separate elements. The simulations performed can be verified and calibrated with simple and conventional laboratory tests. The study investigates crack formation and evolution under monotonic loading. Nevertheless, it also outlines a new method of analysis for fatigue of asphaltic mixtures. It is also discussed the use of a multiscale methodology, in which the damage due to cracking in the local scale can be considered in a global analysis at the actual pavement scale.
O trincamento das camadas asfálticas de revestimento (capa e binder) em pavimentos flexíveis é apontado como o principal defeito das rodovias brasileiras. Estudos experimentais e numéricos sobre este fenômeno vêm sendo realizados considerando o material como homogêneo. Este trabalho apresenta uma abordagem numérica baseada na Teoria da Mecânica da Fratura na qual considera-se a heterogeneidade do material, sendo o ligante e os agregados tratados separadamente. As simulações realizadas são verificadas e calibradas através de ensaios laboratoriais simples e convencionais. O estudo trata da formação e propagação de trincas sob carregamentos monotônicos e aponta para uma nova forma de simulação do fenômeno de fadigade misturas. É ainda discutida a utilização de uma abordagem multi -escala, na qual o dano observado na forma da propagação de trincas na escala local pode ser considerado numa escala global compatível com o pavimento real.

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Muniz, de Sousa Roubier. "Modelagem acoplada hidro-mecânica da perfuração de poços em rochas frágeis." Universidade Federal de Pernambuco, 2004. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5704.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6365_1.pdf: 1864873 bytes, checksum: 447f99a589895e68fbf3830a78d6fc27 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004
Nesta dissertação são apresentados os primeiros resultados de uma linha de pesquisa atualmente em desenvolvimento no Departamento de Engenharia Civil da UFPE, que trata da estabilidade de poços em rochas frágeis. O objetivo é implementar num programa de elementos finitos, que resolve de maneira simultânea a equação de equilíbrio de tensões e conservação de massa da água dos poros através de modelos mais realistas, como Drucker- Prager e Mohr-Coulomb, para o comportamento tensão-deformação da rocha. A implementação da integração elastoplástica das tensões foi feita baseada no algoritmo modificado de Euler com controle de erro proposto por Sloan (1987). Em rochas frágeis, como folhelhos e alguns arenitos, o processo de escavação altera as propriedades mecânicas e hidráulicas do material. Com o descarregamento das tensões in situ, este tipo de material aumenta de volume, desenvolve fissuras e perde resistência (amolecimento). O aparecimento das fissuras aumenta a permeabilidade da rocha, que tem impacto na redistribuição das pressões dos poros durante e após a escavação. As pressões de poros, por sua vez, vão interferir diretamente no cálculo das tensões efetivas atuantes em cada ponto da formação. A modelagem acoplada hidro-mecânica usando modelos mais realistas para descrever o comportamento tensão-deformação do material ajuda no entendimento da variação da permeabilidade induzida pelo processo de escavação, que é explicado em consistência com as leis básicas da mecânica do contínuo. Exemplos de ensaios de laboratório e problemas de valores de contorno são apresentados mostrando aplicabilidade da ferramenta numérica ao problema de estabilidade de poços em rochas frágeis

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Hayasaki, Cláudio Luís [UNESP]. "Modelagem e análise de tensão em estrutura óssea com implante metálico, através do método dos elementos finitos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2007. http://hdl.handle.net/11449/136691.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-04-01T17:54:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-15. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-01T18:00:28Z : No. of bitstreams: 1 000545464.pdf: 4772196 bytes, checksum: f68c3fe8004accdb448a75c562dc519b (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
The goal of this paper was to simulate through the Finite Element Method, the bone structure of rabbits (tibia), when subjected to a determined static transversal loading, and validate the numerical model obtained in the software Ansys. The mechanical behaviour of biomechanical structures, as tibia, femur, bones in general, are too much similar as mechanical structures, for example beams, bars, pipes, bridges, trusses, and so on. There were several difficulties in generating the three-dimensional model; we can numerate them. The first was to build the model exactly with all the irregular surfaces. For solve this problem, we measured along the length of the tibia for each five millimeters, beginning on the position of the implant. The second difficulty was to separate different materials that constitute the body of the bone, for instance, the cortical bone and the medular bone, as well as the region of implant of titanium. We differentiate the regions where each type of bone occurs, including the osseointegrated region. The third difficulty was to represent the load that acted over the bone structure. We adopt the load as a distributed pressure located over the region of the implant. The finite element model was simulated by Ansys software, where was applied tetrahedricals elements. For validating the model, the results were checked with the bibliography revision. We compare the results of intensity of maximal stress generated by the model with the maximal stress obtained experimentally. We conclude that was a reasonable approach, considering the accuracy of the constructed model.

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Ries, Lisandra Kittel. "Modelagem e otimização de transformadores levando em conta sua vida útil." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2013. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/101063.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013.
Made available in DSpace on 2013-06-26T01:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316510.pdf: 3168406 bytes, checksum: b7ead59d3e54f59f41cd1f6647f1eccd (MD5)
O estudo dos transformadores é assunto de diversos trabalhos científicos. Utiliza-se muito o método dos elementos finitos para este fim, pois é uma ferramenta eficaz e precisa para a representação dos fenômenos eletromagnéticos. Porém em uma etapa de pré-dimensionamento este método pode ser considerado demorado em questões de tempo de cálculo. Assim, neste trabalho, utiliza-se um software chamado CADES, que a partir de um modelo analítico tem-se uma solução otima após um determinado número de iterações. O principal atrativo na utilização deste software foi sua facilidade de implementação matemática e exploração de variáveis. O modelo analítico apresenta um grande número de variáveis permitindo ter uma grande variedade de opções para o dimensionamento de transformadores, dependendo dos parâmetros de construção impostos pelos fabricantes. Uma das contribuições desta pesquisa é que parâmetros de custo de fabricação e custo capitalizado são partes da otimização e assim aspectos econômicos serão estudados dentro de um cenário de corte de gastos. O custo capitalizado do transformador é a soma do custo de fabricação com o custo das perdas sobre sua vida útil. Inicialmente o estudo consistirá na proposta de um modelo analítico de um transformador trifásico. Este modelo é validado através do método dos elementos finitos utilizando o software EFCAD e através do método em rede de relutâncias utilizando o software Reluctool, para as variáveis de indutância de magnetização e dispersão. Após a inserção dos modelos por rede de relutâncias no modelo analítico a otimização é implementada no CADES para diversos parâmetros de entrada impostos pelos fabricantes, e diferentes parâmetros de estudo como: permeabilidade relativa do ferro linear e saturada, bobinagem feita com cobre ou alumínio, etc. Alguns resultados são mostrados utilizando a metodologia de Pareto.

