Дисертації: "Diferenças numéricas"

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SOUZA, João Felipe Vital Gonçalves de. "Avaliação paramétrica do processo de solidificação de nanofluidos em geometria esférica." Universidade Federal de Pernambuco, 2016. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/25521.

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GUERRERO, Jorge Recarte Henriquez, também é conhecido em citações bibliográficas por: HENRIQUEZ, Jorge Recarte
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CAPES
O fenômeno de fusão e solidificação está presente na natureza e em diversos processos industriais. Entre outros podem ser citados o crescimento de cristais; o congelamento do solo e lagos em ambientes de baixa temperatura; a fundição e solidificação de metais e ligas; o congelamento e descongelamento de alimentos; o controle térmico em edificações através do uso de paredes, janelas e tetos preenchidos com material de mudança de fase e o armazenamento de energia térmica por calor latente. É nesta última aplicação que o presente estudo tem a sua maior utilidade. A busca por novos materiais que possam ter propriedades vantajosas para o processo de termoacumulação tem voltado à atenção para os nanofluidos que são substâncias formadas por nanopartículas dispersadas num fluido. O presente trabalho pretende contribuir com informações técnicas para o estado da arte no processo de solidificação e nanofluidos por meio da integração destes dois temas num estudo que analisará o processo de transferência de calor com mudança de fase no interior de uma cápsula esférica que contem um nanofluido. O estudo foi realizado por meio de um modelo numérico construído com base no método de diferenças finitas com malha móvel e utilizando a plataforma Matlab para programação do algoritmo de simulação. Foram analisados nanofluidos a base de água e parafina C14 com nanopartículas de oxido de alumínio (Al2O3), óxido de cobre (CuO), nanotubos de carbono e grafeno, e para cada uma destas combinações foram geradas curvas de resfriamento e posição da interface sólido-líquido em função do tempo, assim como os tempos de solidificação completa para cada condição operacional em função da temperatura e vazão do fluido de resfriamento, diâmetro da capsula esférica e também em função do tipo de nanofluido. Os resultados indicam que a redução do tempo de solidificação é maior, dentre as simulações realizadas, quando a combinação é entre água e nanotubos de carbono e parafina C14 e grafeno.
The melting and solidification phenomenon is present in the Nature and some industrial processes. Growing crystals; freezing of lakes at low temperatures; melting and freezing of alloys and metals; freezing and thaw of food; thermal control in buildings through filling of windows, walls and roof with phase change materials; latent heat thermal energy storage. This paper focuses on thislast mentioned application. The research on materials with improved properties for thermal energy storage aims nanofluids, that is, substances composed of nanoparticles dispersed in a base fluid. A priori, the same fluids used like phase change materials can play the role of nanofluids, dispersing nanoparticles with size and proportions propers. The present paper aims contribute with technical informations about art state of solidification process and nanofluids through the integration of these subjects in a study that will analyze the heat transfer process with phase change in a spherical capsule containing nanofluids. The study used a numerical model based on the finite differences method with mobile mesh in the MatLab. Water and paraffine C14 were the base fluids, and alumine oxide, cupper oxide, carbon nanotubes and graphene were the nanoparticles, and all combinantions were analyzed through curves of solid-liquid interface position versus time and the curves of complete solidification time considering temperature and flow rate of cooling fluid and diameter of spherical capsule being constant. The results indicate that the solidification time are reduced when the combinations are water and carbon nanotubes and paraffin C14 and graphene.

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GONCALVES, V. F. "Soluções Numéricas via MDF de problemas de engenharia." Universidade Federal do Espírito Santo, 2017. http://repositorio.ufes.br/handle/10/9488.

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Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11417_Vitor Folador.PDF: 45 bytes, checksum: e7c5f9cd9e7e37604f4b7be2b3ae7a82 (MD5) Previous issue date: 2017-06-28
O Método das Diferenças Finitas (MDF) é um método numérico para soluções de equações diferenciais em que as derivadas são aproximadas por uma equação de diferença finita. O MDF é, portanto, um método baseado no processo de discretização. Entretanto, sua abordagem é bem mais simples e direta se comparado a outros famosos métodos numéricos tais como o Método dos Elementos Finitos, Método dos Elementos de Contorno e o Método dos Volumes Finitos. A abordagem do MDF relacionado à engenharia é geralmente tratada superficialmente em livros e artigos científicos, resumindo-se a capítulos de introdução. Daí surgiu o interesse em aprofundar-se em diferentes estratégias de solução de diversos problemas de engenharia via MDF. Este trabalho busca resgatar o uso do Método das Diferenças Finitas na engenharia computacional com base no recente crescimento em trabalhos científicos publicados sobre este método. Esta pesquisa trata da aplicação do MDF em diversos problemas de engenharia, que por sua vez é uma área de estudo dentro do campo de métodos numéricos. A pesquisa está diretamente relacionada ao estudo do MDF como ferramenta para encontrar soluções aproximadas de equações diferenciais que regem diversos problemas de engenharia. Problemas como cálculo de deflexão em vigas, flambagem de pilares, flexão de placas, problemas de calor em regime permanente e transiente (incluindo vigas de concreto em situação de incêndio) e vigas sobre base elástica são exemplos de problemas muito comuns na engenharia estrutural e farão parte do escopo desta pesquisa. Para o entendimento do assunto, é apresentada uma síntese da fundamentação teórica de cada problema de engenharia de forma a contextualizar cada situação. Com as equações diferenciais governantes apresentadas, procede-se ao detalhamento das principais estratégias de solução via MDF, incluindo exemplos numéricos com uma variedade de condições de contorno. E, ao final deste trabalho, a comunidade científica poderá ter acesso a um material todo direcionado a este assunto, auxiliando alunos e pesquisadores da área.

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Barboza, Heloisa Helena de Castro. "Simulação numérica bidimensional do fluxo da Geleira Lange via diferenças finitas." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2002. http://hdl.handle.net/10183/118183.

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Neste trabalho modela-se simplificadamente o fluxo da Geleira de descarga Lange (Ilha Rei George, Antártica) para estimar seu estado de equilíbrio e a sua resposta a mudanças na taxa de acumulação. O modelo, bidimensional, representativo e numericamente estável, fornece resultados qualitativos para a velocidade e distribuição da temperatura do gelo, baseado no método das diferenças finitas. Para calibrar o modelo, medidas da velocidade da geleira foram obtidas durante a XVIII Operação Antártica Brasileira no verão austral de 1999/2000. Primeiramente, 21 estacas foram implantadas na superfície da Geleira Lange, a posição geográfica levantada por GPS diferencial duas vezes no início e final de um período de dois meses, permitindo a determinação da velocidade superficial. O fluxo de geometria complexa foi então simulado através de um sistema curvilíneo de coordenadas. O modelo computa a distribuição de velocidade ao longo do eixo longitudinal usando a lei do fluxo do gelo para simular a deformação interna da geleira, desconsiderando o desiizamento basal. O modelo indica que variações na taxa de acumulação líquida menores que 20% do valor atual não resultariam em mudanças significativas da morfologia superficial da geleira. Mesmo a redução em 50% na taxa de acumulação resultaria somente no rebaixamento da superfície em 26 m. Estes resultados reforçam a idéia de uma geleira perto do estado de equilíbrio ( steady-state).
A simplified numerical model simulates the flow of the outlet Lange Glacier (King George Island, Antarctica) to estimate its equilibrium state and morphologicai responses to accumulation rate changes. The bidimensional model uses the finite difference method to provide qualitative information about the surface velocity and the internai temperature distribution. Fieldwork, carried out in the austral summer of 1999/2000, during the XVIII Brazilian Antarctic Operation, provides ice velocity data for calibration. Firstly, 21 stakes were fixed on the surface of Lange Glacier, their geographical position surveyed twice within a period of two months, using differential GPS. The glacial flow was simulated using complex curvilinear coordinates. The model computes the velocity distribution along the main longitudinal axis using the ice flow la\v to calculate the internai deformation with no basal sliding and responses to changes in the net accumulation rate. Variations in the net accumulation rate of less than 20% of the present value do not change significantly the surface glacier morphology. Even a reduction of 50% of this rate willlower the surface by only 26 m in 100 years. These results suggest a present glacier condition near to the steady-state.

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Morante, Blanco Rodrigo. "Um metodo adaptativo de diferenças finitas utilizando wavelets e sua aplicação na resolução numerica de um modelo transiente de micropropulsores a hidrazina." [s.n.], 2002. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/306886.

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Orientador : Sonia Maria Gomes
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica
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Mestrado
Mestre em Matemática Aplicada

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ROCHA, Jussiê Soares da. "Técnicas numéricas para a aplicação em projetos Termofluidodinâmicos de reatores VHTGR." Universidade Federal de Pernambuco, 2016. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/24570.

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Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-05-07T18:18:40Z No. of bitstreams: 1 TESE Jussiê Soares da Rocha.pdf: 2851429 bytes, checksum: 002ff13b0949a947e80382e6a97c687c (MD5)
Made available in DSpace on 2018-05-07T18:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE Jussiê Soares da Rocha.pdf: 2851429 bytes, checksum: 002ff13b0949a947e80382e6a97c687c (MD5) Previous issue date: 2016-07-18
O presente trabalho consistiu na resolução das equações de Euler e de Navier-Stokes, em suas formas conservativa e estruturada, no espaço bidimensional, através de uma formulação de diferenças finitas para a discretização espacial. Foi implementado o algoritmo de Jameson e Mavriplis para realizar os experimentos numéricos, bem como os modelos de dissipação artificial isotrópicos escalares linear e não-linear de Pulliam, a fim de prover estabilidade numérica ao esquema. O método de Euler explícito foi empregado para marcha no tempo para acelerar o processo de convergência. Foram estudados os problemas físicos de escoamentos livre e interno para configurações de rampa e de canal retangular com obstáculo, respectivamente. Foi feita a implementação de passo no tempo variável espacialmente no sentido de acelerar a convergência para a solução de estado estacionário. Objetivou-se, principalmente, a obtenção de ferramentas computacionais para futura aplicação na área nuclear de técnicas numéricas amplamente utilizadas em problemas aeronáuticos, tendo em vista o igual uso de equações governantes do meio fluido, para estudos preliminares de contornos de densidade, velocidade, pressão, número de Mach e energia para o escoamento de gás Hélio refrigerante, presente no núcleo do Reator Refrigerado a Gás de Muito Alta Temperatura, o VHTGR. Visou-se também descrever características relacionadas à qualidade global da solução numérica. Após as simulações, verificou-se o bom comportamento do algoritmo de Jameson e Mavriplis, bem como a satisfatória atuação dos operadores linear e não-linear de Pulliam na convergência do esquema, evidenciando-se o modelo não-linear como o que proporciona melhor tratamento numérico nas soluções obtidas.
The present work consisted in solving the Euler and Navier-Stokes equations, in conservative and structured forms, in the two-dimensional space, employing a finite difference formulation for spatial discretization. It was implemented the Jameson and Mavriplis algorithm to perform the numerical experiments, as well the isotropic scalar linear and nonlinear models of Pulliam, aiming to provide numerical stability to the algorithm. The Backward Euler method for explicit marching in time was also implemented to accelerate the convergence process. The physical problems of free and internal flows for the ramp and rectangular channel with obstacle configurations were studied, respectively. A spatially variable time step is employed aiming to accelerate the convergence to the steady state solution. The main objective was to implement computational tools to the future application in the nuclear sector of numerical techniques widely applied in aeronautical problems, due to the common employed governing equations of the fluid motion, for preliminary studies of density, velocity, pressure, Mach number and energy contours to the flow of gas helium coolant present in the core of the Very High Temperature Gas-cooled Reactor, the VHTGR. A study involving the algorithm’s characteristics in relation to the overall quality of the solution is also accomplished. After the simulations, it was found good behavior of Jameson and Mavriplis algorithm, as well as satisfactory performance of the linear and nonlinear Pulliam operators in scheme convergence, showing the nonlinear model as providing better treatment to the numerical solutions obtained.

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Araujo, Denise da Rosa. "Considerações numéricas relativas à solução de escoamentos incompressíveis externos baseadas no método de Runge-Kutta." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2002. http://hdl.handle.net/10183/118190.

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Este trabalho apresenta um método numérico para a solução de escoamentos bi e tridimensionais de fluidos (quase) incompressíveis em torno de geometrias arredondadas. O escoamento bidimensional é analisado em torno da geometria de um cilindro (seção de um cilindro), para as equações de Euler e Navier-Stokes, e em torno da geometria aproximada de um tubarão para as equações de Euler. O escoamento tridimensional é analisado em torno de uma esfera e de um elipsóide. O método de integração empregado baseia-se no esquema explícito de Runge-Kutta de três estágios para as equações da quantidade de movimento e no de Relaxações Sucessivas para a pressão. Adota-se o esquema em diferenças finitas visando aproximações de segunda ordem no tempo e no espaço no sistema de coordenadas generalizadas. Testes numéricos são realizados para as diferentes geometrias aplicando as equações de Navier-Stokes e Euler e os resultados obtidos comparam adequadamente com dados analíticos, experimentais e/ou numéricos encontrados na literatura.
This work presents a numerical method for the solution of (almost) incompressible bi and tridimensional fl.ows for round geometries. Bidimensional fl.ows over a circular cylinder, using Euler and Navier-Stokes equations, and also for a shark approximated geometry, using Euler equations, are analyzed. Extension to tridimensional flows around a sphere and an elliptical geometry is realized. The integration method is based on the three-stage Runge-Kutta explicit scheme for momentum equations and successive under relaxation for pressure. Second order finite difference approximations for time as well as space terms in boundary fitted coordinates are employed. Numerical tests are carried out for different geometries for Euler and Navier-Stokes equations and the results showed to compare properly with analytical, numerical or experimental data found in the literature.

