Aproximação numérica – analítica para a modelagem da conversão termoquímica de combustíveis sólidos

Um algoritmo numérico foi criado para apresentar a solução da conversão termoquímica de um combustível sólido. O mesmo foi criado de forma a ser flexível e dependente do mecanismo de reação a ser representado. Para tanto, um sistema das equações características desse tipo de problema foi resolvido através de um método iterativo unido a matemática simbólica. Em função de não linearidades nas equações e por se tratar de pequenas partículas, será aplicado o método de Newton para reduzir o sistema de equações diferenciais parciais (EDP’s) para um sistema de equações diferenciais ordinárias (EDO’s). Tal processo redução é baseado na união desse método iterativo à diferenciação numérica, pois consegue incorporar nas EDO’s resultantes funções analíticas. O modelo reduzido será solucionado numericamente usando-se a técnica do gradiente bi-conjugado (BCG). Tal modelo promete ter taxa de convergência alta, se utilizando de um número baixo de iterações, além de apresentar alta velocidade na apresentação das soluções do novo sistema linear gerado. Além disso, o algoritmo se mostra independente do tamanho da malha constituidora. Para a validação, a massa normalizada será calculada e comparada com valores experimentais de termogravimetria encontrados na literatura, , e um teste com um mecanismo simplificado de reação será realizado.

Comparação de desempenho entre a formulação direta do Método dos Elementos de Contorno com Funções Radiais e o Método dos Elementos Finitos em problemas de Poisson e Helmholtz

O presente trabalho objetiva avaliar o desempenho do MECID (Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta) para resolver o termo integral referente à inércia na Equação de Helmholtz e, deste modo, permitir a modelagem do Problema de Autovalor assim como calcular as frequências naturais, comparando-o com os resultados obtidos pelo MEF (Método dos Elementos Finitos), gerado pela Formulação Clássica de Galerkin. Em primeira instância, serão abordados alguns problemas governados pela equação de Poisson, possibilitando iniciar a comparação de desempenho entre os métodos numéricos aqui abordados. Os problemas resolvidos se aplicam em diferentes e importantes áreas da engenharia, como na transmissão de calor, no eletromagnetismo e em problemas elásticos particulares. Em termos numéricos, sabe-se das dificuldades existentes na aproximação precisa de distribuições mais complexas de cargas, fontes ou sorvedouros no interior do domínio para qualquer técnica de contorno. No entanto, este trabalho mostra que, apesar de tais dificuldades, o desempenho do Método dos Elementos de Contorno é superior, tanto no cálculo da variável básica, quanto na sua derivada. Para tanto, são resolvidos problemas bidimensionais referentes a membranas elásticas, esforços em barras devido ao peso próprio e problemas de determinação de frequências naturais em problemas acústicos em domínios fechados, dentre outros apresentados, utilizando malhas com diferentes graus de refinamento, além de elementos lineares com funções de bases radiais para o MECID e funções base de interpolação polinomial de grau (um) para o MEF. São geradas curvas de desempenho através do cálculo do erro médio percentual para cada malha, demonstrando a convergência e a precisão de cada método. Os resultados também são comparados com as soluções analíticas, quando disponíveis, para cada exemplo resolvido neste trabalho.

Padrões de uso de habitat do boto-cinza (Sotalia guianensis) na região da foz do rio Doce, costa norte do Espírito Santo, Sudeste do Brasil

Entre março de 2011 e dezembro de 2012 foram realizadas 30 saídas de campo para avaliar os padrões de uso de habitat e estrutura de grupo de Sotalia guianensis na região da foz do rio Doce, costa norte do Espírito Santo. A coleta de dados foi realizada com auxílio de uma embarcação a partir de rotas pré-determinadas distribuídas homogeneamente na área de estudo. Informações sobre as variáveis ambientais foram coletadas a cada hora de amostragem e a cada grupo de golfinhos avistado. Através da análise de Cluster foram identificados três diferentes habitats baseados na similaridade entre variáveis ambientais. Durante 242hs48min de amostragem foram percorridos 1.523km e 119 grupos de botos-cinza foram avistados. Grupos de Sotalia guianensis, assim como indivíduos imaturos, foram observados ao longo de todo o ano na área de estudo, não apresentando diferença sazonal entre as estações seca (abril a setembro) e chuvosa (outubro a março). Os grupos apresentaram uma média de 9,9 indivíduos. Animais imaturos estavam presentes na maioria dos grupos (71%), apresentando uma relação direta com o número de adultos. Os botos-cinza apresentaram o uso quase exclusivo da região marinha aberta adjacente à desembocadura do rio apontando um padrão de uso de habitats heterogêneo, onde as áreas de maior concentração de golfinhos não corresponderam às áreas preferenciais de alimentação. Os resultados obtidos neste trabalho refletem como S. guianensis responde a complexidade dos fatores bióticos e abióticos da área de estudo, apontando um padrão de uso de habitat diferenciado para a espécie.