Abstract : The study of transformers is the matter of many scientific studies. The finite element analysis is very used for this purpose because it is an efficient and accurate tool for electromagnetic phenomena representation. However in a stage of pre-dimensioning this method can be considered very time-consuming. Therefore, we will use a software called CADES, that from an analytical model, gives an optimal solution after a certain number of iterations. The main advantage of utilizing this software is the mathematical implementation and variables exploration ease. The analytical model shows a large number of variables and it allows a great variety of options for dimensioning transformers, depending on the construction parameters imposed by manufacturers. One of the contributions of this research is that parameters such as manufacturing cost and capitalized cost are parts of the optimization and thus economics aspects will be studied in a cost-cutting scenario. The capitalized cost of the transformer is the sum of the manufacturing cost and cost resulting from the losses on its service life. The study will initially consist of the suggestion of an analytical model of a three- phase transformer. This model is validated by the finite elements method using the software EFCAD and through the reluctance network method using the software Reluctool, for variables like magnetizing and dispersion inductance. After inserting the reluctance network models in the analytical model, the optimization is implemented on CADES for many input parameters imposed by manufacturers and different study parameters such as relative permeability of the iron, linear and non-linear, winding made of copper or aluminum, etc. Some results are shown using Pareto methodology.

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Müller, Juliana Luísa. "Contribuição à modelagem de testes de diagnóstico de curto-circuitos interlaminares em estatores de turboalternadores." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2012. https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/106729.

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Abstract:

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012.
Made available in DSpace on 2013-12-05T22:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317854.pdf: 3965148 bytes, checksum: 309a5cfa55c59cec202b98e49148cd24 (MD5) Previous issue date: 2012
Os estatores de turboalternadores estão sujeitos a defeitos do tipo curto-circuito interlaminar. Esses defeitos induzem pontos quentes que podem ter um impacto sobre a performance da máquina, podendo causar danos irreversíveis. Neste trabalho, este tipo de curto-circuito, bem como os testes utilisados para seu diagnóstico, foram estudados com o auxílio da técnica de elementos finitos 3D em eletromagnetismo. Uma das dificuldades inerentes à modelagem numérica de curto-circuitos interlaminares está nos fatores de escala (na diferença importante entre as dimensões do estator, dos curto-circuitos e do verniz isolante entre lâminas). Uma simples modelagem por elementos finitos da geometria real (empilhamentos de lâminas, representação do isolante...) acarretaria num número exagerado de incógnitas em relação à potência de cálculo normalmente disponível. Então, para representar pacotes de lâminas, foram utilizados métodos de homogeneização, associados a uma metodologia para a escolha das regiões a serem homogeneizadas. Esta aproximação foi validada a partir de resultados de um protótipo experimental, considerando os defeitos sob diferentes condições (posição, dimensões...). Os dois principais testes de diagnóstico utilizados industrialmente também foram modelados na presença desses defeitos: o teste El Cid, a baixo fluxo, e o teste a 80% do fluxo nominal com detecção térmica. O estudo realizado mostra a importância de certos parâmetros, tais como a extensão do defeito e as características dos materiais, sobre os sinais lidos nos testes. Esta propriedade pode ser observada através da sensibilidade dos testes de diagnóstico simulados em diversas condições.

Abstract: Turbogenerator stators are subject to faults such as interlaminar short circuits. These faults induce hot spots which may have an impact on the machine performances, leading in certain cases to irreversible damages. In this work, the short circuits, as well as the most commonly used diagnosis tests, have been studied using a 3D finite element method electromagnetic approach. One of the difficulties inherent in numerical modelling of nterlaminar short circuits is to take account of the scale factor between the different parts that are involved in such problem (dimensions of the stator, short circuits and insulating varnish between laminations). A simple finite element modelling of the real geometry (lamination stack, insulation representation#) would imply a much too large number of unknowns regarding the calculation power which is classically available. Thus, in this work, to represent lamination stacks, homogenization techniques have been associated to a methodology to choose the homogenized and non-homogenized (including the fault) zones. The approach has been validated through results from an experimental prototype consideringfaults under different conditions (position, size#). Moreover, both main diagnosis tests, used in the industry to detect such faults, have also been modelled in the presence of a fault: the El Cid test, at low flux, and the test at 80% of the rated flux with thermal detection. The study which has been carried out hows the importance of certain parameters, such as the fault size and the material characteristics, on the diagnosis test results. This appears in particular through the diagnosis tests sensibility in these different conditions.

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Chamilco, Guzmán Eulálio Isla. "Modelagem computacional micromecânica em poroviscoelasticidade." Laboratório Nacional de Computação Científica, 2006. http://www.lncc.br/tdmc/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=34.

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Abstract:

Neste trabalho propomos uma nova formulação micromecânica para descrever escoamentos monofásicos em meios porosos viscoelásticos. Na abordagem proposta consideramos o meio poroso por dois níveis de porosidade (micro e macroporos), onde os efeitos de relaxação e fluência da matriz porosa são advindos da drenagem secundária do fluido residente nos microporos. A derivação do modelo macroscópico é obtida via técnicas de homogeneização de estruturas periódicas aplicadas à mudança a partir do modelo micromecânico composto por uma matriz poroelástica circundada por uma rede conexa de macroporos. Neste contexto o nosso principal resultado consiste na conjugação do modelo de suas escalas com a análise assintótica da formulação variacional do problema micromecânico posto no domínio da célula unitária periódica. Mostramos que esta combinação de técnicas fornece o decaimento dos núcleos de convolução das equações constitutivas homogeneizadas para as tensões efetivas da fase sólida e para a porosidade viscosa além de estabelecer a dependência constitutiva para o tempo de relaxação do processo de compactação secundária da matriz. Simulações numéricas são obtidas descretizando os problemas de célila locais via métoco de elementos finitos e ilustram as taxas de decaimento obtidas na análise

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Zanella, Fernando. "Modelagem física de diodos em alta frequência usando o método dos elementos finitos no domínio do tempo." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2012. http://hdl.handle.net/1884/28236.

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LOPES, Diego Soares. "Modelo de elementos finitos aplicado na avaliação de desempenho de isolantes em ambientes contaminados." Universidade Federal de Pernambuco, 2016. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/19497.

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Abstract:

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-11T12:20:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Diego_Lopes_Dissertacao.pdf: 4018850 bytes, checksum: a5aa0e7bd17e5fbdc23ed085f38eca0c (MD5)
Made available in DSpace on 2017-07-11T12:20:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Diego_Lopes_Dissertacao.pdf: 4018850 bytes, checksum: a5aa0e7bd17e5fbdc23ed085f38eca0c (MD5) Previous issue date: 2016-07-19
CAPES
A presente dissertação aplica um modelo computacional para mapeamento da distribuição de potencial e campo elétrico ao longo de dispositivos isolantes na presença de uma camada condutiva em sua superfície. Na natureza, a formação dessa camada se dá através da deposição de poluição juntamente com a umidade ambiental. A pesquisa teve como base outros estudos presentes na literatura que abordam a mesma temática. A avaliação do comportamento da distribuição de potencial e campo elétrico em peças isolantes é de fundamental importância na determinação de possíveis regiões, as quais esses dispositivos apresentem maior estresse elétrico, tais regiões podem levar a descargas parciais e possíveis desgastes dos acessórios levando assim à sua falha. O modelo aplicado foi implementado utilizando o MEF (Método dos Elementos Finitos) através da construção do ambiente nosoftwareCOMSOLMultiphysicse da representação gráﬁca do acessório noAutoCAD. O estudo foi realizado em isoladores de vidro e polimérico, bem como em espaçadores, sob diferentes níveis de poluição. Os resultados obtidos são coerentes e apresentam consonância com a teoria envolvida neste estudo.
This dissertation applies a computational model to map the voltage distribution and electric field along dielectric devices in presence of a thin conductive layer on its surface. In the nature this thin layer may appear due to pollution deposition with environmental humidity. The base of this research are another studies found in literature with the same theme. The behavior of voltage distribution and electric field in dielectric devices has significant importance helping to determine possible regions where this devices present higher stress levels, causing partial discharges and possible damage to the accessories leading them to a failure condition. The applied model was implemented using FEM (finite element method) building an environment in COMSOL Multiphysics software and graphically representing each accessory through using AutoCAD. The present study was done in insulators made of glass and polymer, as well as spacers, under several pollution levels. The obtained results are consistent and show consonance with the whole theory involved in this research.