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Moraes, Ines Ferreira. "Uma metodologia unificada no domínio tempo para sistemas concentrados, discretos e distribuídos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2002. http://hdl.handle.net/10183/2630.

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A resposta impulso é utilizada como ferramenta padrão no estudo direto de sistemas concentrados, discretos e distribuídos de ordem arbitrária. Esta abordagem leva ao desenvolvimento de uma plataforma unificada para a obtenção de respostas dinâmicas. Em particular, as respostas forçadas dos sistemas são decompostas na soma de uma resposta permanente e de uma resposta livre induzida pelos valores iniciais da resposta permanente. A teoria desenvolve-se de maneira geral e direta para sistemas de nésima ordem, introduzindo-se a base dinâmica gerada pela resposta impulso na forma padrão e normalizada, sem utilizar-se a formulação de estado, através da qual reduz-se um sistema de ordem superior para um sistema de primeira ordem. Considerou-se sistemas de primeira ordem a fim de acompanhar-se os muitos resultados apresentados na literatura através da formulação de espaço de estado. Os métodos para o cálculo da resposta impulso foram classificados em espectrais, não espectrais e numéricos. A ênfase é dada aos métodos não espectrais, pois a resposta impulso admite uma fórmula fechada que requer o uso de três equações características do tipo algébrica, diferencial e em diferenças. Realizou-se simulações numéricas onde foram apresentados modelos vibratórios clássicos e não clássicos. Os sistemas considerados foram sistemas do tipo concentrado, discreto e distribuído. Os resultados da decomposição da resposta dinâmica de sistemas concentrados diante de cargas harmônicas e não harmônicas foram apresentados em detalhe. A decomposição para o caso discreto foi desenvolvida utilizando-se os esquemas de integração numérica de Adams-Basforth, Strömer e Numerov. Para sistemas distribuídos, foi considerado o modelo de Euler-Bernoulli com força axial, sujeito a entradas oscilatórias com amplitude triangular, pulso e harmônica. As soluções permanentes foram calculadas com o uso da função de Green espacial. A resposta impulso foi aproximada com o uso do método espectral.
The impulse response is employed as a standard tool for a direct study of concentrated, discrete and distributed systems of arbitrary order. This approach leads to the development o f a unified platform for obtaining dynamical responses. In particular, forced responses are decomposed into the sum of a permanent response and a free response induced by the initial values of the permanent solution. The theory is developed in a general manner for n-th order systems; being introduced the standard dynamical basis generated by the impulse response and the normalized one, without employing the state formulation, through which a higher-order system is reduced to a first-order system. In order to follow the many results found in the literature through the state space formulation, first-order systems were considered. The methods for computing the impulse response were classified into spectral, non spectral and numeric. Emphasis was given to non spectral methods, because the impulse response has a closed-form formula that requires the use of three characteristic equations of algebraic, differential and difference type. Numerical simulations were performed with classical and non classical vibrating models. The systems considered were concentrated, discrete and distributed. The decomposition results of the forced response of concentrated systems subject to harmonic and non harmonic loads were worked out in detail. The decomposition for the discrete case was developed by using the numerical integration schemes of Adams-Basforth, Strõmer and Numerov. For distributed systems was considered the Euler-Bernoulli model with an axial force subject to oscillating inputs with triangular, pulse and harmonic amplitude. The permanent solutions were computed with the spatial Green function. The impulse response was approximated with the spectral method.

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COLARES, Adolfo Francesco de Oliveira. "Desenvolvimento de Interface gráfica como suporte para soluções numéricas das equações de Maxwell em coordenadas gerais – 3D." Universidade Federal do Pará, 2011. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/2731.

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CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Neste trabalho, é implementada uma interface gráfica de usuários (GUI) usando a ferramenta Qt da Nokia (versão 3.0). A interface visa simplificar a criação de cenários para a realização de simulações paralelas usando a técnica numérica Local Nonorthogonal Finite Difference Time-Domain (LN-FDTD), aplicada para solucionar as equações de Maxwell. O simulador foi desenvolvido usando a linguagem de programação C e paralelizado utilizando threads. Para isto, a biblioteca pthread foi empregada. A visualização 3D do cenário a ser simulado (e da malha) é realizada por um programa especialmente desenvolvido que utiliza a biblioteca OpenGL. Para melhorar o desenvolvimento e alcançar os objetivos do projeto computacional, foram utilizados conceitos da Engenharia de Software, tais como o modelo de processo de software por prototipagem. Ao privar o usuário de interagir diretamente com o código-fonte da simulação, a probabilidade de ocorrência de erros humanos durante o processo de construção de cenários é minimizada. Para demonstrar o funcionamento da ferramenta desenvolvida, foi realizado um estudo relativo ao efeito de flechas em linhas de baixa tensão nas tensões transitórias induzidas nas mesmas por descargas atmosféricas. As tensões induzidas nas tomadas da edificação também são estudadas.
In this work, we have implemented a graphical user interface (GUI) by using the Nokia Qt library (version 3.0). The interface is designed to simplify the creation of scenarios for executing parallel E.M. Simulations by using the numerical technique Local Non-Orthogonal Finite Difference Time-Domain (LN-FDTD) method, applied to solve Maxwell's equations. The simulator was developed by using the C programming language and parallelized by using threads. This way, the pthread library was employed. The 3D visualization of the scenario and of the corresponding mesh to be simulated is performed by a specially developed program based on the OpenGL specification. In order to improve the development and to achieve the goals of computational design, we have used concepts of software engineering, such as the process model for software prototyping. Depriving the user to interact directly with the source code of the simulation program, the probability of human errors while performing the constructing process of scenarios is minimized. In order to demonstrate the operation of the developed tool, a study regarding lightning-induced voltages on low voltage lines with catenaries is performed. Induced voltages inside a small building (a residence) are also studied.

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Lages, Camila Faria Afonso. "Métodos numéricos para escoamentos multifásicos em malhas hierárquicas." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-28112016-161604/.

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O objetivo desta dissertação de mestrado é estudar técnicas numéricas para simular escoamentos incompressíveis multifásicos e implementar uma ferramenta computacional utilizando malhas hierárquicas e discretizações por diferenças finitas. São apresentados a formulação matemática e o desenvolvimento do método numérico, levando em consideração o caráter multifásico do escoamento. Foi adotado o modelo de força superficial contínua e a representação da interface foi feita pelo método de acompanhamento de fronteira. São expostos todos os testes realizados durante o desenvolvimento da ferramenta para checar cada etapa do método. Finalmente, testes visando verificar o código foram feitos e os resultados obtidos foram considerados satisfatórios para a verificação da ferramenta aqui desenvolvida.
The objective of this masters degree essay is to study numerical techniques to simulate incompressible multiphase flows and to implement a computational tool using hierachical meshes and discretizations by finite diferences. We introduce the mathematical formulation and the development of the numerical method, for the multiphase flow problem. A continuum surface force model is employed with the interface representation by the front tracking method. We show all tests performed to verify each stage of the methods development. Finally, results obtained in classical benchmark flow tests show good agreement with previous published results, corroborating the validity of this newly developed numerical tool.

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Cardoso, André da Silva. "DFLD-EXP: uma solução semi-analítica para a equação de advecção-dispersão." Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2008. http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=771.

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A equação de advecção-dispersão possui grande importância na engenharia e nas ciências aplicadas. No entanto, como é bem conhecido, a obtenção de uma solução numérica apropriada para essa equação é um problema desafiador tanto para engenheiros como para matemáticos, físicos e outros profissionais que trabalham com a modelagem de fenômenos associados a ela. Muitos métodos numéricos desenvolvidos podem apresentar uma série de inconvenientes, tais como oscilações, dispersão e/ou dissipação numérica e instabilidade, além de serem inapropriados para determinadas condições de contorno. O presente trabalho apresenta e analisa a metodologia DFLD-exp, uma nova abordagem para a obtenção de soluções semi-analíticas da equação de advecção-dispersão, a qual utiliza um tipo particular de diferenças finitas para a discretização espacial juntamente com técnicas de exponencial de matrizes para a resolução temporal. Uma cuidadosa análise numérica mostra que a metodologia resultante é não-oscilatória, essencialmente não-dispersiva e não-dissipativa, e incondicionalmente estável. Resoluções de vários exemplos numéricos, através de um código desenvolvido em linguagem MATLAB, confirmam os resultados teóricos.
The advection-dispersion equation has been very important in engineering and the applied sciences. However, the obtainment of an appropriate numerical solution to that equation has been challenging problem to engineers, mathematicians, physicians and others that work in the modeling of phenomena associate to advection-dispersion equation. Many developed numerical methods may produce a succession of mistakes, just as oscillations, numerical dispersion and/or dissipation, instability and those methods also may be inappropriate to determined boundary conditions. The present work shows and analyses the DFLD-exp methodology, a new way to obtain semi-analytic solutions to advection-dispersion equation, that make use of a particular form of finite differencing to the spatial discretization with techniques of matrix exponential to the time solving. A detailed numerical analysis shows the methodology is non-oscillatory, essentially non-dispersive and non-dissipative, and unconditionally stable. Resolutions of any numerical examples, by a computational code developed in MATLAB language, confirm the theoretical results.

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Maioli, Gabrielle [UNESP]. "Métodos numéricos para equações diferencias ordinárias." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2015. http://hdl.handle.net/11449/134029.

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Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-09. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:03Z : No. of bitstreams: 1 000857260.pdf: 965706 bytes, checksum: 4793a2f9effb16b97b2baad9ae919dd7 (MD5)
O propósito deste trabalho é explorar os métodos numéricos de passo único, denominados métodos de Euler e Runge - Kutta, e os métodos de passos múltiplos, denominados métodos de Adams-Bashforth e Adams-Moulton, para encontrar soluções aproximadas de problemas de valor inicial para equações diferenciais ordinárias de primeira ordem
The goal of this work is to explore the one-step numerical methods, called methods of Euler and Runge - Kutta, and the multistep numerical methods, called methods of Adams-Bashforth and Adams Moulton, for finding approximate solutions of initial value problems for first-order ordinary differential equations

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Maioli, Gabrielle. "Métodos numéricos para equações diferencias ordinárias /." Rio Claro, 2015. http://hdl.handle.net/11449/134029.

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Orientador: Suzete Maria Silva Afonso
Banca: Ligia Laís Fêmina
Banca: Marta Cilene Gadotti
Resumo: O propósito deste trabalho é explorar os métodos numéricos de passo único, denominados métodos de Euler e Runge - Kutta, e os métodos de passos múltiplos, denominados métodos de Adams-Bashforth e Adams-Moulton, para encontrar soluções aproximadas de problemas de valor inicial para equações diferenciais ordinárias de primeira ordem
Abstract: The goal of this work is to explore the one-step numerical methods, called methods of Euler and Runge - Kutta, and the multistep numerical methods, called methods of Adams-Bashforth and Adams Moulton, for finding approximate solutions of initial value problems for first-order ordinary differential equations
Mestre

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Diláscio, Marcus Vinícius. "Estudo computacional do mecanismo de tombamento flexural em filitos." reponame:Repositório Institucional da UFOP, 2004. http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6435.

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Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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Taludes escavados em filito, sejam para obras civis ou de mineração, são conspícuos na região do Quadrilátero Ferrífero, MG. Em sua grande maioria verifica-se a ocorrência de mecanismos de instabilização que não são usuais em taludes escavados em outros materiais rochosos, como por exemplo o tombamento flexural (flexural toppling). Existem diferentes abordagens para se estudar um problema como o de estabilidade de taludes e tentar modelar os mecanismos causadores de tombamento. Pode-se estudar esses mecanismos de ruptura através de três recursos principais: modelos físicos (modelos em escala reduzida submetidos à ação da gravidade e outras forças externas); modelos analíticos (método de equilíbrio-limite) e modelos numéricos. Dentre estes há o método de diferenças finitas implementado computacionalmente em códigos comerciais como o FLAC. Neste trabalho utilizou-se o software supracitado que permite a consideração de grandes deformações do maciço analisado (o que pode ocorrer em um talude de filito/xisto), e é especialmente apto a modelar, com eficiência e de maneira fidedigna, o processo dinâmico de instabilização de um talude. Foram realizadas um total de 255 análises paramétricas, correspondendo a uma combinação de geometrias de talude com ângulos que variaram de 30° a 60° e alturas de 50 a 200 m, de ângulos da foliação variando de 40° a 80°, e de quatro diferentes classes geomecânicas de maciços. Os resultados permitiram a criação de três cartas de estabilidade para as classes de maciço II, III e IV, com curvas que delimitam zonas estáveis e instáveis ao tombamento flexural, para diferentes alturas de talude. Tais cartas são adequadas para análises preliminares de projeto, nos taludes de filitos do Quadrilátero Ferrífero. Permitiram, ainda, as análises computacionais, uma melhor compreensão da mecânica do processo de instabilização de tais taludes, por tombamento flexural. ______________________________________________________________________________________
ABSTRACT: Slopes in phylite, of civil working or of mining, are conspicuous in the region of the Quadrilátero Ferrífero, MG. In its great majority it verifies the occurrence of instabilization mechanisms, such as flexural toppling, that are not usual in slopes of other rocky materials. There are different approaches to study such a problem as the one of slope stability and to try to model toppling mechanism. This failure mechanism can be studied through three main ways: physical models (models in minor scale submitted to the action of the gravity and another external forces); analytical models (limit equilibrium methods) and numerical models. Among the last models there is the method of finite differences implemented in commercial codes such as FLAC. In this thesis FLAC was used. The program allows the consideration of great deformations of the analyzed rock mass (that can occur in a slope of phylite / schist), and it is especially able to model the dynamic process of a slope instabilization, with efficiency and in trustworthy way. A total number of 255 parametric analyses was done, corresponding to a combination of slope geometries with angles that varied from 30° to 60° and heights from 50 to 200m, angles of the foliation varying from 40° to 80°, in four different geomechanical classes of rock masses. The results allowed the creation of three stability charts for the geomechanical classes II, III and IV, with curves that defined stable and unstable zones of flexural toppling, for different heights of slope. Such charts are adequate for preliminary analyses of slopes design, in phylites and schists of the Quadrilátero Ferrífero. The computational analyses allowed, yet, a better comprehension of the mechanics of the instabilization process of such slopes, for flexural toppling.

