983 resultados para Partículas Escoamento Métodos desimulação
Resumo:
Nesse trabalho, foi desenvolvido um simulador numrico (C/C++) para a resoluo de escoamentos de fluidos newtonianos incompressveis, baseado no mtodo de partículas Lagrangiano, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Tradicionalmente, duas estratgias so utilizadas na determinao do campo de presses de forma a garantir-se a condio de incompressibilidade do fluido. A primeira delas a formulao chamada Weak Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH), onde uma equao de estado para um fluido quase-incompressvel utilizada na determinao do campo de presses. A segunda, emprega o Mtodo da Projeo e o campo de presses obtido mediante a resoluo de uma equao de Poisson. No estudo aqui desenvolvido, prope-se trs métodos iterativos, baseados noMtodo da Projeo, para o clculo do campo de presses, Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH). A fim de validar os métodos iterativos e o cdigo computacional, foram simulados dois problemas unidimensionais: os escoamentos de Couette entre duas placas planas paralelas infinitas e de Poiseuille em um duto infinito e foram usadas condies de contorno do tipo peridicas e partículas fantasmas. Um problema bidimensional, o escoamento no interior de uma cavidade com a parede superior posta em movimento, tambm foi considerado. Na resoluo deste problema foi utilizado o reposicionamento peridico de partículas e partículas fantasmas.
Resumo:
As simulaes computacionais tem sido amplamente empregadas no estudo do escoamento darciano e no-darciano em meios porosos consolidados e no-consolidados. Neste trabalho, atravs de uma nova formulao para a equao de Forchheimer, foram identificadas duas novas propriedades denominados fator de comportamento do fluido, que atua paralelamente a permeabilidade, e permeabilidade equivalente global, resultado da relao anterior. Este comportamento foi estudado e validado atravs da implementao de um aparato experimental e um cdigo computacional baseado no modelo de regresso-linear que, alm disso, demonstrou que o escoamento, ainda que em regime no darciano, comporta-se linearmente como a equao de Darcy, ainda que o coeficiente angular desta diminuiu de acordo com a faixa do nmero de Reynolds atingida, sendo esta dependente do tipo de leito empregado. Ainda neste trabalho, foi implementado o mtodo de otimizao R2W para estimar os parmetros da equao de Kozeny-Carman a partir de dados experimentais obtidos por Dias et al, a fim de simular o escoamento darciano em meios porosos. Por fim, foi alcanada excelente concordncia entre os dados simulados pelo mtodo R2W / equao de Kozeny-Carman e os dados reais.
Resumo:
Neste trabalho foi avaliada a resistncia corroso dos revestimentos compsitos de nquel, obtidos a partir de um banho de nquel qumico (electroless) e um banho de nquel eletroltico tipo Watts (com e sem tensoativo), caracterizando-os comparativamente em relao ao revestimento de nquel sem partículas. Os métodos utilizados para avaliao da resistncia a corroso foram: ensaio acelerado em nvoa salina, voltametria cclica, curva de polarizao potenciodinmica (em NaCl 0,6N) e dissoluo andica corrente constante. Os revestimentos tambm foram avaliados com relao resistncia ao desgaste, rugosidade, e morfologia da camada. As partículas foram caracterizadas por difrao de raio- X , disperso granulomtrica e potencial zeta. Nas condies estudadas os resultados mostraram que o revestimento compsito Ni-P-Al2O3 (Al2O3 - tamanho de gro 0,1 a 1,8m) apresentou melhor resistncia corroso que o revestimento de nquel qumico sem incorporao de partículas (Ni-P) que por sua vez, apresentou resistncia a corroso superior ao compsito Ni-P-SiC no. 23 (SiC no. 23 - tamanho de gro 0,8 a 19,9m). J o eletrodepsito de nquel sem incorporao de partículas apresentou melhor resistncia corroso que os revestimentos compsitos. Entre estes o compsito Ni-Al2O3 apresentou resistncia a corroso superior ao compsito Ni-SiC no. 23 A adio do tensoativo lauril sulfato de sdio reduz a quantidade de partículas incorporadas no eletrodepsito, sendo este efeito mais acentuado para o SiC com maior granulometria. Para diferentes granulometrias de carbeto de silcio (SiC no. 2 - tamanho de gro 0,3 a 6,2m e SiC no. 23 - tamanho de gro 0,8 a 19,9m), o revestimento compsito obtido com o SiC que possui menor granulometria, apresentou maior resistncia corroso e maior resistncia ao desgaste, indicando desta forma que o tamanho da partcula incorporada no depsito de nquel exerce grande influncia sobre a resistncia corroso do revestimento, bem como sobre a resistncia ao desgaste.