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Junior, Paulo Cesar Plaisant. "Modelagem numérica de tensões em compósitos pela teoria micro-mecânica." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2011. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3030.

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Abstract:

O objetivo do trabalho é a obtenção dos fatores de amplificação de tensões gerados por carregamentos mecânicos e térmicos em um material compósito, utilizando-se da teoria micro-mecânica e modelagem por elementos finitos. A teoria micro-mecânica se distingue de estudos macro-mecânicos por levar em conta as diferenças de propriedades dos constituintes do material compósito. Considerando as individualidades dos constituintes é possível caracterizar os níveis de tensões em cada um dos materiais e em sua interface. Partiu-se da modelagem tridimensional por elementos finitos de um volume representativo convencional e foram realizadas simplificações, mostrando que modelos mais simples podem ser utilizados sem prejuízo da análise. Diversos resultados numéricos são obtidos e comparados com a literatura. .

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Teixeira, Ritermayer Monteiro. "Metodologias para modelagem e análise da fadiga em ligações rebitadas com aplicação em pontes metálicas ferroviárias." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-20072016-095317/.

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Abstract:

O processo de fadiga em pontes metálicas ferroviárias é um relevante problema de infraestrutura, largamente reconhecido como uma questão de segurança estrutural que precisa ser melhor compreendida. Apesar dos recentes avanços no campo da modelagem computacional, a aplicação de abordagens modernas para avaliação do comportamento à fadiga de ligações rebitadas típicas de pontes ainda é pouco explorada e impõe desafios. Nesse contexto, esta tese visa implementar metodologias de análise global-local para avaliação de detalhes rebitados de pontes ferroviárias, empregando ferramentas avançadas de análise em elementos finitos para investigação pormenorizada do processo de fadiga. Com o objetivo de contextualizar o comportamento à fadiga de ligações rebitadas, apresentam-se inicialmente as principais metodologias convencionais de avaliação, destacando as limitações dos métodos. Apresentam-se também os principais aspectos da modelagem local em elementos finitos e das metodologias de análise local, enquadrando os regimes de comportamento onde cada abordagem pode ser aplicada. Exemplos em pequena escala são desenvolvidos para testar procedimentos numéricos e investigar a influência dos principais parâmetros que podem influenciar no comportamento local de ligações rebitadas, tais como modelos interfaciais de contato, fricção, pré-esforço nos rebites e distribuição interna de cargas. Análises de sensibilidade são realizadas tomando como referência uma ligação rebitada com uma trinca inicial pré-existente, onde tais efeitos são investigados. São descritos os procedimentos gerais de uma metodologia de modelagem desenvolvida para resolução de problemas que envolvem a integração contínua entre modelos globais e locais e um conjunto de ferramentas criadas para possibilitar o acoplamento entre o programa de simulação em elementos finitos e sub-rotinas customizadas programadas para processamento recursivo dos modelos e análise local da fadiga. A metodologia é então aplicada ao estudo dos detalhes rebitados de uma ponte real. A caracterização do comportamento global da ponte é realizada recorrendo-se aos resultados de simulações estáticas e dinâmicas e do monitoramento de curto prazo da estrutura. Também são apresentados resultados de estudos de sensibilidade e de previsão da vida à fadiga de detalhes críticos da ponte usando o método das tensões nominais e curvas SN baseadas em classes de detalhes. Diferentes aspectos são abordados, tais como a consideração dos efeitos secundários de flexão nas ligações e a influência do tipo de veículo e da configuração do trem. Por último, é realizada uma análise local das ligações rebitadas da ponte ferroviária tomada como estudo de caso. Modelos tridimensionais detalhados das conexões são desenvolvidos em duas etapas. Na primeira são aplicadas técnicas de modelagem hierárquica para avaliar de forma pormenorizada os mecanismos de transferência de cargas entre os membros envolvidos, os efeitos secundários de flexão e a influência de diferentes hipóteses de modelagem. Na segunda etapa, são desenvolvidos submodelos com elementos sólidos e altas densidades de malhas para investigação dos campos de deformações e tensões locais nas regiões apontadas como críticas durante a modelagem hierárquica. As geometrias dos rebites são representadas explicitamente e todas as interações de contato são modeladas. A influência do pré-esforço nos rebites é avaliada. As abordagens ?N e SN são aplicadas para enquadrar o regime de fadiga das ligações, verificar critérios de falha incluindo tensões multiaxiais e fazer previsões da vida de iniciação da trinca. São apresentados os principais resultados das análises bem como as conclusões que corroboram a metodologia empregada.
The fatigue process in steel railway bridges is an important problem of infrastructure, widely recognized as an issue of structural safety that needs to be better understood. Despite the recent advances in computational modeling, application of modern approaches to fatigue assessment of typical riveted bridges is still little investigated and poses challenges. In this context, this thesis aims to implement some methodologies for global-local analyses in riveted details of steel railway bridges using advanced finite element analysis tools for a deep investigation of the fatigue process. In order to contextualize the fatigue behavior of riveted connections, the conventional assessment procedures are initially presented, highlighting the limitations of the methods. The main points of the local finite element modeling and of the local analysis methods are also described, defining the regimes where each approach can be applied. Examples on a small scale to test numerical procedures are developed and the influence of the main parameters that can influence the local behavior of riveted connections is investigated, such as contact interfacial models, friction, clamping force in rivets and internal load distribution. Sensitivity analyses with reference to a riveted connection with a pre-existing initial crack are performed, where such effects are investigated. The general procedures of a modeling methodology developed for problem solving that involves the seamless integration between global and local models and a set of tools created to enable coupling between the finite element simulation program and customized subroutines to recursive processing and fatigue local analysis of the models are described. Then, the methodology is applied to the study of riveted details of a railway bridge. The global behavior of the bridge is performed based on the results of static and dynamic simulations and from short-term monitoring data. The results of sensitivity studies and fatigue life predictions using the nominal stress method and detail class SN curves for critical details of the bridge are also presented. Different aspects, such as the consideration of bending secondary effects at connections and the influence of the vehicle types and train configurations are addressed. Finally, a local analysis is carried out in the riveted railway bridge taken as a case study. Three-dimensional models, detailing the connections in two stages are developed. The first hierarchical modeling techniques are applied to assess the load distribution mechanisms between the members involved, the bending secondary effects and the influence of different modeling assumptions. In the second stage, sub-models with solid elements and high mesh densities for investigation of strain and stress fields in the regions identified as critical by the hierarchical model are developed. The geometries of the rivets are explicitly represented and all contact interactions are modeled. The influence of rivet clamping forces is evaluated. The ?N and SN local approaches are applied to define the fatigue regime in critical points, check failure criteria in multi-axial stresses and to predict the crack initiation life. The main results of the analyses and the conclusions that support the methodology are presented.

