904 resultados para Modelos de elementos finitos
Resumo:
Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES)
Resumo:
Este trabalho prope a utilizao de uma nova metodologia para a localizao de falhas em linhas de transmisso (LT). Esta metodologia consiste na utilizao da decomposio harmnica da corrente de fuga de uma linha e na aplicao de uma Rede Neural Artificial (RNA) capaz de distinguir padres da condio normal de funcionamento e padres de situaes de falhas de uma LT. Foi utilizado um modelo Pi capaz de absorver dados reais de tenso e corrente de trs fases e de alterar valores de R, L e C segundo modificaes ambientais. Neste modelo foram geradas falhas em todas as torres com diferentes valores de capacitncia. A sada fornecida pelo modelo a decomposio da corrente de fuga do trecho considerado. Os dados de entrada e sada do modelo foram utilizados no treinamento da RNA desenvolvida. A aquisio de dados reais de tenso e corrente foi feita atravs de analisadores de parmetros de qualidade de energia eltrica instalados nas extremidades de um trecho de LT, Guam-Utinga, pertencente Centrais Eltricas do Norte do Brasil ELETRONORTE. O clculo dos parmetros construtivos foi feito atravs do mtodo matricial e melhorado atravs da utilizao do Mtodo de Elementos Finitos (MEF). A RNA foi desenvolvida com o auxlio do software Matlab. Para treinamento da RNA foi utilizado o algoritmo de Retropropagao Resiliente que apresentou um bom desempenho. A RNA foi treinada com dois conjuntos de dados de treinamento para analisar possveis diferenas entre as sadas fornecidas pelos dois grupos. Nos dois casos apresentou resultados satisfatrios, possibilitando a localizao de falhas no trecho considerado.
Resumo:
O puncionamento normalmente uma situao crtica no projeto de lajes lisas de concreto armado. Segundo vrias normas de projeto, o puncionamento se desenvolve de maneira ainda mais desfavorvel nos casos onde o carregamento atua de forma assimtrica, graas a momentos desbalanceados na ligao laje-pilar. Visando avaliar as recomendaes normativas para estas situaes, foram ensaiadas 12 lajes lisas unidirecionais de concreto armado ( c f ' entre 36 e 58 MPa) submetidas a puncionamento simtrico ou assimtrico. As lajes apresentavam dimenses de (1.800 x 1.800 x 110) mm com carregamento sendo aplicado atravs de uma chapa metlica simulando um pilar quadrado com (85 x 85 x 50) mm. O trabalho teve como variveis, alm da posio de carregamento, a taxa de armadura na direo transversal, objetivando avaliar a influncia destas armaduras na resistncia ltima ao puncionamento de lajes lisas unidirecionais. So apresentados e analisados os resultados dos deslocamentos verticais, deformaes na superfcie de concreto e nas armaduras de flexo, mapas de fissurao, cargas ltimas e modos de ruptura observados. Apresentam-se ainda os resultados da avaliao das recomendaes de 6 normas de projeto, sendo 3 europias e 1 norte americana, alm das verses de 1978 e 2003 da norma brasileira para projeto de estruturas de concreto. Foi realizada tambm uma anlise numrica utilizando o Mtodo dos Elementos Finitos para idealizar o comportamento das lajes, comparando-se os resultados desta anlise elstica com aqueles verificados experimentalmente. Os resultados indicaram que, ao contrrio do que as normas prescrevem, a resistncia ao puncionamento no diminui de forma linear com o aumento da excentricidade do carregamento, com a flexo influenciando significativamente na resistncia ltima ao puncionamento. Os resultados indicam tambm que, mesmo em lajes unidirecionais, a taxa de armadura transversal apresenta influncia significativa na distribuio dos esforos na laje, interferindo na resistncia puno.
Resumo:
Este trabalho apresenta o estudo eletromagntico de cabos OPGW (Optical Ground Wire) os quais tm dupla funo: de pra-raios para linhas de transmisso de alta tenso e de canal de comunicao atravs de fibras pticas embutidas na estrutura do cabo. Descargas atmosfricas ou curtos-circuitos podem comprometer a integridade do cabo, devido ao aquecimento nas regies onde h maior concentrao de corrente. Para a anlise deste problema foram feitos clculos eletromagnticos relacionando-os aos efeitos trmicos no cabo. Nesta anlise foram consideradas trs diferentes geometrias: o modelo de cabo real, o modelo de cabo com camadas homogneas e o modelo de cabo com uma camada modificada; esta modificao est relacionada forma geomtrica dos fios da armao do cabo. As ferramentas utilizadas em tal estudo foram o software comercial FEMLAB Multiphysics, baseado no mtodo dos elementos finitos, e um mtodo analtico desenvolvido a partir das equaes de Maxwell no domnio da freqncia, que foi implementado utilizando o software MATLAB. Os principais resultados deste trabalho so grficos de distribuio de densidade de corrente na seo reta do cabo para diferentes freqncias, estudo do efeito pelicular e do efeito de proximidade entre os condutores do cabo.