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Silva, Gerson Fernandes. ""Simulação numérica de escoamentos viscoelásticos com superfície livre usando o ambiente FreeFlow-2D"." Universidade de São Paulo, 2003. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-09082003-153151/.

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Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método numérico para simular escoamentos viscoelásticos com superfícies livres de um fluido governado pelo modelo de Oldroyd-B. As equações governantes para um fluido Oldroyd-B são consideradas. A derivada temporal é aproximada por um método de segunda ordem. Uma formulação para o cálculo do tensor de tensão extra nos contornos rígidos é apresentada. As equações governantes são resolvidas pelo método de diferenças finitas numa malha deslocada utilizando variáveis primitivas. O método numérico descrito neste trabalho foi implementado no ambiente de simulação Freeflow-2D. Resultados numéricos demonstrando que o método numérico empregado neste trabalho aplicado a vários escoamentos bidimensionais de um fluido Oldroyd-B são apresentados.

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Caiado, Nuno. "Simulação numérica do comportamento térmico de compartimentos sujeitos a incêndios localizados." Master's thesis, Instituto Politécnico de Bragança, Escola Superior de Tecnologia e Gestão, 2012. http://hdl.handle.net/10198/8235.

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O presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de um método computacional que permita modelar a distribuição das temperaturas no interior de uma laje em betão simples sujeita a um incêndio localizado. Resolveu-se numericamente as equações de transferência de calor através de diferenças finitas e de elementos finitos. Os algoritmos desenvolvidos foram implementados em linguagem OCTAVE. Numa primeira fase validaram-se os vários aspetos da simulação (esquemas de discretização, tipos de condições de fronteira, etc…) em pequenos problemas existentes na literatura. Numa segunda fase adaptaram-se os algoritmos à modelação do comportamento térmico de uma viga em betão e compararam-se os resultados obtidos com os resultados provenientes da mesma simulação através do software comercial ANSYS®. Em ambos os casos consideraram-se propriedades do betão, como o calor específico, massa volúmica e condutividade térmica, dependentes da temperatura tal como especificado nas normas do Eurocódigos. Os resultados obtidos pelo método dos elementos finitos e pelo método das diferenças finitas, embora não sejam iguais, estão em consonância. Mostram também a mesma tendência quando se mudam as dimensões da malha. Verifica-se que quanto maior for o número de subintervalos escolhidos na direção vertical maiores são os valores das temperaturas finais. Para a obtenção dos efeitos térmicos resultantes do incêndio localizado utilizou-se uma taxa de libertação de calor modelada por uma curva de incêndio “segura” de um veículo utilitário. O fluxo de calor incidente na laje de betão foi igualmente calculado através das fórmulas indicadas no Eurocódigo. Em alternativa à curva de incêndio foi também feita uma simulação das temperaturas resultantes do incêndio através do software FLUENT®. Contudo os resultados desta simulação não foram conclusivos e como tal não foram utilizadas para descrever as temperaturas na parte inferior da laje. The present work has as main objective the development of a computational method that allows modeling the distribution of temperatures inside a plain concrete slab subjected to a localized fire. The equations of heat transfer across a finite difference and finite elements were solved numerically. The developed algorithms were implemented in OCTAVE language. Initially it was validated up the various aspects of the simulation (discretization schemes, types of boundary conditions, etc ...) in small problems in the literature. In a second stage it was adapted algorithms for modeling of the thermal behavior of a beam of concrete and compared to the results obtained with results from the same simulation using the commercial software ANSYS®. In both cases were considered concrete properties, such as specific heat, density and thermal conductivity, temperature dependent as specified in standards Eurocodes. The results obtained by the finite element method and the finite difference method, although not identical, are consistent. Also show the same trend when changing the dimensions of the mesh. It is found that greater the numbers of subintervals chosen in the vertical direction are higher the values of final temperature. To obtain the thermal effects resulting from localized fire, it was used a "safe" heat release rate curve modeled by a fire of a utility vehicle. The heat flux incident on the concrete slab was also calculated using the indicated formulas in Eurocode. Alternatively to fire curve it was also performed a simulation of the temperatures resulting from the fire using the software FLUENT®. However the results of this simulation were inconclusive and as such have not been used to describe the temperature at the bottom of the slab.

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Trindade, Marcelo da Silva. "Secagem de soja em camada espessa: modelagem matemática e simulação numérica." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2013. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/1674.

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A maioria dos produtos agrícolas, após colheita, possui umidade ainda elevada, suficiente para danificá-los, assim estes devem ser submetidos aos processos de secagem. A matemática aplicada e computacional é uma poderosa ferramenta para modelar o fenômeno de transferência de energia e massa intrínsecas a esta dinâmica, e para melhor compreendê-la, é abordado na presente dissertação o estudo teórico e experimental da secagem de soja em camada espessa. Foram realizados experimentos para se compreender o comportamento da dinâmica de secagem do produto, bem como perda de massa de água (umidade), evolução da temperatura do ar e da temperatura dos grãos. Os experimentos visaram analisar a influência da velocidade do ar de secagem e influência da temperatura, e tiveram que ser metodologicamente executados a fim de se ter confiabilidade nos resultados, bem como o mantimento rigoroso de mesmas condições iniciais para um grupo de experimentos, como umidade inicial, temperatura e velocidade do ar, quando não variáveis. Agindo dessa forma, obtiveram-se dados que serviram para validar um modelo matemático envolvendo equações diferencias parciais para secagem em leito fixo e fluxo cruzado. As curvas de secagem experimentais mostram concordância com as curvas simuladas, obtidas ao resolver o modelo numericamente por diferenças finitas com o esquema de MacCormack.
110 f.

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Santos, Fernanda Olegario dos. "Simulação numérica de escoamentos de fluidos utilizando diferenças finitas generalizadas." Universidade de São Paulo, 2005. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-18112014-164328/.

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Este trabalho apresenta parte de um sistema de simulação integrado para escoamento de fluido incompressível bidimensional em malhas não estruturadas denominado UmFlow-2D. O sistema consiste de três módulos: um módulo modelador, um módulo simulador e um módulo visualizador. A parte do sistema apresentado neste trabalho é o módulo simulador. Este módulo, implementa as equações de Navier-Stokes. As equações governantes são discretizadas pelo método de diferenças finitas generalizadas e os termos convectivos pelo método semi-lagrangeano. Um método de projeção é empregado para desacoplar as componentes da velocidade e pressão. O gerenciamento da malha, não estruturada é feito pela estrutura de dados SHE. Os resultados numéricos obtidos pelo UmFlow-2D são comparados com soluções analíticas e soluções numéricas de outros trabalhos.
This work presents an integratc simulation system, called UmFlow-2D, wich aims a,t simulating two-dimensional íncompressible fluid flow using unstructed mesh. The system is divided three modules: modeling module, simulation module and visualization module. In this work we present the simulation module. The simulation module implements the Navier-Stokes equation. The governing equations are discretized by a generalized flnite dillerence method and the convective terms by semi-lagrangean method. A projection method is employed to uncouple the velocity componentes and pressure. The management at the unstructed mesh is ready using a data structure called SHE. The numérica! results are compared with analytical solutions and numerical simulations of other works.

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Samamé, Jimenez Hilda Ana. "Solución numérica de la ecuación advección - difusión." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2016. https://hdl.handle.net/20.500.12672/6094.

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El documento digital no refiere un asesor
Resuelve y analiza el cálculo de la solución numérica de la ecuación de advección - difusión mediante el esquema de diferencias finitas. Presenta criterios de estabilidad, los cuales garantizan la estabilidad del esquema planteado para resolver la ecuacion de adveccion - difusión longitudinal; los criterios obtenidos deben garantizar la estabilidad y convergencia, como función de los números de Couran y Péclet, con todo esto, se tiene a disposición métodos sencillos que son numéricamente estables y convergentes, por lo que no se considera necesario recurrir a métodos más complicados para resolver la ecuación de advección - difusión para el caso unidimensional. Además, realiza la simulación computacional de la solución numérica de la ecuación de advección - difusión longitudinal utilizando el software Matlab y el lenguaje de programación Python.
Trabajo de suficiencia profesional

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Campos, Marco Donisete de 1976. "Aplicações do método das diferenças finitas de alta ordem na solução de problemas de convecção-difusão : Applications of high-order finite difference method in the solution of the convection-diffusion equation." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265963.

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Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-24T19:08:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_MarcoDonisetede_D.pdf: 12731674 bytes, checksum: de4ae78b0a17ad29927779fc24893a33 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: O presente trabalho tem como objetivo aplicar o método de diferenças finitas de alta ordem na solução de problemas bi e tridimensionais convectivo-difusivos transientes. As simulações numéricas foram realizadas para investigar, nos problemas lineares, o termo de dissipação viscosa na equação de transferência de calor bidimensional com ênfase, no caso tridimensional, na aplicação envolvendo troca de calor num canal retangular. Para problemas não lineares, o método de Newton para a linearização do termo convectivo foi usado para resolver a equação de Burgers bi e tridimensionais. O esquema desenvolvido mostrou-se simples, computacionalmente rápido, podendo ser aplicado para problemas bi e tridimensionais. Nas aplicações propostas, quando possível, as soluções analíticas disponíveis na revisão da literatura foram utilizadas para comparações com as soluções numéricas e validação do código, sendo a análise dos resultados feita a partir das normas L2 e L?
Abstract: The present study aims to apply the high-order Finite Difference Method to transient diffusive-convective problems in two and three dimensions. Numerical simulations have been undertaken to investigate, in the linear problems, the viscous dissipation term in the two-dimensional heat transfer equation with emphasis, in the three-dimensional case, on the application involving heat exchange in a rectangular channel. For nonlinear problems, the Newton's method for the linearization of the convective term was used for solving the two and three dimensional Burgers equation. This scheme is simple, computationally fast and can be applied for two or three-dimensional problems. For the proposed applications, whenever possible, the analytical solutions found in the literature review were used to compare with the numerical solutions. The analysis of results was done from the L2 and L? norms
Doutorado
Termica e Fluidos
Doutor em Engenharia Mecânica

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Hoffmann, João Nelson. "Simulação numerica para o calculo de campos eletricos em dominios ilimitados." [s.n.], 1993. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/306350.

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Orientador: Petronio Pulino
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica
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Resumo: Um novo tratamento matemático é proposto ao método híbrido de simulação de cargas e diferenças finitas para o cálculo de campos eletrostáticos em domínios ilimitados, também aplicável ao método híbrido similar de simulação de cargas e elementos finitos. O problema de simulação de cargas é tratado com técnicas de quadrados mínimos, utilizando a decomposição QR da matriz retangular resultante, e o método de Gram-Schmidt clássico ou modificado. Para a resolução do problema de diferenças finitas é proposto o método dos Gradientes Conjugados Quadráticos com précondicionamento, incluindo as necessárias técnicas de esparsidade. o sistema acoplado de equações lineares é resolvido utilizando resultados da teoria do ponto fixo. São propostas ainda novas discretizações de conduzem condições contorno, que para as resultados mais precisos. Exemplos de aplicação são inclusos, com avaliação de resultados.
Abstract: A new mathematical treatment is proposed to the hybrid method of charge simulation and finite differences for the computation of unbounded electrostatic fields, also applicable to the similar hybrid method of charge simulation and finite elements. The charge simulation problem is solved by making use of the least squares technique, including the QR decomposition of the resulting rectangular matrix, and the classical or the modified Gram-Schmidt method. The Conjugate Gradient Squared method with a preconditioning technique is proposed for the solution of the finite difference problem, which is stored in the computer with adequate sparsity techniques. The resulting coupled system of linear equations is solved by making use of some results of the fixed point theory. New procedures are also suggested for the discretization of the boundary conditions, which lead to results of increased precision. Case studies are included and the results are analysed.
Mestrado
Mestre em Matemática Aplicada

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Navarro, Rojas Frank. "Ecuaciones en diferencias de Volterra y aproximación numérica para ecuaciones integrales." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2011. https://hdl.handle.net/20.500.12672/294.