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Araújo, Catarina Nogueira de. "Desenvolvimento de um elemento finito para modelagem do comportamento de poços verticais em rochas salinas." Universidade Federal de Alagoas, 2012. http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/3504.

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Abstract:

This work describes the development of an axisymmetric finite element for the simulation of the viscous behavior of rock salt during vertical well drilling. Based on the displacement formulation of the Finite Element Method, functions on the format of the simplified elastic solution are used for the interpolation inside the element, thereby it is possible to describe the behavior of the system with a few degrees of freedom. The numerical modeling using the proposed element provides faster and more precise answers, therefore it can be used to assist both the design and making of wells, risk analysis and the calibration of the rock viscoelastic parameters in real scale situations. A model with few degrees of freedom representing the studied problem is useful for the low time required to provide results. To verify the proposed element efficiency, results and comparisons with classical finite elements are presented.
FUNDEPES - Fundação Universitária de Desenvolvimento de Extensão e Pesquisa
PRH-ANP - Programa de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um elemento finito axissimétrico para a simulação do comportamento viscoso de rochas salinas durante a perfuração de poços verticais. Baseado na formulação em deslocamento do Método dos Elementos Finitos e utilizando funções de interpolação no formato da solução do problema elástico simplificado, o uso do elemento permite representar com poucos graus de liberdade os fenômenos envolvidos no sistema em questão. A utilização do elemento proposto na modelagem numérica do problema fornece respostas mais precisas e em menos tempo, auxiliando tanto na elaboração de projetos de poços como no acompanhamento de sua execução, em análises de risco e na calibração dos parâmetros viscosos das rochas em situações de escala real. A vantagem de se ter disponível um modelo com poucos graus de liberdade representativo do problema posto é a rapidez com que resultados podem ser obtidos. Para verificação da eficiência do elemento finito proposto são apresentados resultados e comparações com o elemento clássico, com funções de interpolação exclusivamente polinomiais, usualmente utilizado para discretizar esse problema.

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Furukawa, Christian Hideki. "Sobre a modelagem da propagação de trincas por fadiga em estruturas de cascas pressurizadas." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-22052006-191952/.

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Abstract:

A modelagem adequada da propagação de trincas por fadiga em fuselagens pressurizadas é complexa devido a uma série de fatores, tais como: o efeito geometricamente não-linear conhecido como bulging, o revestimento das fuselagens ser bastante delgado e a presença de reforçadores que alteram a distribuição de tensão na fuselagem. Uma metodologia para simular computacionalmente a propagação de trincas por fadiga em estruturas de casca pressurizadas baseada no método dos elementos finitos e em conceitos da Mecânica do Fraturamento Linear Elástica é apresentada. Como resultado dessa simulação, obtêm-se a trajetória de propagação da trinca e o número de ciclos para ocorrer a propagação. Um estudo paramétrico é realizado para avaliar a influência de diversos parâmetros, tais como: espessura do revestimento, nível de pressurização, comprimento de trinca, área da seção transversal e distância entre reforçadores, entre outros, no fator de bulging em estruturas de cascas pressurizadas com ou sem reforçadores. A metodologia apresentada é validada por meio da simulação de propagação de trinca em uma fuselagem de um Boeing 737, sendo que os resultados obtidos nessa simulação são comparados com resultados experimentais e com os obtidos por POTYONDY (1993). A influência do tamanho do incremento de trinca e do número de nós por elemento (4 ou 9 nós) nos resultados obtidos é investigada.
The modeling of fatigue crack growth in pressurized fuselages is very complex due to many factors, such as the nonlinear stiffening effect referred to as bulging, the fuselage skin being very thin and the presence of stiffeners which modifies the stress distribution on the fuselage. A methodology for the computational modeling of the fatigue crack growth in pressurized shell structures, based on the finite element method and concepts of Linear Elastic Fracture Mechanics, is presented. As a result of this numerical simulation, the crack trajectory and the fatigue propagation life are obtained. A parametric study is performed to investigate the influence of several parameters, such as skin thickness, pressurization level, crack length, structural area of the stiffeners, distance between stiffeners, on the bulging effect for unstiffened and stiffened pressurized shells. The methodology is validated by means of a fatigue crack propagation simulation in a Boeing 737 airplane fuselage. The results of this simulation are compared with experimental results and those obtained by POTYONDY (1993). Additionally, the influence of the crack increment and the number of nodes per element (8 or 9 nodes) on the simulation results are investigated.

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Tayer, André Del Negro. "Modelagem numérica de juntas de argamassa em estruturas de alvenaria utilizando elementos finitos com alta razão de aspecto." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-27082018-102403/.

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Abstract:

Este trabalho apresenta um novo modelo numérico para simulação de juntas de argamassa em estruturas de alvenaria no plano via método dos elementos finitos. Neste modelo, blocos de alvenaria e juntas de argamassa são representados separadamente. Elementos finitos com alta razão de aspecto são utilizados para representar as juntas de argamassa e são inseridos na malha de elementos finitos através de uma técnica de fragmentação de malha. A principal vantagem desta técnica consiste na utilização de modelos constitutivos contínuos para representar regiões descontínuas, uma vez que seu campo de deformações quando a altura do elemento de interface tende a zero é semelhante ao apresentado pela abordagem de aproximação contínua de descontinuidades fortes. Um modelo constitutivo contínuo baseado na mecânica do dano foi desenvolvido para representar o comportamento dos elementos de interface. Este modelo consegue representar a abertura e fechamento de fraturas, bem como o efeito de atrito em função da tensão de confinamento nas interfaces. Como o objetivo deste trabalho consiste na simulação da formação e propagação de fraturas ao longo das juntas de argamassa, comportamento elástico linear foi atribuindo aos elementos triangulares de três nós utilizados na discretização dos blocos de alvenaria. Vários exemplos numéricos são apresentados. Inicialmente, testes básicos são realizados para demonstrar as principais características do modelo quando submetido a carregamentos de tração, compressão e cisalhamento. Posteriormente, estruturas de alvenaria submetidas a carregamentos estáticos são analisadas e os resultados comparados com as respostas experimentais a fim de validar o modelo proposto. A técnica proposta se mostrou bastante promissora para simulação da formação e propagação de fratura em juntas de argamassa de estruturas de alvenaria.
This work presents a novel numerical model to simulate the failure process in masonry structures subjected to static loads via finite element method. Brick and mortar joints are modeled separately with their own constitutive equations. Interface finite element with high aspect ratio are used to simulate the mortar interface and inserted by the mesh fragmentation technique. The main advantage of this strategy is supported by the fact that, as the aspect ratio of a standard low-order solid finite element increases, the element strains also increase, approaching the same kinematics as the Continuum Strong Discontinuity Approach. A constitutive model was developed, based on the continuum damage mechanics, in order to represent the behavior of the interface finite elements. This model is able to simulate the creation and propagation of cracks, as well as, the frictional effects in dependence on stress confinement on the interfaces. Furthermore, as the objective of this work aims to simulate the failure in the mortar joints, the brick elements are assumed as linear elastic material. Three node standard triangular finite element are used to represent the bricks. Several numerical models are carried out. Initially, basics tests are show in order to demonstrate the main characteristics of the proposed model subjected to tensile, compression and shear loads. Subsequently, masonry structures are subjected to static loads are analyzed and the results compared with the experimental responses in order to validate the proposed model. This technique proved to be very promising for the simulation of failure onset and propagation in mortar joints of masonry structures.