Resumo:
Ps-graduao em Odontologia - FOA
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq)
Resumo:
Ps-graduao em Cincias Odontolgicas - FOAR
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A aplicao das ligas com memria de forma (shape memory alloys SMA) tm se mostrado como uma alternativa promissora no controle de vibrao de mquinas e estruturas, devido principalmente aos fenmenos de memria de forma e pseudoelstico que elas apresentam. Do mesmo modo, tais ligas proporcionam grandes foras de recuperao e capacidade de amortecimento quando comparadas aos materiais tradicionais. Na literatura cientfica encontra-se um grande nmero de trabalhos que tratam da aplicao das SMA no controle de vibrao em estruturas. Contudo, a aplicao desse tipo de material em mquinas rotativas ainda um assunto pouco abordado. Nesse sentido, busca-se explorar numericamente o comportamento de atuadores baseados em ligas com memria de forma para o controle de vibrao em mquinas rotativas. Na primeira anlise deste trabalho um rotor tipo Jeffcott com luvas SMA em um dos mancais utilizado. So empregadas diferentes espessuras de luvas nos estados martenstico e austentico e as variaes em termos de amplitude e frequncia so ento comparadas. Posteriormente, dois diferentes sistemas rotativos com dois discos e molas SMA aplicadas em um e dois mancais so estudados sob configuraes variadas. As molas foram posicionadas externamente aos mancais e a temperatura de operao desses componentes ajustada de acordo com a necessidade do controle de vibrao. Alm disso, foi utilizado um cdigo computacional para a representao do comportamento termomecnico de molas SMA assim como um programa baseado no Mtodo de Elementos Finitos (MEF) para a simulao do comportamento dinmico dos rotores. Os resultados das anlises numricas demonstram que as SMA so eficientes no controle de vibrao de sistemas rotativos devido obterem-se redues significativas das amplitudes de deslocamento, modificaes nas velocidades crticas, supresso de movimentos indesejveis e controle das rbitas de precesso.
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O crescente aumento da demanda de energia eltrica tem forado o avano tecnolgico dos equipamentos responsveis pelo transporte desta energia fazendo com que estes trabalhem sob tenses cada vez maiores, principalmente por razes econmicas. Mas este fato implica diretamente no incremento do dimetro do condutor, o que acarreta elevao de seus custos, bem como das estruturas que devem suport-lo. Para atender a esta necessidade sem aumentar o custo de projeto da linha de transmisso, surgiu a idia de utilizar mais de um condutor por fase, montados paralelamente entre si a pequenas distncias, o que conseguido atravs da insero de espaadores montados a intervalos regulares ao longo dos vos das linhas. Por outro lado, problemas mecnicos de ordem operacional das linhas podem ocorrer, como, por exemplo, a ruptura total ou parcial dos cabos e/ou espaadores, proveniente de excitaes dinmicas devidas ao vento. Assim, este trabalho consiste no estudo do comportamento dinmico de feixe de cabos de linhas areas de transmisso, atravs de um modelo de elementos finitos. O modelo reproduz o acoplamento dos cabos aos espaadoresamortecedores da linha de transmisso e s estruturas de ancoragem, considerando o efeito de no-linearidade geomtrica, decorrente dos grandes deslocamentos dos cabos, bem como a continuidade da linha, ou seja, os vos adjacentes, que so representados por rigidez equivalente no modelo. O carregamento de vento modelado atravs de um processo no deterministico a partir de suas propriedades estatsticas, tal que fica subdividido em duas partes: uma parte mdia, analisada de forma esttica; e uma parte varivel, analisada de forma dinmica. Os resultados obtidos ao longo desse estudo mostram que a parcela varivel do carregamento leva a uma resposta dinmica do modelo que pode ser determinante no seu comportamento. Assim, o procedimento tradicional de assumir o carregamento do vento como uma excitao esttica pode levar, em alguns casos a conseqncias desastrosas.