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El objetivo de este trabajo es hacer un estudio de las propiedades cualitativas de cierta clase de ecuaciones en diferencias de Volterra, se muestran algunos criterios de estabilidad, acotación y periodicidad para las soluciones, una de las principales formas através da cual haremos tal análisis es mediante el uso de funciones auxiliares apropiadas, las cuales son conocidas como funciones de Lyapunov. También se muestran algunos métodos de aproximación numérica para las soluciones de ecuaciones integrales de volterra y se estudia el error al aplicar el método de cuadratura de newton cotes, que nos conduce a una ecuación en diferencias de Volterra para el error, también se muestran algunos otros métodos como aproximación con polinomios ortogonales, polinomios de Bernstein y splines lineales y la simulación numérica correspondiente usando matlab. -- PALABRAS CLAVE: Ecuaciones en Diferencias, Ecuaciones en Diferencias de Volterra, Ecuaciones Integrales, Métodos de Cuadratura, Interpolación Polinomial
-- The objective of this work is do a study of the qualitative properties of certain kind of Volterra diﬀerence equations. We will show some criteria of stability, boundedness and periodicity for the solutions, One of the principal forms for means of whom we will do such analysis is using auxiliary function appropriate which is known and calls Lyapunov function. We will also show some methods of numerical approximation for solutions Volterra integral equations, we will study the error when using the method of quadrature of Newton cotes, this conducts us a Volterra diﬀerence equation for the error. We will also show methods approximation with orthogonal polynomials, polynomials of Bernstein and linear splines and the correspondent numerical simulation using matlab. . -- KEYWORDS : Diﬀerence equations Volterra Diference Equations Integral equations, Methods of Quadrature, Polynomial Interpolation
Tesis

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Teramoto, Elias Hideo [UNESP]. "Caracterização hidrogeológica e simulação numérica de fluxo em uma região situada no distrito industrial de Paulínia (SP)." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2007. http://hdl.handle.net/11449/92749.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-04-10Bitstream added on 2014-06-13T20:33:56Z : No. of bitstreams: 1 teramoto_eh_me_rcla.pdf: 2690171 bytes, checksum: e9bf862dfe4d665dcbf73deb1105b9b7 (MD5)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Em área contaminada por hidrocarbonetos, situada no município de Paulínia, a migração dos contaminantes e a eficiência do sistema de bombeamento são governadas pela heterogeneidade litológica do aqüífero local, constituído por rochas do Subgrupo Itararé, rochas intrusivas básicas da Formação Serra Geral e por sedimentos cenozóicos correlatos à Formação Rio Claro. Desta forma, o entendimento da heterogeneidade que caracteriza este aqüífero e suas propriedades hidráulicas é essencial para a otimização e o aprimoramento do processo de remediação. Visando delinear o entendimento e a caracterização hidrogeológica local, foi elaborado modelo hidrogeológico conceitual, por meio da integração de dados provenientes de técnicas tradicionais de investigação, tais como métodos geofísicos, monitoramento dos níveis piezométricos de poços de monitoramento, descrições geológicas e análises granulométricas, para entendimento da dinâmica de fluxo local, distribuição litológica do substrato aqüífero e seus valores de condutividade hidráulica. Foram ainda realizadas simulações numéricas de fluxo em regime permanente, utilizando o software Visual Modflow, que emprega o método de diferenças finitas para testar o modelo conceitual concebido. A simulação numérica apresentou excelentes correlações entre os valores de cargas hidráulicas medidas e simuladas e os resultados obtidos permitiram verificar a consistência do modelo conceitual.
In an hydrocarbon contaminated area locate in Paulínia city, lithological heterogeneity of local aquifer controls the migration of contaminant and the efficiency of pump system. The aquifer is composed by sedimentary rocks of Itararé Sub-group, basic intrusive of Serra Geral Formation and cenozoic sediments correlated to Rio Claro Formation. Therefore, understanding heterogeinity that characterize the aquifer and its hydraulic properties is vital to optimization and improvement of remediation process. For hydrogeological characterization of the local aquifer, a conceptual hydrogeological model was elaborated by integrating traditional investigations tools, such as geophysical methods, piezometric level monitoring, and geological descriptions in drillings and granulometric analysis to understanding of local dynamic flow, lithological distributions and hydraulic conductivity. Numerical simulation under steady-state condition using Visual Modflow, which utilizes the finite differences method were performed to test the conceived conceptual model. The measured and calculated hydraulic heads are in excellent agreement, showing the consistency of the conceptual model.

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Gentile, Hemily Munhoz [UNESP]. "Desenvolvimento de uma metodologia numérica para escoamentos viscoelásticos não-isotérmicos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2014. http://hdl.handle.net/11449/113836.

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Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-07Bitstream added on 2015-01-26T13:30:47Z : No. of bitstreams: 1 000801787.pdf: 639663 bytes, checksum: 83b09d686055c2639d991bfb8f0f8969 (MD5)
Pró-Reitoria de Pós-Graduação da UNESP
Esta dissertação apresenta uma metodologia para a simulação de escoamentos incompressíveis viscoelásticos não-isotérmicos, onde a viscosidade e o tempo de relaxação do fluido são dependentes da temperatura. A viscoelasticidade do fluido é modelada pelas equações constitutivas Oldroyd-B e PTT (Phan-Thien-Tanner), onde os parâmetros dependentes da temperatura são modelados pela relação WLF (Willians-Landel-Ferry). A metodologia numérica empregada para resolver o modelo não-isotérmico é baseada no método MAC para escoamentos viscoelásticos via método de projeção. Nesta metodologia, as equações de Navier-Stokes e as equações constitutivas Oldroyd-B e PTT são discretizadas pelo método de diferenças finitas em uma malha deslocada. A metodologia foi verificada na simulação do escoamento não-isotérmico bidimensional entre placas paralelas Poiseuille Flow. Finalmente, a metodologia numérica foi aplicada para resolver o problema da contração 4:1, onde são analisados os efeitos das variação de parâmetros na dinâmica dos vórtices.
This monograph presents a methodology for simulating non-isothermal viscoelastic incompressible fluid flows where the viscosity and the relaxation time of the fluid are temperature-dependent. The viscoelasticity of the fluid is modeled by the Oldroyd-B and PTT (Phan-Thien-Tanner) models, where the temperature-dependent parameters are modeled by the WLF (Williams-Landel-Ferry) formulation. The numerical methodology used to solve the non-isothermal model is based on the MAC method for viscoelastic fluid flows via projection method. In this methodology, the Navier-Stokes equations and the Oldroyd-B and PTT constitutive equations are discretized by the finite difference method on a staggered grid. The numerical method was verified by simulation two-dimensional non-isothermal Poiseuille flow. Finally, the numerical methodoly was apllied for solving the 4 : 1 contraction problem in order to analyze the influence of parameters on the vortex dynamic.

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Gentile, Hemily Munhoz. "Desenvolvimento de uma metodologia numérica para escoamentos viscoelásticos não-isotérmicos /." Presidente Prudente, 2014. http://hdl.handle.net/11449/113836.

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Orientador: Cassio Machiaveli Oishi
Banca: Gilcilene Sanchez de Paulo
Banca: Fernando Luiz Pio dos Santos
Resumo: Esta dissertação apresenta uma metodologia para a simulação de escoamentos incompressíveis viscoelásticos não-isotérmicos, onde a viscosidade e o tempo de relaxação do fluido são dependentes da temperatura. A viscoelasticidade do fluido é modelada pelas equações constitutivas Oldroyd-B e PTT (Phan-Thien-Tanner), onde os parâmetros dependentes da temperatura são modelados pela relação WLF (Willians-Landel-Ferry). A metodologia numérica empregada para resolver o modelo não-isotérmico é baseada no método MAC para escoamentos viscoelásticos via método de projeção. Nesta metodologia, as equações de Navier-Stokes e as equações constitutivas Oldroyd-B e PTT são discretizadas pelo método de diferenças finitas em uma malha deslocada. A metodologia foi verificada na simulação do escoamento não-isotérmico bidimensional entre placas paralelas Poiseuille Flow. Finalmente, a metodologia numérica foi aplicada para resolver o problema da contração 4:1, onde são analisados os efeitos das variação de parâmetros na dinâmica dos vórtices.
Abstract: This monograph presents a methodology for simulating non-isothermal viscoelastic incompressible fluid flows where the viscosity and the relaxation time of the fluid are temperature-dependent. The viscoelasticity of the fluid is modeled by the Oldroyd-B and PTT (Phan-Thien-Tanner) models, where the temperature-dependent parameters are modeled by the WLF (Williams-Landel-Ferry) formulation. The numerical methodology used to solve the non-isothermal model is based on the MAC method for viscoelastic fluid flows via projection method. In this methodology, the Navier-Stokes equations and the Oldroyd-B and PTT constitutive equations are discretized by the finite difference method on a staggered grid. The numerical method was verified by simulation two-dimensional non-isothermal Poiseuille flow. Finally, the numerical methodoly was apllied for solving the 4 : 1 contraction problem in order to analyze the influence of parameters on the vortex dynamic.
Mestre

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Teramoto, Elias Hideo. "Caracterização hidrogeológica e simulação numérica de fluxo em uma região situada no distrito industrial de Paulínia (SP) /." Rio Claro : [s.n.], 2007. http://hdl.handle.net/11449/92749.

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Resumo: Em área contaminada por hidrocarbonetos, situada no município de Paulínia, a migração dos contaminantes e a eficiência do sistema de bombeamento são governadas pela heterogeneidade litológica do aqüífero local, constituído por rochas do Subgrupo Itararé, rochas intrusivas básicas da Formação Serra Geral e por sedimentos cenozóicos correlatos à Formação Rio Claro. Desta forma, o entendimento da heterogeneidade que caracteriza este aqüífero e suas propriedades hidráulicas é essencial para a otimização e o aprimoramento do processo de remediação. Visando delinear o entendimento e a caracterização hidrogeológica local, foi elaborado modelo hidrogeológico conceitual, por meio da integração de dados provenientes de técnicas tradicionais de investigação, tais como métodos geofísicos, monitoramento dos níveis piezométricos de poços de monitoramento, descrições geológicas e análises granulométricas, para entendimento da dinâmica de fluxo local, distribuição litológica do substrato aqüífero e seus valores de condutividade hidráulica. Foram ainda realizadas simulações numéricas de fluxo em regime permanente, utilizando o software Visual Modflow, que emprega o método de diferenças finitas para testar o modelo conceitual concebido. A simulação numérica apresentou excelentes correlações entre os valores de cargas hidráulicas medidas e simuladas e os resultados obtidos permitiram verificar a consistência do modelo conceitual.
Abstract: In an hydrocarbon contaminated area locate in Paulínia city, lithological heterogeneity of local aquifer controls the migration of contaminant and the efficiency of pump system. The aquifer is composed by sedimentary rocks of Itararé Sub-group, basic intrusive of Serra Geral Formation and cenozoic sediments correlated to Rio Claro Formation. Therefore, understanding heterogeinity that characterize the aquifer and its hydraulic properties is vital to optimization and improvement of remediation process. For hydrogeological characterization of the local aquifer, a conceptual hydrogeological model was elaborated by integrating traditional investigations tools, such as geophysical methods, piezometric level monitoring, and geological descriptions in drillings and granulometric analysis to understanding of local dynamic flow, lithological distributions and hydraulic conductivity. Numerical simulation under steady-state condition using Visual Modflow, which utilizes the finite differences method were performed to test the conceived conceptual model. The measured and calculated hydraulic heads are in excellent agreement, showing the consistency of the conceptual model.
Orientador: Chang Hung Kiang
Banca: Edson Cézar Wedland
Banca: Ewerton de Oliveira
Mestre

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Carvalho, Junior Carlos Alberto Rezende de. "Interpolação polinomial com multiextrapolação Richardson para reduzir o erro de discretização em malhas não uniformes 1D." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2015. http://hdl.handle.net/1884/44607.

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Orientador : Prof. Dr. Carlos Henrique Marchi
Coorientador : Prof. Dr. Márcio André Martins
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 30/03/2015
Inclui referências : f. 78-80
Resumo: Neste trabalho emprega-se a Multiextrapolação de Richardson (MER) para reduzir o erro de discretização (Eh), na área de Dinâmica dos Fluidos Computacional (em inglês Computational Fluid Dynamics (CFD)), que consiste em uma técnica de pós processamento de dados para reduzir Eh. Para atingir este objetivo utiliza-se uma nova metodologia, proposta em 2013 para malhas uniformes, em que se aplica interpolações polinomiais. Através desta metodologia, MER teve seu desempenho melhorado: a magnitude dos erros de discretização reduziu progressivamente com o refinamento da malha, com um concomitante aumento das suas ordens de acurácia, até mesmo em variáveis de interesse cuja localização não é fixa, até então na literatura, MER era considerada de baixo desempenho neste tipo de variável. Com o intuito de estender este significativo resultado de 2013, esta metodologia foi estendida para malhas não uniformes unidimensionais. Como problema-modelo é considerado a equação de Poisson 1D, utilizando dois tipos de malha inicial, e refinamento uniforme. A discretização dessa equação foi realizada com o método de Diferenças Finitas. Nas variáveis de interesse estudadas, testou-se vários graus de interpolação e foram alcançados resultados semelhantes com os apresentados para este mesmo problema utilizando malhas uniformes, com MER, isto é, o erro de discretização teve redução significativa. Palavras-chave: Erro de discretização. Multiextrapolação de Richardson (MER). Interpolação polinomial. Dinâmica dos fluidos computacional (CFD). Equação de Poisson 1D. Método de Diferenças Finitas.
Abstract: This work applies the Repeated Richardson Extrapolation (RRE) to reduce the discretization error (Eh) in Computational Fluid Dynamics (CFD), consisting of a post-data processing technique to reduce Eh. Therefore, to use RRE, we use a new methodology, created in 2013 for uniform grids, which works with the use of polynomial interpolation. Using this methodology, RRE had its performance improved: the magnitude of the discretization errors was reduced progressively with mesh refinement, with a concomitant increase in its accuracy orders, even variables of interest whose location is not fixed, so far in the literature, RRE was considered underperforming in this type of variable. We adapted this methodology to non-uniform one-dimensional meshes, with intent of extending this significant recent result for non-uniform grids. As problem-model we consider the Poisson equation 1D using two types of initial mesh with uniform refinement. The discretization of equation is performed using the Finite Difference Method. In the interest variables studied in this work, it was tested various degrees of interpolation and obtained similar results to those presented to the same problem for uniform meshes with RRE, in the other words, the Eh had a significant reduction. Keywords: Discretization error, Repeated Richardson Extrapolation (RRE), Polynomial Interpolation, Computational Fluid Dynamics (CFD), 1D Poisson Equation, Finite Difference Method.