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Sica, Luiz Umberto Rodrigues. "Modelagem computacional da injeção de diócido de carbono em meios porosos." Laboratório Nacional de Computação Científica, 2014. https://tede.lncc.br/handle/tede/205.

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Abstract:

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-04-13T14:29:49Z No. of bitstreams: 1 thesis_Sica.pdf: 4906333 bytes, checksum: a11473b1ae2e6e483a4cd6709aee3480 (MD5)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes)
We present a locally conservative numerical methodology to simulate the two-phase fow (water and CO2) with mass absorption between the fuid phases and reaction between the CO2 phase and rock in a highly heterogeneous reservoir. This problem is modeled by a system of partial di erential equations, which basically consists in a parabolic subsystem for determining the velocity eld and two non-linear hyperbolic equations for the transport of phases that fow (equations of saturation and concentration). From the numerical point of view, we use the operator splitting technique to properly treat the time scale of each physical phenomenon. We propose the application of a locally conservative nite element method for the total Darcy velocity and a high-order non-oscillatory central- scheme fi nite volume method for nonlinear hyperbolic equations that govern the saturation and concentration of phases. Furthermore, we treat numerically the mass fux between fuid phases, the dissolution of CO2 in the aqueous phase, using the ash methodology that treats numerically equilibrium reactions. The reaction of CO2 with rock (precipitation), which causes changes in porosity and permeability, was treated by applying principles of kinetic theory.
Apresentamos uma metodologia numérica localmente conservativa para a simulação computacional do escoamento bifásico (_agua e CO2) com absorção de massa entre as fases unidas e reação da fase CO2 com a rocha em um reservatório altamente heterogêneo. Este problema é modelado por um sistema de equações diferenciais parciais basicamente composto por um subsistema parabólico para a determinação do campo de velocidades e duas equações hiperbólicas não lineares para o transporte das fases que escoam (equações da saturação e da concentração). Do ponto de vista numérico, utilizaremos a técnica de decomposição de operadores a fim de tratar apropriadamente a escala de tempo de cada fenômeno físico. Propomos a aplicação de um método de elementos finitos localmente conservativo para a velocidade da mistura e um método de volumes finitos não oscilatório de alta ordem baseado em esquemas centrais para as equações hiperbólicas não lineares que governam a saturação e a concentração das fases. Além disso, trataremos numericamente o fluxo de massa entre as fases fluidas, ou seja, a dissolução do CO2 na fase aquosa, a partir da metodologia fash que trata numericamente estas relações de equilíbrio. A reação do CO2 com a rocha (precipitação), que provoca alterações na porosidade e na permeabilidade, foi tratada através da aplicação de princípios da teoria cinética.

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Salvatierra, Marcos Marreiro. "Modelagem matematica e simulação computacional da presença de materiais impactantes toxicos em casos de dinamica populacional com competição inter e intra-especifica." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/307288.

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Abstract:

Orientador: João Frederico da Costa Azevedo Meyer
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica
Made available in DSpace on 2018-08-05T12:58:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salvatierra_MarcosMarreiro_M.pdf: 1600898 bytes, checksum: a8beabb556b24c734508735602125989 (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: A proposta deste trabalho é criar um modelo para descrever computacionalmente o convívio entre duas espécies competidoras com características de migração na presença de um material impactante tóxico. As equações a serem utilizadas deverão incluir os fenômenos de dispersão populacional, processos migratórios, dinâmicas populacionais densidade-dependentes e efeitos tóxicos de um material impactante evoluindo no meio, provocando um decaimento proporcional. Recorrendo a um instrumental consagrado, embora com desenvolvimento relativamente recente, será usado um sistema clássico do tipo Lotka-Volterra (conseqüentemente não-linear) combinado a Equações Diferenciais Parciais de Dispersão-Migração. O primeiro passo é a formulação variacional discretizada deste sistema visando o uso de Elementos Finitos combinados a um método de Crank-Nicolson. Em segundo lugar, virá a formulação de um algoritmo (conjuntamente com sua programação em ambiente MATLAB) que aproxima as soluções discretas relativas a cada população em cada ponto e ao longo do intervalo de tempo considerado nas simulações. Por fim, serão obtidas saídas gráficas úteis dos pontos de vista quantitativo e qualitativo para uso em conjunto com especialistas de áreas de ecologia e meio ambiente na avaliação e na calibração de modelos e programas, bem como no estudo de estratégias de preservação, impacto e recuperação de ambientes
Abstract: The purpose of this work is to create a model to computationally describe the coexistence of two competing species with migration features in the presence of a toxic impactant material. The equations must include the phenomena of populational dispersion, migratory processes, density-dependent populational dynamics and toxic effects of the evolutive presence of an impactant material developing in the environment, generating a proportional decrease in both populations. Resorting to well-established, although relatively recent, mathematical instruments a Lotka - Volterra type (and consequently nonlinear) system, including characteristics of a Migration-Dispersion PDE. The first step is the discrete variational formulation of this system aiming for the use of the Finite Element Method toghether with a Crank-Nicolson Method. Second, the formulation of an algorithm (together with a programme in MATLAB environment) that approximates the relative discrete solutions to each population in each point and along of the time interval considered in the simulations. Lastly, useful graphics will be obtained of the quantitative and qualitative viewpoints for use with specialists of the fields of ecology and environment and in the evaluation and calibration of models and programmes
Mestrado
Mestre em Matemática Aplicada

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Iizuka, Eduardo Kenji. "Analise de tensões em peneiras vibratorias atraves de modelagem numerica utilizando o metodo dos elementos finitos e experimentalmente por extensometria." [s.n.], 2006. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265004.