Resumo:
Em investigaes geofsicas rasas que empregam os mtodos eletromagnticos indutivos mais avanados, alvos com baixo nmero de induo (Low Induction Number LIN) produzem anomalias eletromagnticas muito baixas e de difcil interpretao. Para suprir esta deficincia, neste trabalho so estudados a aplicabilidade de campos eletromagnticos polarizados e focalizados POLFOCEM como fonte primria de induo. Os campos E.M. focalizados e polarizados, vertical e horizontalmente, so obtidos pelas combinaes vetoriais de pares de dipolos transmissores e, ocorrem na regio central entre eles. A focalizao observada nesta regio na profundidade de 0,25 do espaamento entre esses transmissores L. Portanto, mximos acoplamentos podem ser obtidos atravs da seleo da polarizao de acordo com a geometria do alvo, ocorrendo um aumento na densidade de fluxo magntico sobre ele e, mximas anomalias produzidas. utilizada uma metodologia numrica para o cmputo dessas anomalias por meio da tcnica dos elementos finitos para soluo do problema 2,5-D. Em todos os experimentos numricos so realizadas comparaes qualitativas e quantitativas entre as respostas obtidas pelos sistemas POLFOCEM e convencional, o qual emprega um nico dipolo como transmissor (dipolo-dipolo). As anomalias produzidas pelo sistema POLFOCEM, em que os dipolos transmissores so acionados simultaneamente, correspondem soma das anomalias produzidas por cada um desses dipolos independentes, caracterizando, desta forma, a linearidade dos campos eletromagnticos. Os experimentos numricos so realizados para alvos prismticos bidimensionais com trs diferentes inclinaes, inseridos num semi-espao resistivo, e para as freqncias das fontes na faixa das ondas de rdio. As anomalias assimtricas no sistema convencional, que se tornam simtricas no sistema POLFOCEM, apresentam valores menores em amplitude. Contudo, aquelas anomalias tanto assimtricas quanto simtricas que se tornam anti-simtricas apresentam valores maiores. Em decorrncia dessas diminuies e aumentos nas amplitudes ocorrem rotaes nos diagramas de Argand, no sentido horrio e anti-horrio para alvos com baixos valores de condutividade, respectivamente. Em experimentos de identificao de presena de dois alvos prximos, o sistema convencional capaz de identific-los primeiramente, prevalecendo o seu uso.
Resumo:
A Terra atua como um grande magneto esfrico, cujo campo assemelha-se quele gerado por um dipolo magntico. Este campo apresenta mudanas de intensidade que variam com a localizao e a hora local. A parte principal do campo geomagntico se origina no interior da Terra atravs de processos eletromagnticos. Extensivos estudos mostraram ainda que existem contribuies de origem externa ao planeta, principalmente de origem solar. Dentre estas fontes h anomalias do campo magntico que surgem a partir de um aumento diurno da corrente eltrica em uma estreita faixa da ionosfera, de direo leste-oeste, centrada no equador magntico e denominada Eletrojato Equatorial (EEJ). Ocasionalmente estas correntes podem apresentar reverses de fluxo, sendo denominadas Contra-Eletrojato (CEJ). Vrios autores tm estudado os efeitos do EEJ e CEJ sobre as observaes geoeletromagnticas. Eles esto interessados no efeito combinado do EEJ e estruturas geolgicas condutivas 1-D e 2-D. Nestes trabalhos a estrutura 2-D sempre se apresentava paralela ao eletrojato, o que uma hiptese bastante restritiva ao se modelar ambientes geolgicos mais realistas, em que corpos bidimensionais podem ter qualquer strike em relao ao EEJ. Neste trabalho apresentamos a soluo deste problema sem esta restrio. Assim, mostramos os campos geoeletromagnticos devidos a estruturas bidimensionais que possuam strike oblquo em relao ao EEJ, atravs de perfis dos campos eltrico e magnticos calculados na superfcie e formando direo arbitrria heterogeneidade condutiva 2-D. Com esta resposta avaliamos ainda qual a influncia que estruturas bidimensionais exercem sobre a resposta magnetotelrica, sob influncia do Eletrojato Equatorial. Durante o desenvolvimento deste trabalho, utilizamos o mtodo de elementos finitos, tendo por fonte eletromagntica o EEJ e o CEJ, que por sua