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Este trabalho desenvolve um mtodo numrico para a soluo de escoamentos bidimensionais em torno de geometrias automobilsticas utilizando o mtodo de diferenas finitas. O cdigo computacional resolve as equaes de Navier-Stokes e de Euler para uma distribuio adequada dos pontos discretos na malha. O mtodo de integrao empregado baseia-se no esquema explcito de Runge-Kutta de 3 estgios para as equaes da quantidade de movimento e no de sub-relaxaes sucessivas para a presso na base Gauss-Seidel. Utilizou-se a tcnica dos contornos virtuais em coordenadas cartesianas para resolver o escoamento sobre uma geometria simplificada, com a superfcie coincidente com a malha computacional, e uma geometria automobilstica mais complexa (BMW). Para a certificao da tcnica empregada, optou-se pela utilizao da teoria do escoamento potencial e pela comparao com dados experimentais encontrados na literatura e outros coletados em tnel de vento em escala reduzida. Houve dificuldade nesta comparao devido falta de artigos relativos s simulaes numricas de escoamentos sobre automveis e na aplicao da tcnica dos contornos virtuais em geometrias complexas. Os resultados foram satisfatrios, com boas perspectivas para trabalhos futuros, contribuindo assim para o desenvolvimento da rea.
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The goal of this work is to study the process of interaction of protons with matter through Monte Carlo simulation. For this purpose, it was employed the SRIM program (Stopping and Range of Ions in Matter ) and MCNPX (Monte Carlo N-Particle eXtended) v2.50. This work is going to support the development of a tomography system with protons. It was studied the interaction of proton with the follow materials: Polimethyl Mehacralate (PMMA), MS20 Tissue Substitute and water. This work employed energies in range of 50 MeV and 250 MeV, that is the range of clinical interest. The energy loss of proton after cross a material layer, the decreasing of its intensity, the angular and lateral de ection of incident beam, including and excluding nuclear interactions. This work is related with Medical Physics and Material Physics, like interaction of radiation with matter, particle transport phenomena, and the experimental methods in Nuclear Physics like simulation and computational by Monte Carlo method
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In this work is studied the fluid dynamic characteristics of sugarcane bagasse for gasification applications and use of syngas in the sugarcane sector. This is an experimental work, which is initially performed the particle size separation of sugarcane bagasse particles, using appropriate equipment. Through the experiment is possible to determine the average diameter of particles pomace typical sugarcane mill. The equipment used for the grading sieve separation assembly consists of several dimensions, arranged vertically and which shows adequate for good separation from the pulp. Later, it makes immediate analysis for the determination of moisture, ash, volatile materials and fixed carbon. The study also determines the gross calorific value and allows analysis of densities of particles of sugar cane bagasse. Also studied the bagasse morphology using electron microscopes, where it was possible to visualize the geometry of the particles of bagasse. The use of Electronic Scanning Microscopy (SEM) provided better understand the morphology and particle size measured by using photography methods. Two methods for determining the sphericity of the particles were also used. The experiments carried out using appropriate standards and specific equations, allowing compare the present results with the values found by several researchers. Subsequently, fluid dynamic simulations were performed for the determination of porosity and minimum fluidization velocity theoretical. It follows that the sphericity and porosity of the bagasse particles influence the minimum fluidization velocity of biomass
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Os métodos numricos convencionais, baseados em malhas, tm sido amplamente aplicados na resoluo de problemas da Dinmica dos Fluidos Computacional. Entretanto, em problemas de escoamento de fluidos que envolvem superfcies livres, grandes exploses, grandes deformaes, descontinuidades, ondas de choque etc., estes métodos podem apresentar algumas dificuldades prticas quando da resoluo destes problemas. Como uma alternativa vivel, existem os métodos de partículas livre de malhas. Neste trabalho feita uma introduo ao mtodo Lagrangeano de partículas, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) voltado para a simulao numrica de escoamentos de fluidos newtonianos compressveis e quase-incompressveis. Dois cdigos numricos foram desenvolvidos, uma verso serial e outra em paralelo, empregando a linguagem de programao C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA), que possibilita o processamento em paralelo empregando os ncleos das Graphics Processing Units (GPUs) das placas de vdeo da NVIDIA Corporation. Os resultados numricos foram validados e a eficincia computacional avaliada considerandose a resoluo dos problemas unidimensionais Shock Tube e Blast Wave e bidimensional da Cavidade (Shear Driven Cavity Problem).