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Reis, Valter Gallo Nascimento. "Solução viscosa de um modelo de difusão não linear para processamento de imagens /." São José do Rio Preto : [s.n.], 2003. http://hdl.handle.net/11449/94307.

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Orientador: Maurílio Boaventura
Banca: Magda Kimico Kaibara
Banca: Geraldo Nunes Silva
Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar a prova do Teorema de Existência e Unicidade de Solução, no contexto de soluções Viscosas, de um novo Modelo de Difusão Anisotrópica proposto recentemente para eliminação de Ruídos e Segmentação de Imagens Digitalizadas.
Abstract: The objective of this work is to present the proof of the Theorem of Existence and Uniqueness of Solution in the context of Viscosity Solutions, of a new model of anisotropic diffusion recently proposed to noise elimination and segmentation of digitalized images.
Mestre

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Martino, Luciana Santos da Silva. "Simulação numérica de escoamentos em águas rasas pelo método de diferenças finitas." Laboratório Nacional de Computação Científica, 2013. https://tede.lncc.br/handle/tede/174.

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Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Luciana Santos .pdf: 8395333 bytes, checksum: 6fc53db0b60c462c2bcba5dca268b385 (MD5) Previous issue date: 2013-07-05
In this work we deal with the problem of shallow water ows using finite difference schemes first applied to simple models of hyperbolic problems, as the advection equation and the gravity wave equations. For the treatment of shallow water equations, besides of semi lagrangian schemes and staggered grids, we make use of a semi-implicit finite difference scheme. Finally we describe a model based on the finite volume technique, where the conservation equations of momentum are discretized according to a semi-implicit finite difference scheme, using a lagrangean aproximation to convective terms, applied to a staggered grid, while the equation of mass conservation is discretized by a semi-implicit scheme applied to a non structured ortogonal grid. In this model the ow is determined by the free surface elevation and by the component of velocity normal to each side of the grid. The reconstruction of the velocity field of the complete shallow water equations is made by the depth integrated method. Applications include ow in a retangular closed bay, with periodic boundary conditions, a geophysical ow applied to a small portion of the Amazonas river and to problems with discontinuous initial conditions, like those occurring in dam break problems.
Neste trabalho tratamos o problema de escoamentos em águas rasas através de esquemas em diferenças finitas aplicados inicialmente a modelos simples de problemas hiperbólicos como a equação de advecção e as equações de ondas de gravidade. No tratamento das equações de águas rasas, além de esquemas semi lagrangeanos e de malhas staggered, é utilizado um esquema semi-implícito de diferenças finitas. Por fim é descrito um modelo baseado no método de volumes finitos, onde as equações de conservação de momentum são discretizadas de acordo com um esquema semi-implícito de diferenças finitas, com uma aproximação lagrangeana para os termos convectivos, aplicado a uma malha staggered, enquanto que a equações de conservação de massa é discretizada por um esquema semi-implícito aplicado a uma malha não estruturada ortogonal staggered. Nesse modelo o escoamento é determinado pela elevação da superfície livre e pela componente da velocidade normal a cada um dos lados da malha. A reconstrução do campo de velocidades do conjunto completo de equações de águas rasas é dada através do método da profundidade integrada. As aplicações incluem um escoamento em uma bacia retangular fechada, com condições de contorno periódicas, um escoamento geofísico aplicado a um trecho do rio Amazonas e problemas com condição inicial descontínua, do tipo dam break.

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Carranza, Purca Marlo. "Tratamiento numérico y aplicación de la ecuación de advección difusión." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2009. https://hdl.handle.net/20.500.12672/12789.

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Diversos procesos naturales, técnicos e industriales de interés medioambiental se modelan a través de una ecuación de convección-difusión-reacción transitoria que motiva el presente trabajo y hace ver su importancia. Segundo fundamentamos en general que tiene sentido hacer los cálculos buscando la solución numérica de la ecuación de convección-difusión-reacción, pues hacemos la demostración de la existencia y unicidad de la solución. Tercero, hacemos un análisis del método de diferencias finitas con el esquema explícito e implícito aplicado a la ecuación de advección difusión, es decir afirmamos, fundamentamos y damos los intervalos de variación para los pasos del tiempo y espacio para que la solución aproximada se acerque infinitamente a la solución analítica, así como también estudiamos la estabilidad del algoritmo, los parámetros de la misma ecuación quedan determinados por el mismo problema en particular, se obtienen en forma experimental. En la región de estabilidad de la fig.(3.1) mostrado pertenece al artículo [Is], que en este trabajo esta región quedaría más afinada en el intervalo de (0,2)x(0,1) es decir mejoramos el resultado que aparece un algunos artículos. Cuarto, mostramos algunos ejemplos hechos con nuestro programa, donde vemos que si no tomamos en cuenta la región de estabilidad del método, no nos aproximamos a la solución, en el ej.1, vemos discontinuidades. en el ej.2 comparamos con un experimento hecho en un río, esto es una forma de verificar tomando en cuenta un ej. real, bueno hecho en otro país, pues para recoger las mediciones sobre un río se necesitan materiales como un espectómetro, tinta fosforecente o un marcador en este caso rodamina al 10 por ciento.
Trabajo de suficiencia profesional

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Othechar, Pedro Flavio Silva. "Análise de métodos numéricos de diferenças finitas para solução da equação de Poisson em domínios irregulares /." Presidente Prudente, 2013. http://hdl.handle.net/11449/94328.

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Orientador: Cássio Machiaveli Oishi
Banca: Messias Meneguette Júnior
Banca: Fabrício Simeoni de Souza
Resumo: Neste trabalho, analisamos métodos de diferenças finitas para solução numérica da equação de Poisson em domínios irregulares com condições do tipo Dirichlet, fazendo um estudo detalhado de cada um desses métodos numéricos. Em particular, analisamos o Método das Interfaces Imersas (MII), Métodos Clássicos usando interpolações linear (MCL) e quadrática (MCQ) e um Método do tipo Fronteiras Imersas modificado (MFIM). Inicialmente, comparamos os resultados obtidos por esses métodos na solução numérica de uma equação elíptica unidimensional, envolvendo uma interface localizada em um ponto que não coincide com a malha. No caso unidimensional provamos que o MCL e o MFIM são equivalentes. Posteriormente, analisamos os resultados obtidos por esses métodos na solução numérica de problemas elípticos bidimensionais, com condições de contorno definida sobre geometrias irregulares. Em geral, os métodos foram consistentes com a solução exata. No caso unidimensional o MII e o MCQ apresentaram resultados semelhantes, com ordem de precisão quadrática, enquanto que o MCL e o MFIM são menos precisos para esses testes. Após isso, realizamos testes preliminares envolvendo geometrias bidimensionais irregulares. Os resultados apontam que o MFIM e o MII são mais acurados e possuem ordem de convergência quadrática
Abstract: In this work, we study finite difference methods for the numerical solution of PoissonŠs equation on irregular domains with Dirichlet-type boundary conditions, performing a detailed study of these schemes. In particular, we analyze the Immersed Interfaces method (IIM), the classical method with linear (CML) and quadratic (CMQ) interpolation and the modified immersed boundary method (MIBM). Firstly, we compare the results obtained from these methods for solving a one-dimensional elliptic equation. In this equation, an interface is located at an irregular grid point. In general, all methods have been found consistent to the exact solution. In the one-dimensional case, IIM and CMQ have showed similar results, with second-order accuracy while MBIM and CML have presented less accurate results. Finally, we conduct preliminary results for two-dimensional irregular geometries. The results show that IIM and MIBM are more accurate than the classical method with linear interpolation
Mestre

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Othechar, Pedro Flavio Silva [UNESP]. "Análise de métodos numéricos de diferenças finitas para solução da equação de Poisson em domínios irregulares." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2013. http://hdl.handle.net/11449/94328.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-06Bitstream added on 2014-06-13T18:55:35Z : No. of bitstreams: 1 othechar_pfs_me_prud.pdf: 662877 bytes, checksum: 8f3953cd38a014baaeb066abad521aa2 (MD5)
Neste trabalho, analisamos métodos de diferenças finitas para solução numérica da equação de Poisson em domínios irregulares com condições do tipo Dirichlet, fazendo um estudo detalhado de cada um desses métodos numéricos. Em particular, analisamos o Método das Interfaces Imersas (MII), Métodos Clássicos usando interpolações linear (MCL) e quadrática (MCQ) e um Método do tipo Fronteiras Imersas modificado (MFIM). Inicialmente, comparamos os resultados obtidos por esses métodos na solução numérica de uma equação elíptica unidimensional, envolvendo uma interface localizada em um ponto que não coincide com a malha. No caso unidimensional provamos que o MCL e o MFIM são equivalentes. Posteriormente, analisamos os resultados obtidos por esses métodos na solução numérica de problemas elípticos bidimensionais, com condições de contorno definida sobre geometrias irregulares. Em geral, os métodos foram consistentes com a solução exata. No caso unidimensional o MII e o MCQ apresentaram resultados semelhantes, com ordem de precisão quadrática, enquanto que o MCL e o MFIM são menos precisos para esses testes. Após isso, realizamos testes preliminares envolvendo geometrias bidimensionais irregulares. Os resultados apontam que o MFIM e o MII são mais acurados e possuem ordem de convergência quadrática
In this work, we study finite difference methods for the numerical solution of PoissonŠs equation on irregular domains with Dirichlet-type boundary conditions, performing a detailed study of these schemes. In particular, we analyze the Immersed Interfaces method (IIM), the classical method with linear (CML) and quadratic (CMQ) interpolation and the modified immersed boundary method (MIBM). Firstly, we compare the results obtained from these methods for solving a one-dimensional elliptic equation. In this equation, an interface is located at an irregular grid point. In general, all methods have been found consistent to the exact solution. In the one-dimensional case, IIM and CMQ have showed similar results, with second-order accuracy while MBIM and CML have presented less accurate results. Finally, we conduct preliminary results for two-dimensional irregular geometries. The results show that IIM and MIBM are more accurate than the classical method with linear interpolation

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Furtado, Gilnei Goncalves. "Estudo e implementação de algoritmos para a análise numérica de tensões mecânicas em peças com geometria axissimétrica." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 1995. http://hdl.handle.net/10183/118379.

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O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento e a implementação de algoritmos para a análise de tensões em corpos com geometria axissimétrica e submetidos a carregamentos não axissimétricos, admitindo-se comportamento linear elástico do material e pequenas deformações. Os algoritmos são baseados nos métodos de diferenças finitas e elementos finitos empregando a expansão em série de ”Fourier” na variável independente θ das funções que descrevem os carregamentos e deslocamentos. Também propomos a criação de um sistema computacional com a finalidade de facilitar a implementação de algoritmos relacionados `a análise numérica de tensões, bem como a de outros algoritmos com características de implementação semelhantes. Finalmente, é apresentada uma comparação entre os resultados teóricos e experimentais para um dado problema de análise de tensões com o fim de avaliar a eficácia dos algoritmos propostos.
This work presents the development and implementation of algorithms for numerical analysis of stresses applied to axisymetric bodies submitted to non axysimetric loading assuming linear elastic behaviour and small strain. The algorithms proposed here are based on Finite Difference and Finite Element methods, using Fourier series expansion on the independent variable θ of the functions that describe loading an displacement. It is also proposed the creation of a new computational system which facilitates the development and implementation of algorithms related to numerical analysis of stress as well as other algorithms with similar implementation characteristics. Finally, it is presented a comparison between theoretical and experimental results for an specific problem of stress analysis to evaluate the accuracy of the proposed algorithms.

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Milagre, Alexandre Magno. "Condições de fronteiras de absorção no método FDTD." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-07012008-164204/.

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Em muitas simulações eletromagnéticas utilizando o método FDTD, é desejado que os campos radiados pelas estruturas em análise sejam transmitidos para fora do domínio computacional. Infelizmente isto não é possível de ser realizado através do método FDTD em sua forma original. Para resolver este problema, deve-se implementar, nas superfícies limítrofes dos domínios computacionais, condições especiais denominadas na literatura técnica de Condições de Fronteiras de Absorção, ou, em inglês, \"Absorbing Boundary Conditions\" (ABC´s). Essas Condições de Fronteiras de Absorção impedem que os campos radiados sejam refletidos nas superfícies limítrofes dos domínios computacionais, retornando para o interior do domínio e interferindo no resultado final das simulações. Não existe uma técnica de absorção ideal, ou seja, que elimine totalmente a reflexão. As técnicas atualmente existentes possuem vantagens e desvantagens, podendo ser mais ou menos eficientes, o que faz com que esse tema ainda seja motivo de extensivos estudos. O objetivo deste trabalho consiste no estudo, implementação e comparação de Condições de Fronteiras de Absorção e na indicação de uma possível melhoria nessa área. São realizadas simulações em domínios bidimensionais e tridimensionais para se determinar vantagens e desvantagens de cada técnica de absorção. A análise dos resultados das simulações está focalizada no grau de atenuação que as ABCs possuem e na carga computacional despendidas por elas. Este trabalho é concluído com simulações empregando as condições de fronteiras analisadas para três estruturas clássicas. As vantagens e desvantagens de cada ABC são apresentadas e uma melhoria proposta na técnica de Auto Teleportação de Campos, ou, em inglês, \"Self Teleportation of Fields\" é validada. As estruturas analisadas são uma microlinha de transmissão, um filtro planar e um cilindro metálico iluminado por uma onda plana uniforme.
In many electromagnetic computational simulations using the FDTD method, it is desired that the electromagnetic fields radiated by the structures under analysis can be transmitted outwards the computational domain. Unfortunately, this is impossible to be done by the FDTD method in its original form. To mitigate this problem, one must apply special conditions to the computational domain boundaries, known in the technical literature as Absorbing Boundary Conditions (ABCs) These Absorbing Boundaries Conditions prevent the radiated fields to be reflected by boundaries back into the computational domain. Without them, these fields would interfere with the final simulation results. However, there is no ideal technique that completely eliminates the reflections. The existing techniques have advantages and disadvantages, which make them more or less efficient, still making this subject a theme of extensive studies. This work is aimed at studying, implementing and comparing these Absorbing Boundary Conditions and at indicating a possible improvement in this field. Simulations in bi-dimensional and three-dimensional domains were made to evaluate advantages and disadvantages of each absorption technique. The analysis of the simulation results was focused in the attenuation degree of the ABCs and their computational burden. The work is concluded with simulations using the analyzed ABCs for three classic structures. The advantages and disadvantages of each ABC are presented and a proposed improvement on the \"Self Teleportation of Fields\" technique is validated. The analyzed structures are a microstrip line, a planar filter and a metallic cylinder illuminated by a uniform plane wave.