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Abstract:

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
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Resumo: O trabalho apresenta os resultados obtidos na simulação numérica e medição extensométrica de peneiras vibratórias de alta capacidade. Para o estudo numérico utilizou-se o software MSC.FEA 2005 que é uma integração dos softwares MSC.Patran e MSC.Nastran, obtendo-se resultados de tensão de von Mises apresentados na forma de gráficos e tabelas. Nas medições experimentais foram empregados extensômetros do tipo roseta 45° que possibilitaram a determinação das tensões principais e consequentemente a tensão de von Mises dos pontos instrumentados. Os valores de tensão de von Mises numéricos e experimentais formam comparados resultando em uma diferença média satisfatória de 8,4% considerando-se a complexidade do equipamento analisado. Os resultados deste trabalho são importantes para os futuros projetos de peneiras vibratórias de alta capacidade, visando garantir a integridade física do equipamento
Abstract: The work presents the results of numerical simulation and strain gage measurements for high capacity vibrating screens. MSC.FEA 2005 software that is an integration of the MSC.Patran and MSC.Nastran softwares was used to get the numerical results of von Mises stress, which is presented in charts and tables formo Strain gages type rosette 45° were used on experimental measurements and allowed the determination of principal stress hence von Mises stress, in the analyzed points. Numerical and experimental values of stress were compared and resulted into an 8.4% mean difference, which is a satisfactory result considering the complexity of the equipment. The results presented in this work create an important base to future designs of high capacity vibrating screens, aiming at the physical integrity of the equipment
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica

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Oliveira, Luciano Prado de. "Efeito dos modos espúrios na análise modal e em esquemas de propagação de feixes na modelagem de guias de onda por elementos finitos." [s.n.], 2013. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260807.

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Abstract:

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-22T14:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LucianoPradode_D.pdf: 36412783 bytes, checksum: 0d0ea68334e1df0ae3e61e59014f3f68 (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo dos efeitos dos modos espúrios na análise modal e em esquemas de propagação de feixes na modelagem de guias de onda por elementos finitos mistos. A presença dos modos espúrios no espectro das matrizes de elementos finitos é investigada e discutida a partir de uma formulação alternativa para a análise modal em guias de onda bidimensionais, onde a condição de divergente nulo é imposta inicialmente na equação vetorial de onda. Um novo esquema de propagação de feixes é proposto substituindo a componente longitudinal da equação vetorial de onda pela equação de Gauss e uma análise do efeito dos modos espúrios sobre os esquemas de propagação de feixes é realizada. Testes computacionais de convergência e estabilidade dos novos esquemas de propagação de feixes, assim como dos esquemas convencionais, são apresentados
Abstract: This work shows a study of the effects of spurious modes in the modal analysis and in beam propagation schemes based on finite element mixed for modeling bidimensional waveguides structures. The presence of spurious modes in the spectrum of the finite element matrices is investigated and discussed from an alternative formulation for modal analysis of two-dimensional waveguides, where the divergence-free condition is imposed on the vector wave equation. A new beam propagation scheme is proposed by replacing the longitudinal component of the vectorial wave equation with Gauss equation, and analysis of the effect of spurious modes on beam propagations schemes is performed. Computational convergence and stability tests for the new beam propagations schemes as well as the conventional schemes are presented
Doutorado
Telecomunicações e Telemática
Doutor em Engenharia Elétrica

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CABRAL, Hélder Lima Dias. "Desenvolvimento de ferramentas computacionais para modelagem e análise automática de defeitos de corrosão em dutos." Universidade Federal de Pernambuco, 2007. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5696.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7950_1.pdf: 7976216 bytes, checksum: f3253e3ea18bf74d50c49bd3c0818e5f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007
A segurança operacional da malha de dutos de transporte de hidrocarbonetos é uma grande preocupação de todas as companhias de petróleo, devido aos imensos danos econômi-cos, sociais e em termos da imagem da companhia que um acidente de grande porte com um duto pode causar. Esta malha deve ser monitorada continuamente e problemas encontrados devem ser avaliados de forma confiável, a fim de analisar o comprometimento da integridade estrutural do duto e permitir que reparos necessários sejam realizados com segurança, antes que estes defeitos causem um acidente. No caso de defeitos causados por corrosão, a análise computacional com o Método dos Elementos Finitos (MEF) tem se mostrado uma das ferra-mentas mais eficientes para a avaliação correta da integridade estrutural de dutos com defei-tos. Estas ferramentas permitem considerar diretamente os fenômenos físicos envolvidos no processo de falha do duto resultando assim em resultados mais precisos que os encontrados por meio de modelos semi-empíricos e bem mais rápidos e econômicos que os obtidos através de experimentos em laboratório. A análise via o MEF, no entanto, requer uma grande especialização e um treinamento específico que não são característicos de todos os engenheiros de tubulações. O processo para a criação de bons modelos computacionais para um defeito, que inclui a modelagem fiel da geometria deste defeito e a geração de uma malha apropriada, demanda uma interação manual constante do engenheiro, é demorado e muito repetitivo, e por estas razões muito propenso a erros. Normalmente, este procedimento é repetido desde o início para cada novo problema analisado, em um patente desperdício de recursos humanos qualificados. A principal proposta deste trabalho foi desenvolver um conjunto de ferramentas com-putacionais que produzem automaticamente modelos de dutos com defeitos, prontos para se-rem analisados em programas comerciais que implementam o MEF, a partir de alguns parâ-metros que localizem e forneçam as dimensões principais do defeito ou de uma série de de-feitos. Estas ferramentas são baseadas no programa comercial de pré e pós-processamento MSC.PATRAN e foram produzidas por meio da linguagem de programação PCL (Patran Command Language). O programa de geração automática de modelos (denominado programa PIPEFLAW) tem interface gráfica simplificada e personalizada, de forma que um engenheiro, com noções básicas de simulação computacional com elementos finitos, possa gerar rapida-mente modelos que resultem em simulações precisas e confiáveis. A realização das análises não-lineares foi feita por meio de um script implementado na linguagem de programação PYTHON a partir do qual toda a análise é gerenciada através da execução automática de tarefas pré-determinadas. Assim, a cada iteração da análise, o sol-ver ANSYS é acionado pelo script e em seguida, os resultados gerados durante aquela iteração são lidos e interpretados pelo script possibilitando que os critérios de convergência e incremento de carga, pré-definidos pelo usuário, sejam aplicados automaticamente, diferen-temente do procedimento usual quando se ativa os critérios de convergência e de incremento de carga determinados pelo solver . Por fim, são apresentados alguns exemplos de modelos de dutos gerados automatica-mente pelo programa PIPEFLAW. Os resultados de análises numéricas, realizadas utilizando as ferramentas desenvolvidas neste trabalho, são comparados com resultados empíricos, nu-méricos e experimentais disponíveis na literatura com o objetivo de validar as ferramentas aqui apresentadas

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Lima, Bruno Luís Soares de. "Modelagem e fabricação de modulador em óptica integrada baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-22022018-140406/.