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Um mtodo espectronodal desenvolvido para problemas de transporte de partículas neutras de fonte fixa, multigrupo de energia em geometria cartesiana na formulao de ordenadas discretas (SN). Para geometria unidimensional o mtodo espectronodal multigrupo denomina-se mtodo spectral Greens function (SGF) com o esquema de inverso nodal (NBI) que converge soluo numrica para problemas SN multigrupo em geometria unidimensional, que so completamente livre de erros de truncamento espacial para ordem L de anisotropia de espalhamento desde que L < N. Para geometria X; Y o mtodo espectronodal multigrupo baseia-se em integraes transversais das equaes SN no interior dos nodos de discretizao espacial, separadamente nas direes coordenadas x e y. J que os termos de fuga transversal so aproximados por constantes, o mtodo nodal resultante denomina-se SGF-constant nodal (SGF-CN), que aplicado a problemas SN multigrupo de fonte fixa em geometria X; Y com espalhamento isotrpico. Resultados numricos so apresentados para ilustrar a eficincia dos cdigos SGF e SGF-CN e a preciso das solues numricas convergidas em clculos de malha grossa.
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Nesta tese realizada a modelagem do comportamento hidrulico dos principais rios que compem a bacia hidrogrfica do Rio Bengalas, localizada no municpio de Nova Friburgo-RJ, a qual abrange a rea mais urbanizada da referida cidade. Para a realizao das simulaes foi utilizado o Sistema de Modelagem de guas MOHID, ferramenta MOHID Land. J para a calibrao do modelo foram adotados alguns métodos de otimizao, mais precisamente, os algoritmos de Luus- Jaakola (LJ) e Coliso de Partículas (PCA), acoplados ao referido sistema, com o intuito de determinar os principais parmetros necessrios modelagem de corpos hdricos, bem como suas bacias hidrogrficas. Foram utilizados dados topogrficos do IBGE disponibilizados pela prefeitura aps a elaborao do Plano de guas Pluviais da regio de interesse. Com o modelo devidamente calibrado por meio de dados experimentais, foi realizada a validao do mesmo atravs da simulao de inundaes nesta regio. Apesar de tcnicas de otimizao acopladas plataforma MOHID terem sido utilizadas pela primeira vez em um rio de montanha, os resultados apresentaram-se importantes e qualitativamente satisfatrios do ponto de vista de auxlio tomada de decises, tendo como base a preveno de danos causados pelas elevaes da lmina dgua que ocorrem frequentemente em Nova Friburgo, como por exemplo, a recente tragdia de janeiro de 2011 ocorrida na Regio Serrana do Estado do Rio de Janeiro.
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Ps-graduao em Matematica Aplicada e Computacional - FCT
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Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES)
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Um mtodo numrico nodal livre de erros de truncamento espacial desenvolvido para problemas adjuntos de transporte de partículas neutras monoenergticas em geometria unidimensional com fonte fixa na formulao de ordenadas discretas (SN). As incgnitas no mtodo so os fluxos angulares adjuntos mdios nos nodos e os fluxos angulares adjuntos nas fronteiras dos nodos, e os valores numricos gerados para essas quantidades so os obtidos a partir da soluo analtica das equaes SN adjuntas. O mtodo fundamentado no uso da convencional equao adjunta SN discretizada de balano espacial, que vlida para cada nodo de discretizao espacial e para cada direo discreta da quadratura angular, e de uma equao auxiliar adjunta no convencional, que contm uma funo de Green para os fluxos angulares adjuntos mdios nos nodos em termos dos fluxos angulares adjuntos emergentes das fronteiras dos nodos e da fonte adjunta interior. Resultados numricos so fornecidos para ilustrarem a preciso do mtodo proposto.