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Figueiredo, Rafael Alves. "Simulação numérica de escoamentos viscoelásticos multifásicos complexos." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-30112016-160821/.

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Aplicações industriais envolvendo escoamentos multifásicos são inúmeras, sendo que, o aprimoramento de alguns desses processos pode resultar em um grande salto tecnológico com significativo impacto econômico. O estudo numérico dessas aplicações é imprescindível, pois fornece informações precisas e mais detalhadas do que a realização de testes experimentais. Um grande desafio é o estudo numérico de escoamentos viscoelásticos multifásicos envolvendo altas taxa de elasticidade, devido às instabilidades causadas por altas tensões elásticas, grandes deformações, e até mudanças topológicas na interface. Assim, a investigação numérica desse tipo de problema exige uma formulação precisa e robusta. No presente trabalho, um novo resolvedor de escoamentos bifásicos envolvendo fluidos complexos é apresentado, com particular interesse em escoamentos com altas taxas de elasticidade. A formulação proposta é baseada no método Volume-of-fluid (VOF) para representação da interface e no algoritmo Continuum Surface Force (CSF) para o balanço de forças na interface. A curvatura e advecção da interface são calculados via métodos geométricos para garantir a precisão dos resultados. Métodos de estabilização são utilizados quando números críticos de Weissenberg (Wi) são encontrados, devido ao famoso problema do alto número de Weissenberg (HWNP). O método da projeção, combinado com um método implícito para solução da equação da quantidade de movimento, são discretizados por um esquema de diferenças finitas em uma malha deslocada. Problemas de benchmarks foram resolvidos para acessar a precisão numérica da formulação em diferentes níveis de complexidade física, tal como representação e advecção da interface, influência das forças interfaciais, e características reológicas do fluido. A fim de demonstrar a capacidade do novo resolvedor, dois problemas bifásicos transientes, envolvendo fluidos viscoelásticos, foram resolvidos: o efeito de Weissenberg e o reômetro extensional (CaBER). O efeito de Weissenberg ou rod-climbing effect consiste em um bastão que gira dentro de um recipiente com fluido viscoelástico e, devido às forças elásticas, o fluido escala o bastão. Os resultados foram comparados com dados teóricos, numéricos e experimentais, encontrados na literatura para pequenas velocidades angulares. Além disso, resultados obtidos com altas velocidades angulares (alta elasticidade) são apresentados com o modelo Oldroyd-B, em que escaladas muito elevadas foram observadas. Valores críticos da velocidade angular foram identificados, e para valores acima foi observada a ocorrência de instabilidades elásticas, originadas pela combinação de tensões elásticas, curvatura interfacial, e escoamentos secundários. Até onde sabemos, numericamente, essas instabilidades nunca foram capturadas antes. O CaBER consiste no comportamento e colapso de um filamento de fluido viscoelástico, formado entre duas placas paralelas devido às forças capilares. Esse experimento envolve consideráveis dificuldades, dentre as quais podemos destacar a grande influência das forças capilares e a diferença de escalas de comprimento no escoamento. Em grande parte dos resultados encontrados na literatura, o CaBER é resolvido por modelos simplificados em uma dimensão. Resultados obtidos foram comparados com tais resultados da literatura e com soluções teóricas, apresentando admirável precisão.
Industrial applications involving multiphase flow are numerous. The improvement of some of these processes can result in a major technological leap with significant economic impact. The numerical study of these applications is essential because it provides accurate and more detailed information than conducting experiments. A challenge is the numerical study of high viscoelastic multiphase flows due to instabilities caused by the high elastic tension, large deformations and even topological changes in the interface. Thus the numerical investigation of this problem requires a robust formulation. In this study a new two-phase solver involving complex fluids is presented, with particular interest in the solution of highly elastic flows of viscoelastic fluids. The proposed formulation is based on the volume-of-fluid method (VOF) to interface representation and continuum surface force algorithm (CSF) for the balance of forces in the interface. The curvature and interface advection are calculated via geometric methods to ensure the accuracy of the results. Stabilization methods are used when critical Weissenberg numbers are found due to the famous high Weissenberg number problem (HWNP). The projection method combined with an implicit method for the solution of the momentum equation are discretized by a finite difference scheme in a staggered grid. Benchmark test problems are solved in order to access the numerical accuracy of different levels of physical complexities, such as the dynamic of the interface and the role of fluid rheology. In order to demonstrate the ability of the new resolver, two-phase transient problems involving viscoelastic fluids have been solved, theWeissenberg effect problem and the extensional rheometer (CaBER). The Weissenberg effect problem or rod-climbing effect consists of a rod that spins inside of a container with viscoelastic fluid and due to the elastic forces the fluid climbs the rod. The results were compared with numerical and experimental data from the literature for small angular velocities. Moreover results obtained for high angular velocities are presented using the Oldroyd-B model, which showed high climbing heights. Critical values of the angular speed have been identified. For values above a critical level were observed the occurrence of elastic instabilities caused by the combination of elastic tension, interfacial curvature and secondary flows. To our knowledge, numerically these instabilities were never captured before. The CaBER consists of the behavior and collapse of a viscoelastic fluid filament formed between two parallel plates due to capillary forces. This experiment involves considerable difficulties, among which we can highlight the great influence of the capillary forces and the difference of the length scales in the flow. In much of the results found in the literature, the CaBER is solved by simplified models. The results were compared with results reported in the literature and theoretical solutions, which showed remarkable accuracy.

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Pila, Matheus Fabiano 1979. "Modelamento sismico assintotico utilizando diferenças finitas." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/307616.

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Orientadores: Lucio Tunes dos Santos, Maria Amélia Novais Schleicher
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica
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Mestrado
Geofisica Computacional
Mestre em Matemática Aplicada

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Uchôa, Carlos Frederico Azeredo. "Ensaios sobre heteroscedasticidade em modelos de efeitos fixos." Universidade Federal de Pernambuco, 2012. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/10296.

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Submitted by Israel Vieira Neto (israel.vieiraneto@ufpe.br) on 2015-03-04T12:50:51Z No. of bitstreams: 2 Ensaios sobre heteroscedasticidade em modelos de EF (Tese de Doutorado).pdf: 673376 bytes, checksum: 7c86e8749910ad5db783505cfe934b2f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
Made available in DSpace on 2015-03-04T12:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Ensaios sobre heteroscedasticidade em modelos de EF (Tese de Doutorado).pdf: 673376 bytes, checksum: 7c86e8749910ad5db783505cfe934b2f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-12-21
Esta tese é composta de quatro ensaios que estendem e avaliam o desempenho de uma classe de estimadores consistentes da matriz de covariâncias nos modelos de efeitos fixos. No primeiro ensaio as simulações evidenciam que o estimador proposto por Arellano (1987) pode não ser a melhor opção quando o teste é conduzido com resíduos irrestritos. Os resultados mostram que há uma considerável vantagem em utilizar o estimador CHC4 quando o tamanho amostral é pequeno ou se existem pontos de alavanca nos dados. Por outro lado, quando a avaliação é conduzida com resíduos restritos, os resultados favorecem o estimador CHCR0. Estimadores de bootstrap também são avaliados e produzem, em alguns casos, resultados melhores que os estimadores consistentes. O segundo ensaio avalia o desempenho dos estimadores consistentes da matriz de covariâncias, na construção de intervalos de confiança. Os resultados mostram que o estimador CHC4 tem desempenho superior aos demais estimadores consistentes, principalmente se os dados contêm pontos de alavanca. O terceiro ensaio avalia numericamente a qualidade da aproximação usual para a distribuição exata dos testes quase-t. Os resultados mostram que, se a estatística de teste é construída com resíduos irrestritos, o estimador mais amplamente utilizado conduz a testes quase-t com aproximações bastante ruins sendo o CHC4 a estratégia de inferência preferencial. Por outro lado, se a estatística de teste é construída com resíduos restritos, o estimador de Arellano torna-se a opção mais adequada. O quarto e último ensaio mostra que a inferência sobre os parâmetros do modelo de Diferenças em Diferenças (DD) pode ser imprecisa quando os problemas de heteroscedasticidade e/ou autocorrelação serial nos erros são ignorados. O desempenho dos testes baseados no estimador de Arellano e de outros estimadores consistentes nos modelos de DD é avaliado na presença de ambos. Os resultados mostram que, num modelo que contém apenas a dummy de intervenção, o desempenho dos testes baseados nos nesses estimadores é similar. No entanto, é possível melhorar a qualidade da inferência se o modelo de regressão possui variáveis de controle adicionais com pontos alavancados.

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Figueiredo, Rafael Alves. "Estudos de métodos numéricos para a simulação de escoamentos viscoelásticos com superfície livre." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22112011-103021/.

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Neste projeto, é apresentado um método numérico com uma abordagem do tipoMAC para a simulação de escoamentos viscoelásticos incompressíveis tridimensionais com superfície livre governados pelo modelo de fluido SXPP. A formulação apresentada nesse trabalho é uma extensão dos resultados obtidos por Oishi et al. (2011), sobre o estudo de métodos numéricos para a simulação de escoamentos incompressíveis viscoelásticos com superfície livre a baixos números de Reynolds, para o caso bidimensional. No contexto de problemas transientes, metodologias explícitas para solução numérica das equações governantes apresentam restrições de estabilidade muito severas para a definição do passo temporal, acarretando em um custo computacional relativamente alto. Sendo assim, utilizamos um método implícito para resolver a equação de conservação da quantidade de movimento, eliminando assim, a restrição de estabilidade parabólica e diminuindo significativamente o custo computacional. Mas tal estratégia acopla os campos de velocidade e pressão. Dessa forma, para desacoplar esses campos, foi utilizado uma abordagem que combina método de projeção com uma técnica implícita para o tratamento da pressão na superfície livre. A equação constitutiva foi resolvida pelo método de Runge-Kutta de segunda-ordem. A validação do método numérico foi realizada utilizando refinamento da malha no escoamento em um canal. Como aplicação, apresentamos resultados numéricos sobre o problema do jato oscilante e do inchamento do extrudado
In this work, we present a numerical method with a MAC type approach to simulate tridimensional incompressible viscoelastic free surface flows governed by a SXPP (Single eXtended Pom-Pom) model. The formulation presented in this work is an extension to the work of Oishi et al. (2011). They have studied numerical methods for solving incompressible viscoelastic free surface flows with low Reynolds number, for the bidimensional case. In the context of transient problems, explicitmethodologies for the numerical solution of the governing equations present severe stability constraints for defining the time step, what highly increases the computational cost. Due to this fact, an implicit method is used to solve the momentum equation, eliminating the parabolic stability constraint and decreasing significantly the computational cost. However, this strategy couples velocity and pressure fields. To decouples this fields, it was used an approach that combines a projection method and an implicit technique for the treatment of the pressure at the free surface. The constitutive equation is solved by a second-order Runge-Kutta method. The numerical method validation was achieved by a mesh refinement for a flow in a channel. As applications, numerical results of the die-swell problem and the jet buckling phenomenon are presented

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Sano, Dayene Miralha de Carvalho. "Simulação numérica da fase líquida na deposição de filmes finos via sol-gel: aplicações para dióxido de estanho /." Bauru : [s.n.], 2010. http://hdl.handle.net/11449/100923.