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Abstract:

O trabalho de doutorado teve como objetivo desenvolver um modulador óptico baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro. A modelagem e simulação do dispositivo foi realizada utilizando software com cálculo por método dos elementos finitos (MEF) e teve como finalidade auxiliar iterativamente os processos de projeto e fabricação do modulador. A originalidade da proposta baseia-se na construção de um guia de onda em óptica integrada recoberto por um filme magnetostrictivo para permitir a modulação , via efeito elasto-óptico, da onda guiada pela aplicação de campos magnéticos externos. O campo magnético aplicado provoca a deformação o material magnetostrictivo que induz uma modificação no perfil de esforço aplicado ao substrato. O substrato tem suas propriedades ópticas alteradas devido ao efeito elasto-óptico, o que provoca mudanças nas propriedades da luz transmitida. O trabalho tem seu início com o estudo e a caracterização de filmes magnetostrictivos de Tb25F275 e Tb23Co77 depositados por sputtering sobre substratos de silício. Uma técnica para preparação das amostras e medição da magnetostricção foi estabelecida e os coeficientes de magnetostrição dos filmes foram determinados a partir das medições diretas dos deslocamentos das amostras, em função dos campos magnéticos aplicados, utilizando a técnica de Atomic Force Microscopy (AFM). Os resultados experimentais obtidos permitiram a realização de simulações por MEF para verificação dos modos de guiamento da luz gerados pelo perfil de esforços induzidos termicamente no processo de deposição do filme magnetostrictivo sobre substrato de B12GeO4 (BGO). Foi modelado e simulado também o efeito da aplicação do campo magnético sobre o guia óptico obtido inicialmente pelo efeito de esforço térmico. No resultado das simulações foi possível verificar as alterações do índice de refração efetivo e da intensidade óptica do modo guiado em função de campos magnéticos aplicados ao modulador. Ao final do trabalho realizaram-se a fabricação de alguns protótipos. Os resultados das caracterizações dos moduladores construídos permitirão, no futuro, ajustar os modelos de simulação elaborados.
The doctoral work aims are the development and simulation of an optical modulator based on the effect of magnetostriction for application as magnetometer. The multiphysics simulations were performed using the Finite Elements Method (FEM). In the manufacturing process of optical modulator integrated optics techniques were applied. The originality of the proposal is based on the construction of an integrated optical waveguide covered by a magnetostrictive film to allow the modulation of the guided wave, through the elasto-optical effect, by the application of external magnetic fields. The applied magnetic field causes deformation of the magnetostrictive material that induces a modification of the stress profile produced in substrate. The substrate has its optical properties altered due to the elasto-optical effect, which causes changes in the properties of transmitted light. The work begins with the study and characterization of TbFe and TbCo2 magnetostrictive films deposited by sputtering on silicon substrates. A method for sample preparation and measurement of magnetostriction was established. The magnetostrictive coefficient of the films was determined from the direct measurement of displacements of samples by AFM technique for magnetic fields applied. The experimental results obtained allowed to perform MEF simulations to verify the light guided modes generated by the profile of thermally induced stress created by deposition process of magnetostrictive film on B12GeO4 (BGO) substrate. It was also modeled and simulated the effect of the application of magnetic field on the optical guide obtained initially by the effect of thermal stress. In simulation results, it was possible to verify the changes of effective refractive index and optical intensity of guided modes as functions of magnetic fields applied to the modulator. At the end of the work, some prototypes were fabricated. The results of characterizations of the built modulators will allow, in the future, adjustments in simulation models.

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Lima, Junior Jose Juliano de. "Modelagem de sensores e atuadores piezeletricos com aplicações em controle ativo de estruturas." [s.n.], 1999. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263248.

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Abstract:

Orientador: Jose Roberto de França Arruda
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-09-11T20:54:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaJunior_JoseJulianode_D.pdf: 11744073 bytes, checksum: 68bfb9d1ab48e45e1012f62b426533bd (MD5) Previous issue date: 1999
Resumo: Apresenta-se uma metodologia para a modelagem analítica e numérica de estruturas, com elementos piezelétricos incorporados. Obtêm-se modelos analíticos de placa de Kirchhoff e Mindlin-Reissner e de viga de Euler-Bemoulli e Timoshenko, a partir das equações de movimento de casca, com a aplicação dos Postulados de Love e da escolha apropriada dos raios de curvaturas e dos Parâmetros de Lamé. Em seguida, são consideradas, nos modelos, as influências do elemento piezelétrico. O princípio variacional, aplicado em meios piezelétricos, é obtido com o auxílio da energia potencial mecânica da estrutura e elétrica do material piezelétrico. Com base nesse princípio, vários modelos numéricos são desenvolvidos, usando o método dos elementos finitos, tais como o modelo que usa o elemento sólido 3D, modelos de placa de Kirchhoff e Mindlin-Reissner e de viga de Euler-Bemoulli e Timoshenko. Desenvolve-se um programa computacional para a realização da análise estática e dinâmica de estruturas, com elementos piezelétricos incorporados. Simulações numéricas e experimentais são efetuadas e os resultados gerados são comparados entre si e com os dados disponíveis em algumas das referências bibliográficas citadas
Abstract: An analytical and numerical approach for modelling intelligent structures with incorporated piezoelectric elements is presented. Analytical models of Kirchhoff and Mindlin-Reissner plates and of Euler-Bemoulli and Timoshenko beams are obtained from equations of motion of structures having shell characteristics with the application of the Love Postulates and judicious choices of the curvature radii and Lamé Parameters. Then, the effects of the piezoelectric element are taken into account in the models. The variational principIe for piezoelectric media is obtained by considering both the potential mechanical energy of the structures and the electrical energy of the piezoelectric material. Based in this principle, various numerical models are developed by applying the finite element method: such as the 3D solid element model, the Kirchhoff and Mindlin-Reissner plate models and the Euler-Bemoulli and Timoshenko beam models. A computer program is developed for the static and dynamical analyses of structures with incorporated piezoelectric elements. A range of numerical simulations and experimental tests are carried out and the results are compared to each other and to available data found in the literature
Doutorado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Doutor em Engenharia Mecânica

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Carvalho, Marcelo Parmentier. "An?lise de tens?es e deforma??es em estruturas termopl?sticas usando o m?todo de elementos finitos." Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, 2007. http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/3105.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 397594.pdf: 5870424 bytes, checksum: d8be5771efcfbddb88fa6ac684d6ad3c (MD5) Previous issue date: 2007-12-13
A aplica??o dos materiais polim?ricos em nosso cotidiano tem sido grandemente difundida em raz?o de caracter?sticas como a excelente combina??o de baixa massa espec?fica e elevada rigidez, e a possibilidade de moldar pe?as nas mais variadas formas. ?, pois de fundamental import?ncia que o projetista disponha de ferramentas de aux?lio para a an?lise e otimiza??o que possibilitem dimensionar de modo r?pido e seguro a pe?a a ser fabricada, considerando os requisitos estruturais, caracter?sticas funcionais e restri??es impostas pelo processo de fabrica??o. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo computacional para an?lise de tens?es e deforma??es em cadeiras pl?sticas tipo monobloco confeccionadas em resina de polipropileno. O modelo computacional baseia-se no M?todo dos Elementos Finitos e foi desenvolvido usando o pacote comercial SolidWorks/CosmosWorks 2007. Ensaios experimentais est?ticos e din?micos da cadeira, segundo a Norma NBR 14776, foram realizados no Laborat?rio de Ensaios Eletroeletr?nicos da PUCRS LABELO, visando ? valida??o do modelo desenvolvido. Igualmente, ensaios experimentais de tra??o e flex?o, segundo as Normas NBR 9622, ASTM D 638 e ASTM D 790, foram realizados em corpos de prova confeccionados com material retirado da cadeira. Estes ensaios forneceram as caracter?sticas mec?nicas do material, necess?rias ?s simula??es computacionais. Simula??es de carregamento e vincula??o foram executadas mostrando a validade do modelo computacional desenvolvido para a an?lise de tens?es e deforma??es da cadeira.