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O objetivo deste estudo foi realizar uma avaliao tridimensional da rugosidade superficial em 3 tipos de pinos de fibra - DT LightPost, FRC Postec Plus e Transluma Post - submetidos a diferentes tratamentos de superfcie e avaliar os efeitos dos pr-tratamentos na resistncia adesiva a um compsito de presa dual Biscore. Os tratamentos de superfcie foram: imerso em cido hidrofluordrico, jateamento com xido de alumnio a 50m, imerso em perxido de hidrognio, jateamento com xido de alumnio a 50m seguido de imerso em cido hidrofluordrico e jateamento com xido de alumnio a 50m seguido de imerso em perxido de hidrognio. No experimento 1, 75 pinos foram divididos em 3 grupos (n = 25), de acordo com seu fabricante e subdivididos em cinco subgrupos. A rugosidade superficial foi medida usando um rugosmetro tridimensional e analisada com o software de anlise 3D. Os valores de rugosidade foram obtidos antes e aps diferentes tratamentos de superfcie na rea dos mesmos corpos-de-prova. Para o experimento 2, foram utilizados os mesmos corpos-de-prova, os mesmos grupos e subgrupos do experimento 1, tendo sido adicionado o subgrupo de controle (n=90) e a resistncia adesiva a um compsito presa dual Biscore foi mensurada atravs de um teste push-out. A resistncia adesiva foi medida em uma mquina universal de ensaios, com uma clula de carga tipo SLBL-5kN em uma velocidade de 0,5 mm / min. Os resultados do experimento 1 foram analisados atravs de um teste estatstico t-Student. Jateamento e jateamento seguido de imerso em cido hidrofluordrico produziram um aumento estatisticamente significante na rugosidade, contudo somente o tratamento por jateamento proporcionou um aumento significativo nos valores de rugosidade. Os resultados do experimento 2 foram obtidos atravs de um um teste t-unilateral de hiptese com varincia desconhecida. Concluiu-se que o jateamento com xido de alumnio a 50μm em uma distncia de 30 mm a 2,5 bar de presso por 5 segundos foi suficiente para modificar a topografia dos pinos de fibra de vidro e quartzo e que o jateamento com partículas de 50 μ alumina a distncia de 30 mm a 2,5 bar de presso por 5 segundos foi o nico tratamento de superfcie que aumentou a resistncia adesiva do compsito Biscore aos pinos DT Light Post e Transluma Post. Os pinos FRC Postec Plus no demostraram um aumento estatisticamente significante na resistncia adesiva em nenhum grupo.
Resumo:
Neste trabalho, trs tcnicas para resolver numericamente problemas inversos de transporte de partículas neutras a uma velocidade para aplicaes em engenharia nuclear so desenvolvidas. fato conhecido que problemas diretos estacionrios e monoenergticos de transporte so caracterizados por estimar o fluxo de partículas como uma funo-distribuio das variveis independentes de espao e de direo de movimento, quando os parmetros materiais (sees de choque macroscpicas), a geometria, e o fluxo incidente nos contornos do domnio (condies de contorno), bem como a distribuio de fonte interior so conhecidos. Por outro lado, problemas inversos, neste trabalho, buscam estimativas para o fluxo incidente no contorno, ou a fonte interior, ou fraes vazio em barras homogneas. O modelo matemtico usado tanto para os problemas diretos como para os problemas inversos a equao de transporte independente do tempo, a uma velocidade, em geometria unidimensional e com o espalhamento linearmente anisotrpico na formulao de ordenadas discretas (SN). Nos problemas inversos de valor de contorno, dado o fluxo emergente em um extremo da barra, medido por um detector de nutrons, por exemplo, buscamos uma estimativa precisa para o fluxo incidente no extremo oposto. Por outro lado, nos problemas inversos SN de fonte interior, buscamos uma estimativa precisa para a fonte armazenada no interior do domnio para fins de blindagem, sendo dado o fluxo emergente no contorno da barra. Alm disso, nos problemas inversos SN de frao de vazio, dado o fluxo emergente em uma fronteira da barra devido ao fluxo incidente prescrito no extremo oposto, procuramos por uma estimativa precisa da frao de vazio no interior da barra, no contexto de ensaios no-destrutivos para aplicaes na indstria. O cdigo computacional desenvolvido neste trabalho apresenta o mtodo espectronodal de malha grossa spectral Greens function (SGF) para os problemas diretos SN em geometria unidimensional para gerar solues numricas precisas para os trs problemas inversos SN descritos acima. Para os problemas inversos SN de valor de contorno e de fonte interior, usamos a propriedade da proporcionalidade da fuga de partículas; ademais, para os problemas inversos SN de frao de vazio, oferecemos a tcnica a qual nos referimos como o mtodo fsico da bisseco. Apresentamos resultados numricos para ilustrar a preciso das trs tcnicas, conforme descrito nesta tese.