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Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi
Banca: Valdemir Garcia Ferreira
Banca: Julio Ricardo Sambrano
Banca: Carlos José Leopoldo Constantino
Banca: Carlos Antonio Ruggiero
O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp
Resumo: Neste trabalho foi realizada a simulação numérica da fase líquida no processo de deposição de filmes finos pela técnica de molhamento (dip-coating), via sol-gel, utilizando como aplicação soluções precursoras de dióxido de estanho (Sn'IND. 2'). Dióxido de estanho é um semicondutor transparente de gap largo, amplamente utilizado em muitos tipos de dispositivos. Além da técnica convencional, o trabalho analisa uma nova proposta da técnica de deposição dip-coating onde a solução se encontra em uma temperatura diferente da ambiente. Para ambas as técnicas foram realizadas a modelagem matemática dos problemas e desenvolveu-se um método numérico apropriado baseado no método MAC (Marker and Cell). O problema foi resolvido em coordenadas cartesianas bidimensionais e as equações foram discretizadas pela técnica de diferenças finitas. Os resultados numéricos são visualizados por meio da distribuição de temperatura e vetores velocidade da solução precursora, que fornecem subsídios para investigação da influência dos vetores velocidade na obtenção de filmes com boas propriedades, em relação à uniformidade e homogeneidade. Verifica-se que estas características refletem diretamente na qualidade óptica dos filmes investigados, tornando-se parâmetros importantes para aplicações em dispositivos opto-eletrônicos. Através dos resultados numéricos verificou-se que nas regiões do fluido próximas ao substrato, os módulos dos vetores velocidade são maiores, há uma maior quantidade de material sendo depositado. Notou-se também, através da distribuição de velocidades em direção ao substrato que o filme tem uma melhor uniformidade na sua espessura quando os vetores velocidade possuem os valores de seus módulos mais próximos uns dos outros. Portanto, mudando os parâmetros iniciais de viscosidade, densidade, velocidade de imersão/emersão do substrato ou temperatura no fluido pode-se estudar o comportamento.
Abstract: In this work, the numerical simulation of liquid phase in the thin film deposition, by the sol-gel-dip-coating technique, was carried out. The method was applied to tin dioxide (Sn'IND. 2') solutions. Tin dioxide is a transparent semiconductor of wide bandgap, extensively used in many types of devices. Besides the conventional procedure, this work analyses a new proposal for the deposition technique, where the solution is heated above room temperature. In both cases, the mathematical modeling was done and the appropriated numerical method was developed, based on MAC (Marker and Cell) approach. The problem was solved in two-dimensional Cartesian coordinates and the equations were discretized by the finite difference technique. The numerical results are visualized through temperature and vector velocity distributions in the precursos solution, yielding subsides to the investigation of the influence of vectors velocity in the deposition of good property films, concerning uniformity and homogeneity. It was verified that these characteristics point directly toward the optical quality of investigated films, becoming important parameters for application in optoelectronic devices. The numerical results allow verifying that in the fluid regions close to the substrate, where the velocity modulus is highter, there is a larger amount of material being deposited. It was also noticed, through the velocity distribution towards the substrate, that the film has a better thickness uniformity when the vectors velocity have modulus values closer to each other. Therefore, changing initial parameters such as viscosity, density, substrate dipping rate or fluid temperature, it is possible to evaluate the fluid behavior during the thin film deposition.
Doutor

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Ferreira, Davi E. T. I. "Aerodinâmica de automóveis baseado no método dos contornos virtuais." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2005. http://hdl.handle.net/10183/6155.

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Este trabalho desenvolve um método numérico para a solução de escoamentos bidimensionais em torno de geometrias automobilísticas utilizando o método de diferenças finitas. O código computacional resolve as equações de Navier-Stokes e de Euler para uma distribuição adequada dos pontos discretos na malha. O método de integração empregado baseia-se no esquema explícito de Runge-Kutta de 3 estágios para as equações da quantidade de movimento e no de sub-relaxações sucessivas para a pressão na base Gauss-Seidel. Utilizou-se a técnica dos contornos virtuais em coordenadas cartesianas para resolver o escoamento sobre uma geometria simplificada, com a superfície coincidente com a malha computacional, e uma geometria automobilística mais complexa (BMW). Para a certificação da técnica empregada, optou-se pela utilização da teoria do escoamento potencial e pela comparação com dados experimentais encontrados na literatura e outros coletados em túnel de vento em escala reduzida. Houve dificuldade nesta comparação devido à falta de artigos relativos às simulações numéricas de escoamentos sobre automóveis e na aplicação da técnica dos contornos virtuais em geometrias complexas. Os resultados foram satisfatórios, com boas perspectivas para trabalhos futuros, contribuindo assim para o desenvolvimento da área.

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Araujo, Matheus Tozo de. "Solução numérica do modelo Giesekus para escoamentos com superfícies livres." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-28032016-143120/.

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Este trabalho apresenta um método numérico para simular escoamentos viscoelásticos bidimensionais governados pela equação constitutiva Giesekus [Schleiniger e Weinacht 1991]. As equações governantes são resolvidas pelo método de diferenças finitas numa malha deslocada. A superfície livre do fluido é modelada por partículas marcadoras possibilitando assim a sua visualização e localização. O cálculo da velocidade é efetuado por um método implícito enquanto a pressão é calculada por um método explícito. A equação constitutiva de Giesekus é resolvida pelo método de Euler modificado explícito. O método numérico desenvolvido nesse trabalho é verificado comparando-se a solução numérica com a solução analítica para o escoamento de um fluido Giesekus em um canal. Resultados de convergência são obtidos pelo uso de refinamento de malha. Os resultados alcançados incluem um estudo da aplicação do modelo Giesekus para simular o escoamento numa contração planar 4:1 e o problema de um jato incidindo sobre uma placa rígida, em que o fenômeno jet buckling é simulado.
This work presents a numerical method to simulate two-dimensional viscoelastic flows governed by the Giesekus constitutive equation [Schleiniger e Weinacht 1991]. The governing equations are solved by the finite difference method on a staggered grid. The free surface of the fluid is modeled by tracer particles thus enabling its visualization and location. The calculation of the velocity is performed by an implicit method while pressure is calculated by an explicit method. The Giesekus constitutive equation is resolved by the explicit modified Euler method. The numerical method developed in this work is verified by comparing the numerical solution with the analytical solution for the flow of a Giesekus fluid in a channel. Convergence results are obtained by the use of mesh refinement. Results obtained include a study of the application of the Giesekus model to simulate the flow through a 4:1 contraction and the problem of a jet flowing onto a rigid plate where the phenomenon of jet buckling is simulated.

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Galdino, Aimberê. "A técnica do super-passo na resolução numérica de equações diferenciais parciais parabólicas." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-20072006-193913/.

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A Técnica do Super-Passo pode melhorar significantemente a performance do Método de Euler Explícito, reduzindo a restrição existente ao passo no tempo. A técnica é descrita para a equação do calor linear. É mostrada a simplicidade de sua implementação para o caso do Método de Euler Explícito. A perfomance da Técnica do Super-Passo é comparada aos Métodos de Euler Explícito e Implícito, e Crank-Nicolson. Os resultados obtidos sugerem que o Super-Passo pode melhorar a eficiência do Método de Euler Explícito em aproximadamente uma ordem de grandeza reduzindo o tempo de processamento, enquanto que o erro produzido pela Técnica do Super-Passo é comparável ao produzido pelo Método de Euler Implícito.
The Super-Time-Stepping Technique can significantly increase the performance of the Explícit Euler Method, reducing the existing tie step restriction. The Techinique is described for a linear heat equation. The simplicity of this implementation for the case of the Explícit Euler Method is shown. The perfomance of the Technique of the Super-Time-Stepping is compared to Explicit and Implicit Euler, and Crank-Nicolson Methods. The obtained results suggest that the Technique of the Super-Time-Stepping potentially increases the efficiency of the Explicit Euler Method by 2 factor of 3 regarding the processing time, while the error produced is comparable to that produced by the Implicit Euler Method.

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NASCIMENTO, Júlio Antônio Salheb do. "Um método para modelagem numérica plena da dispersão elétrica do solo usando aproximadores de padé e o método das diferenças finitas no domínio do tempo." Universidade Federal do Pará, 2016. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/8026.

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Nesta Dissertação, é desenvolvido e implementado em software um método para modelagem da dispersão elétrica do solo através do método das diferenças nitas no domínio do tempo (FDTD). A metodologia é baseada na aplicação de aproximadores de Padé no domínio da frequência, de forma a representar a dependência espectral tanto da condutividade quanto da permissividade elétrica. As equações no domínio do tempo são obtidas através de simples manipulações algébricas e transformadas inversas de Fourier. Resultados obtidos experimentalmente em sistemas de aterramento solicitados por descargas atmosféricas articialmente produzidas são comparados aos resultados numéricos obtidos através do método proposto. Excelente concordância entre os sinais transitórios é observada.
In this dissertation, it is developed and implemented a numerical method for modeling the soil electrical dispersion using the Finite-Dierence Time-Domain method (FDTD). The methodology is based on the application of Padé approximants in frequency domain, in such a way to represent the spectral dependency of soil's conductivity and electrical permittivity. The time domain equations are obtained using simple algebraic operations and inverse Fourier transforms. Experimental results for grounding systems subjected to articial lightning pulses are compared with numerical results obtained using the proposed method. It was observed an excellent agreement between the corresponding transient signals.

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Poblete, Cantelano Mariano Edgardo. "Metodos numericos para problemas de convecção-difusão." [s.n.], 1997. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/307401.

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Orientador: Jose Luiz Boldrini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica
Made available in DSpace on 2018-07-22T03:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PobleteCantelano_MarianoEdgardo_M.pdf: 2237950 bytes, checksum: 29fe3f66b8ac123f3886b8e7779345a6 (MD5) Previous issue date: 1997
Resumo: Não informado
Abstract: Not informed
Mestrado
Mestre em Matemática Aplicada

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Melo, Pedro Henrique Pedrosa de. "Análise analítica e numérica de vigas casteladas com diferentes padrões geométricos." Universidade Federal de Goiás, 2018. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/9142.

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Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-12-11T11:29:18Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Henrique Pedrosa de Melo - 2018.pdf: 47578131 bytes, checksum: 8fbf8b63ebd4d5db7f6f6223bd26712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-12-12T10:37:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Henrique Pedrosa de Melo - 2018.pdf: 47578131 bytes, checksum: 8fbf8b63ebd4d5db7f6f6223bd26712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
Made available in DSpace on 2018-12-12T10:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Henrique Pedrosa de Melo - 2018.pdf: 47578131 bytes, checksum: 8fbf8b63ebd4d5db7f6f6223bd26712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-10-22
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG
The present paper deals with the main subjects related to castellated steel beams, initially showing a brief review of the history of emergence and use of the world, highlighting the characteristics that favored the growth of use and the difficulties of its use. The main failure modes are characterized, highlighting the analytical procedures available in the literature to circumvent them, in order to propose a calculation procedure for the design. The proposed procedure is evaluated through the experimental result of four surveys. The work also presents numerical modeling, using Finite Element Method (FEM), for beams available in the technical literature, in order to complement the analysis of beam behavior during loading and to verify the validity of the proposed numerical model, mainly in relation to the analysis criteria adopted in the numerical model, such as von Mises stress distribution, isotropic hardening and tensile stress behavior of the steel using the multilinear graph, also available in the technical literature. The validity allows the proposed beams, with Anglo-Saxon geometry, Litzka and Peiner, to have reliability of analysis of the model, and for the proposed loading the Anglo-Saxon beam obtained greater resistance, mainly due to the small distance between the holes and also the lowest overall width of the aperture. The results of the numerical models, via MEF, showed good precision when compared to the experimental results, showing that MEF is an extremely useful tool for nonlinear analysis, provided the model is properly calibrated. Another important result is the resistance values presented by the proposed analytical procedure, which presents a good approximation to the actual values of the experiment and also the resistance values obtained in the proposed numerical models, and can be adopted for the practical dimensioning of these beams.
O presente trabalho aborda os principais assuntos relacionados às vigas alveolares casteladas, mostrando inicialmente uma breve revisão do histórico de surgimento e utilização pelo mundo, ressaltando as características que favoreceram o crescimento de utilização e quais as dificuldades de seu uso. Os principais modos de falha são caracterizados, ressaltando os procedimentos analíticos disponíveis na literatura para contorná-los, de forma a se propor um procedimento de cálculo para o dimensionamento. O procedimento proposto é avaliado por meio do resultado experimental de quatro pesquisas. O trabalho também apresenta uma modelagem numérica, via Método dos Elementos Finitos (MEF), para vigas disponíveis na literatura técnica, de forma a complementar a análise do comportamento das vigas durante o carregamento e também verificar a validade do modelo numérico proposto, principalmente em relação aos critérios de análise adotados no modelo numérico, como distribuição das tensões de von Mises, endurecimento isotrópico e comportamento tensão x deformação do aço por meio do gráfico multilinear, também disponível na literatura técnica. A validade permite que as vigas propostas, com geometria Anglosaxão, Litzka e Peiner, possuam confiabilidade de análise do modelo, sendo que para o carregamento proposto a viga Anglo-saxão obteve maior resistência, devido principalmente pela pequena distância entre os furos e também a menor largura total da abertura. Os resultados dos modelos numéricos, via MEF, apresentaram boa precisão quando comparado aos resultados experimentais, mostrando que que o MEF é uma ferramenta extremamente útil para análises não-lineares, desde que o modelo esteja devidamente calibrado. Outro resultado importante são os valores de resistência apresentados pelo procedimento analítico proposto, ao qual apresenta boa aproximação aos valores reais do experimento e também dos valores de resistência obtidos nos modelos numéricos propostos, podendo, assim, ser adotado para o dimensionamento prático dessas vigas.

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Merejolli, Reginaldo. "Simulação numérica de escoamentos tridimensionais com superfícies livres governados pelo modelo Giesekus." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-06022018-102808/.

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Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um método numérico para simular escoamentos viscoelásticos tridimensionais com superfícies livres governados pelo modelo constitutivo Giesekus. As equações governantes são resolvidas pelo método de diferenças finitas numa malha deslocada. A superfície livre do fluido é modelada por partículas marcadoras, possibilitando assim a visualização e localização da superfície livre do fluido. A equação constitutiva de Giesekus é resolvida utilizando as seguintes formulações: método de Runge-Kutta de segunda ordem (também conhecido como método de Euler modificado) e transformação logarítmica do tensor conformação. O método numérico apresentado é verificado comparando-se os resultados obtidos por meio de refinamento de malha para os escoamentos em um tubo e de um jato incidindo em uma placa plana. Resultados de convergência foram obtidos por meio de refinamento de malha do escoamento totalmente desenvolvido em um tubo. Os resultados numéricos obtidos incluem a simulação de um jato incidindo em uma caixa vazia e a simulação do inchamento do extrudado (dieswell) para vários números de Weissenberg utilizando diferentes valores do fator de mobilidade do fluido. Resultados adicionais incluem simulações do fenômeno delayed dieswell para altos números de Weissenberg e altos valores do número de Reynolds. Uma comparação qualitativa com resultados experimentais é apresentada.
In this work, a numerical method for simulating viscoelastic free surface flows governed by the Giesekus constitutive equation is developed. The governing equations are solved by the finite difference method on a staggered grid. The fluid free surface is approximated by marker particles which enables the visualization and location of the free surface fluid. The Giesekus constitutive equation is solved by the following techniques: second-order Runge-Kutta, conformation tensor and logarithmic transformation of the conformation tensor. The numerical method is verified by comparing the numerical solutions obtained on a series of embedding meshes of the flow in a tube and by the flow produced by a jet flowing onto a planar surface. Additional verification and convergence results are obtained by solving tube flow employing several meshes. Results obtained include the simulation of a jet flowing into a three dimensional container and the simulation of extrudate swell using several values of the Reynolds and Weissenberg numbers and different values of the mobility parameter a. Furthermore, we present results from the simulation of the phenomenon know as delayed dieswell using highWeissenberg and Reynolds numbers. Comparisons with experimental results are given.