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Volpatto, Diego Tavares. "Modelagem computacional do acoplamento hidro-geomecânico em reservatórios não-convencionais de gás." Laboratório Nacional de Computação Científica, 2016. https://tede.lncc.br/handle/tede/245.

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Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-04-06T18:57:20Z No. of bitstreams: 1 thesisVolpatto.pdf: 4316650 bytes, checksum: 70380eace3eba66de52728f9d1d7ff89 (MD5)
Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-04-06T18:57:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thesisVolpatto.pdf: 4316650 bytes, checksum: 70380eace3eba66de52728f9d1d7ff89 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-04-06T18:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesisVolpatto.pdf: 4316650 bytes, checksum: 70380eace3eba66de52728f9d1d7ff89 (MD5) Previous issue date: 2016-06-14
Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis
The present work aims at constructing a new sequential hydro-mechanical model of gas reservoirs. The new aspect of the proposed model lies on the derivation of new source terms in the subsystems of hydrodynamics and geomechanics. When compared with the fully-coupled formulation, where the two systems are solved simultaneously, the proposed formulation allows to explore the difference in the time-scales of the two phenomena. In addition the sequential formulation can be naturally extended to treat impermeable adjacent rocks and overcomes the problem of lack of stability in the impermeable regions of the geological formation. The formulation proposed based on the fixed stress split algorithm is unconditionally stable in the iterative procedure for coupling the two subsystems. This continuum problem is discretized by the Galerkin method coupled with fixed point algorithms to handle non-linearities present in the equation of state of the gas and in the coupling between the two subsystems. Numerical simulations are performed to illustrate the influence of geomechanical effects upon gas production. Comparisons between the well known one and two-way formulations are also presented.
O presente trabalho objetiva a construção de um novo modelo de acoplamento hidro-mecânico em reservatórios de gás. O aspecto inovador do modelo proposto reside na natureza sequencial do acoplamento, caracterizado pela decomposição do operador acoplado, levando ao surgimento de termos de fonte entre os subsistemas hidrodinâmica e geomecânico. Quando comparado com a formulação completamente acoplada, onde os dois sistemas são resolvidos simultaneamente, a formulação proposta permite a adoção de diferentes passos de tempo, extensão natural para descrever rochas adjacentes ao reservatório produtivo e não sofre de carência de estabilidade nas zonas impermeáveis da formação geológica. A formulação proposta, baseada no algoritmo “fixed stress split”, apresenta a propriedade de ser incondicionalmente estável no processo iterativo adotado na resolução dos dois subsistemas. A formulação sequencial é discretizada pelo método de Galerkin aliada com algoritmo de ponto fixo para tratar as não-linearidades presentes na equação de estado do gás e no acoplamento entre os dois subsistemas. Simulações numéricas são realizadas para ilustrar os efeitos geomecânicos sobre a produção de gás em reservatórios não convencionais de gás em folhelho. Comparações entre as formulações em uma-via e duas-vias, comumente discutidas em geomecânica de reservatórios, são apresentadas.

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Gurgel, John Glennedy Bezerra. "Modelagem num?rica de estruturas de conten??o atirantadas em areia." Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012. http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/14838.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:48:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JohnGBG_DISSERT.pdf: 5632038 bytes, checksum: eabbd6743af14f648742650469c3d48f (MD5) Previous issue date: 2012-07-02
A numerical study on the behavior of tied-back retaining walls in sand, using the finite element method (FEM) is presented. The analyses were performed using the software Plaxis 2D, and were focused on the development of horizontal displacements, horizontal stresses, shear forces and bending moments in the structure during the construction process. Emphasis was placed on the evaluation of wall embedment, tie-back horizontal spacing, wall thickness, and free anchor length on wall behavior. A representative soil profile of a specific region at the City of Natal, Brazil, was used in the numerical analyses. New facilities built on this region often include retaining structures of the same type studied herein. Soil behavior was modeled using the Mohr-Coulomb constitutive model, whereas the structural elements were modeled using the linear elastic model. Shear strength parameters of the soil layers were obtained from direct shear test results conducted with samples collected at the studied site. Deformation parameters were obtained from empirical correlations from SPT test results carried out on the studied site. The results of the numerical analyses revealed that the effect of wall embedment on the investigated parameters is virtually negligible. Conversely, the tie-back horizontal spacing plays an important role on the investigated parameters. The results also demonstrated that the wall thickness significantly affects the wall horizontal displacements, and the shear forces and bending moments within the retaining structure. However, wall thickness was not found to influence horizontal stresses in the structure
O presente trabalho apresenta um estudo num?rico atrav?s do m?todo dos elementos finitos (MEF) utilizando-se o aplicativo computacional Plaxis 2D, com o objetivo de verificar aspectos do comportamento de estruturas de conten??o atirantadas em areia. As an?lises foram dirigidas ao desenvolvimento dos deslocamentos horizontais, das tens?es horizontais e dos esfor?os internos (esfor?o cortante e momento fletor) durante o processo construtivo da estrutura. As simula??es num?ricas inclu?ram avalia??es da influ?ncia do comprimento da ficha, do espa?amento horizontal entre os tirantes, da espessura da parede e do comprimento do trecho livre. O perfil de solo utilizado nas simula??es num?ricas ? representativo de uma determinada regi?o da Cidade de Natal RN, na qual s?o constru?das com frequ?ncia conten??es do tipo analisado no presente trabalho. Utilizou-se o modelo constitutivo de Mohr-Coulomb para simular o comportamento do solo e o modelo el?stico linear para simular o comportamento dos elementos estruturais. Os par?metros de resist?ncia do solo foram determinados por meio de ensaios de cisalhamento direto e os par?metros de deformabilidade foram estimados atrav?s de correla??es emp?ricas obtidas de resultados de ensaios SPT executados na regi?o em estudo. Os resultados obtidos mostraram que varia??es no comprimento da ficha praticamente n?o influenciam o comportamento da estrutura, no ?mbito dos par?metros avaliados, ao passo que o espa?amento horizontal entre os tirantes apresenta forte influ?ncia sobre essas grandezas. Verificou-se tamb?m que a espessura da parede apresenta consider?vel influ?ncia sobre os deslocamentos horizontais e sobre os esfor?os internos e pouca influ?ncia sobre as tens?es horizontais

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Dissertations / Theses on the topic 'Modelagem em elementos finitos'

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