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Cruz, Pedro Alexandre da. "Solução numérica de escoamentos de cristais líquidos nemáticos." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-14092011-132650/.

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O objetivo desse trabalho é desenvolver métodos numéricos para simular escoamentos de cristais líquidos nemáticos governados pelas equações dinâmicas de Ericksen-Leslie. São apresentados dois métodos numéricos para a simulação de escoamentos de cristais líquidos nemáticos. O primeiro método foi desenvolvido para simular escoamentos tridimensionais de cristais líquidos nemáticos sob efeito de forte campo magnético enquanto que o segundo método foi desenvolvido para a simulação de escoamentos bidimensionais. Utilizando a notação de Einstein, as equações dinâmicas de Ericksen-Leslie são apresentadas. Empregando variáveis primitivas e coordenadas cartesianas, as equações governantes para escoamentos de cristais líquidos nemáticos são derivadas e as formulações matemáticas para a obtenção dos métodos numéricos são apresentadas. As equações descrevendo os métodos numéricos são resolvidas por um método numérico baseado na metodologia GENSMAC3D para o caso tridimensional enquanto que o método bidimensional é baseado na metodologia GENSMAC (GENeralized-Simplified-Marker-And-Cell). Em ambos os métodos, a técnica de diferenças finitas em uma malha deslocada é utilizada. As equações que descrevem as técnicas numéricas desenvolvidas foram incorporadas aos ambientes de simulação Freeflow2D e Freeflow3D. As condições de contorno para cada tipo de contorno são descritas em detalhes. A solução analítica apresentada por Stewart para o escoamento entre duas placas paralelas é utilizada para a validação do método numérico tridimensional. Empregando as hipóteses de escoamento desenvolvido e que o ângulo de orientação do diretor é pequeno, uma solução analítica para o escoamento em um canal bidimensional é encontrada. O método numérico bidimensional é então validado utilizando a solução analítica obtida. Utilizando refinamento de malha, resultados de convergência dos métodos numéricos são apresentados. Os métodos numéricos desenvolvidos nesse trabalho são aplicados para a simulação dos seguintes problemas: escoamento de um cristal líquido nemático em um canal tridimensional; investigação numérica do escoamento em L-canais e escoamento através de uma contração 4:1 e de uma expansão planar 4:1
The aim of this work is to develop numerical methods capable of simulating nematic liquid crystal flows described by the dynamic Ericksen-Leslie equations. Two numerical techniques have been proposed: a numerical method for solving three-dimensional flows of nematic liquid crystals under strong magnetic fields and a method for simulating flows of nematic liquid crystals in two-dimensional complex geometries. Both methods employ Cartesian coordinates using primitive variables of pressure and velocity. These techniques are based on the GENSMAC (GENeralized-Simplified-Marker-And-Cell) methodology and a detailed description of the equations involved is presented. The resulting governing equations are solved by the finite difference method on a staggered grid. The three-dimensional technique was applied to solve fully developed flow between two paralel plates for which an analytic solution exists. By using this analytic solution, validation and convergence results of the developed numerical technique were obtained. To validate the two-dimensional method developed herein, an analytic solution for steady state flow in a 2D-channel was found which was used to obtain validation and convergence results. The method was then applied to simulate the flow in L-shaped channels, flow through a 4:1 contraction and flow in a 4:1 expansion

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Afuso, Anderson Yassuhiro [UNESP]. "Métodos numéricos para encontrar zeros de funções: aplicações para o Ensino Médio." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2014. http://hdl.handle.net/11449/123895.

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Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-29. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:49:14Z : No. of bitstreams: 1 000832285.pdf: 454402 bytes, checksum: 49609651ea8a2fa968ca19324e011ebc (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
As funções estudadas no Ensino Médio se resumem às polinomiais de primeiro e segundo grau, modulares, exponenciais, logarítmicas e trigonométricas. Os problemas de encontrar zeros de função são recorrentes e auxiliam na construção de gráficos e em suas análises. Dessa forma, o presente trabalho tem o objetivo de apresentar três métodos numéricos (métodos da bissecção, de Newton-Raphson e das secantes) para encontrar os zeros de função. Em especial, o método de Newton-Raphson é um exemplo de equação discreta, cujo ponto fixo será o zero da função. A teoria das Equações Discretas será abordada no Capítulo 3. No Capítulo 4, discutiremos o método gráfico que introduz os métodos numéricos. Na sequência, nos Capítulos 5, 6 e 7, é que, de fato, abordaremos os três métodos numéricos. Por fim, apresentamos uma proposta de atividade para o Ensino Médio. Para além de encontrar os zeros de função, os métodos numéricos motivam o estudo inicial de recorrência, limites e derivadas. Além disso, as aplicações dos métodos em sala de aula podem ser realizadas com o auxílio de softwares matemáticos que trabalhem com planilhas e gráficos
The functions studied in high school are summarized in polynomials of first and second degree, modular, exponential, logarithmic and trigonometric. The problems to find zeros of functions are recurrent and assist in constructing the graphs and their analysis. Thus, this dissertation aims to present three numerical methods (methods of bisection, Newton-Raphson and secant) to find the zeros of function. In particular, the Newton-Raphson method is an example of a discrete equation which the fixed point will be the zero of function. The theory of discrete equations will be discussed in Chapter 3. Chapter 4 outlines the graphical method which introduces the numerical methods. Following, in Chapter 5, 6 and 7, is that, in fact, we'll discuss the three numerical methods. Finally, we present a proposed activity for high school. In addition to finding the zeros of function, the numerical methods motivate the initial study of recurrence, limits and derivatives. Furthermore, the applications of methods in the classroom can be performed with the aid of mathematical software to work with spreadsheets and charts

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Afuso, Anderson Yassuhiro. "Métodos numéricos para encontrar zeros de funções : aplicações para o Ensino Médio /." Rio Claro, 2014. http://hdl.handle.net/11449/123895.

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Orientador: Suzinei Aparecida Siqueira Marconato
Banca: Maria Aparecida Bená
Banca: Jamil Viana Pereira
Resumo: As funções estudadas no Ensino Médio se resumem às polinomiais de primeiro e segundo grau, modulares, exponenciais, logarítmicas e trigonométricas. Os problemas de encontrar zeros de função são recorrentes e auxiliam na construção de gráficos e em suas análises. Dessa forma, o presente trabalho tem o objetivo de apresentar três métodos numéricos (métodos da bissecção, de Newton-Raphson e das secantes) para encontrar os zeros de função. Em especial, o método de Newton-Raphson é um exemplo de equação discreta, cujo ponto fixo será o zero da função. A teoria das Equações Discretas será abordada no Capítulo 3. No Capítulo 4, discutiremos o método gráfico que introduz os métodos numéricos. Na sequência, nos Capítulos 5, 6 e 7, é que, de fato, abordaremos os três métodos numéricos. Por fim, apresentamos uma proposta de atividade para o Ensino Médio. Para além de encontrar os zeros de função, os métodos numéricos motivam o estudo inicial de recorrência, limites e derivadas. Além disso, as aplicações dos métodos em sala de aula podem ser realizadas com o auxílio de softwares matemáticos que trabalhem com planilhas e gráficos
Abstract: The functions studied in high school are summarized in polynomials of first and second degree, modular, exponential, logarithmic and trigonometric. The problems to find zeros of functions are recurrent and assist in constructing the graphs and their analysis. Thus, this dissertation aims to present three numerical methods (methods of bisection, Newton-Raphson and secant) to find the zeros of function. In particular, the Newton-Raphson method is an example of a discrete equation which the fixed point will be the zero of function. The theory of discrete equations will be discussed in Chapter 3. Chapter 4 outlines the graphical method which introduces the numerical methods. Following, in Chapter 5, 6 and 7, is that, in fact, we'll discuss the three numerical methods. Finally, we present a proposed activity for high school. In addition to finding the zeros of function, the numerical methods motivate the initial study of recurrence, limits and derivatives. Furthermore, the applications of methods in the classroom can be performed with the aid of mathematical software to work with spreadsheets and charts
Mestre

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Morais, Vinicius Souza [UNESP]. "Projeto e construção de Charpy utilizando a modelagem numérica da plataforma Ansys® no estudo comparativo entre ensaios numéricos e práticos a partir de diferentes propriedades mecânicas de materiais compósitos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2016. http://hdl.handle.net/11449/143093.

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Submitted by VINICIUS SOUZA MORAIS null (vinicius.souza.morais@gmail.com) on 2016-08-19T14:49:52Z No. of bitstreams: 1 Tese Vinicius Souza Morais.pdf: 8282472 bytes, checksum: 64f0af45a29590e87cec66a93963523a (MD5)
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Desde a antiguidade os seres humanos vêm buscando aprimorar o uso de materiais em seu favor, buscando conferir vantagens de aspectos diversos. Aliado à necessidade de experimentação de novos materiais os softwares simuladores foram impulsionados e conferiram uma poderosa ferramenta da atualidade. A partir desta premissa, a inserção de conhecimento, princípios de estudo e aprendizado, principalmente no que tange a modelagem de ensaios mecânicos como o de tração e de impacto destrutivo Charpy foram realizados. Posteriormente uma máquina de ensaio destrutivo do tipo Charpy foi confeccionada e instrumentada analógico-digitalmente. De posse de bons resultados da máquina, a mesma foi utilizada no comparativo entre teoria e prática a partir de diferentes materiais, possibilitando que tais dados em forma de tabelas e gráficos serem confrontados com resultados obtidos através de simulações com o software comercial. Ensaios de Tração foram realizados em máquinas universais em diferentes materiais metálicos e compósitos (fibras naturais e sintéticas), coletados seus devidos dados e posteriormente confrontados com a literatura e software comercial. Os resultados oriundos das fibras naturais, principalmente do bambu, surtiram efeitos interessantes proporcionando uma maior resistência, leveza e redução no custo para sua produção.
Since ancient times humans have sought to improve the use of materials in their favor, seeking to confer advantages in many aspects. Together with the need to experiment with new materials simulators were driven software and gave a powerful tool today. From this premise, the inclusion of knowledge, study and learning principles, especially regarding the modeling of mechanical tests such as tensile and Charpy destructive impact were performed. Later, a destructive test machine Charpy type was made and analog-digitally instrumented. Possession of good results of the machine, it was used in the comparison between theory and practice from different materials, enabling such data in tables and graphs are faced with results obtained through simulations with commercial software. Tensile tests were performed on machines in different metal materials and composites (natural and synthetic fibers) collected their proper data and subsequently confronted with the literature and commercial software. The results derived from natural fibers, mainly bamboo, have heightened interesting effects providing greater strength, light weight and reduced cost for production.

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Morais, Vinicius Souza. "Projeto e construção de Charpy utilizando a modelagem numérica da plataforma Ansys® no estudo comparativo entre ensaios numéricos e práticos a partir de diferentes propriedades mecânicas de materiais compósitos /." Ilha Solteira, 2016. http://hdl.handle.net/11449/143093.

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Анотація:

Orientador: Newton Luiz Dias Filho
Resumo: Desde a antiguidade os seres humanos vêm buscando aprimorar o uso de materiais em seu favor, buscando conferir vantagens de aspectos diversos. Aliado à necessidade de experimentação de novos materiais os softwares simuladores foram impulsionados e conferiram uma poderosa ferramenta da atualidade. A partir desta premissa, a inserção de conhecimento, princípios de estudo e aprendizado, principalmente no que tange a modelagem de ensaios mecânicos como o de tração e de impacto destrutivo Charpy foram realizados. Posteriormente uma máquina de ensaio destrutivo do tipo Charpy foi confeccionada e instrumentada analógico-digitalmente. De posse de bons resultados da máquina, a mesma foi utilizada no comparativo entre teoria e prática a partir de diferentes materiais, possibilitando que tais dados em forma de tabelas e gráficos serem confrontados com resultados obtidos através de simulações com o software comercial. Ensaios de Tração foram realizados em máquinas universais em diferentes materiais metálicos e compósitos (fibras naturais e sintéticas), coletados seus devidos dados e posteriormente confrontados com a literatura e software comercial. Os resultados oriundos das fibras naturais, principalmente do bambu, surtiram efeitos interessantes proporcionando uma maior resistência, leveza e redução no custo para sua produção.
Abstract: Since ancient times humans have sought to improve the use of materials in their favor, seeking to confer advantages in many aspects. Together with the need to experiment with new materials simulators were driven software and gave a powerful tool today. From this premise, the inclusion of knowledge, study and learning principles, especially regarding the modeling of mechanical tests such as tensile and Charpy destructive impact were performed. Later, a destructive test machine Charpy type was made and analog-digitally instrumented. Possession of good results of the machine, it was used in the comparison between theory and practice from different materials, enabling such data in tables and graphs are faced with results obtained through simulations with commercial software. Tensile tests were performed on machines in different metal materials and composites (natural and synthetic fibers) collected their proper data and subsequently confronted with the literature and commercial software. The results derived from natural fibers, mainly bamboo, have heightened interesting effects providing greater strength, light weight and reduced cost for production.
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