vez foram representados por uma combinao de distribuies gaussianas de densidade de corrente. Estas fontes foram decompostas nas direes paralela e perpendicular estrutura 2-D, resultando nos modos de propagao TE<sub>1</sub> e TE<sub>2</sub> e TM acoplados, respectivamente. Resolvemos o modo acoplado aplicando uma Transformada de Fourier nas equaes de Maxwell e uma Transformada Inversa de Fourier na soluo encontrada. De acordo com os experimentos numricos realizados em um modelo interpretativo da Anomalia Condutiva da Bacia do Parnaba, formado por uma enorme estrutura de 3000 ohm-m dentro de um corpo externo condutivo (1 ohm-m), conclumos que a presena do CEJ causa uma inverso na anomalia, se compararmos com o resultado do EEJ. Conclumos tambm que para as frequncias mais altas as componentes do campo eltrico apresentam menor influncia da parte interna do corpo 2-D do que da parte externa. J para frequncias mais baixas este comportamento se observa com as componentes do campo magntico. Com relao frequncia, vimos os efeitos do skin-depth, principalmente nas respostas magnticas. Alm disso, quando a estrutura 2-D est paralela ao eletrojato, o campo eltrico insensvel estrutura interna do modelo para todos os valores de frequncia utilizados. Com respeito ao ngulo <sub>h</sub> entre a heterogeneidade e a fonte, vimos que o modo TM se manifesta naturalmente quando <sub>h</sub> diferente de 0. Neste caso, o modo TE composto por uma parte devido componente da fonte paralela heterogeneidade e a outra devido componente da fonte perpendicular, que acoplada ao modo TM. Assim, os campos calculados tm relao direta com o valor de <sub>h</sub>. Analisando a influncia do ngulo entre a direo do perfil dos campos e o strike da heterogeneidade verificamos que, medida que <sub>h</sub> se aproxima de 90, os campos primrios tornam-se variveis para valores de <sub>p</sub> diferentes de 90. Estas variaes causam uma assimetria na anomalia e do uma idia da inclinao da direo do perfil em relao aos corpos. Finalmente, conclumos que uma das influncias que a distncia entre o centro do EEJ e o centro da estrutura 2-D, causa sobre as componentes dos campos est relacionado s correntes reversas do EEJ e CEJ, pois a 500 km do centro da fonte estas correntes tm mxima intensidade. No entanto, com o aumento da distncia, as anomalias diminuem de intensidade. Nas sondagens MT, ns tambm usamos o EEJ e o CEJ como fonte primria e comparamos nossos resultados com a resposta da onda plana. Deste modo observamos que as componentes do campo geoeletromagntico, usadas para calcular a impedncia, tm influncia do fator de acoplamento entre os modos TE<sub>2</sub> e TM. Alm disso, esta influncia se torna maior em meios resistivos e nas frequncias mais baixas. No entanto, o fator de acoplamento no afeta os dados magnetotelricos em frequncias maiores de 10<sup>-2</sup> Hz. Para frequncias da ordem de 10<sup>-4</sup> Hz os dados MT apresentam duas fontes de perturbao: a primeira e mais evidente devido presena fonte 2-D (EEJ e CEJ), que viola a hiptese da onda plana no mtodo MT; e a segunda causada pelo acoplamento entre os modos TE<sub>2</sub> e TM, pois quando a estrutura bidimensional est obliqua fonte 2-D temos correntes eltricas adicionais ao longo da heterogeneidade. Concluimos assim, que o strike de uma grande estrutura condutiva bidimensional relativamente direo do EEJ ou CEJ tem de fato influncia sobre o campo geomagntico. Por outro lado, para estudos magnetotelricos rasos (frequncias maiores de 10<sup>-3</sup> Hz) o efeito do ngulo entre a estrutura geolgica 2-D e a direo do EEJ no to importante. Contudo, em estudos de litosfera frequncias menores de 10<sup>-3</sup> Hz) o acoplamento entre os modos TE<sub>2</sub> e TM no pode ser ignorado.
Resumo:
Na produo de petrleo importante o monitoramento dos parmetros do reservatrio (permeabilidade, porosidade, saturao, presso, etc) para o seu posterior gerenciamento. A variao dos parmetros dinmicos do reservatrio induz variaes na dinmica do fluxo no reservatrio, como por exemplo, perdas na presso, dificultando o processo de extrao do leo. A injeo de fluidos aumenta a energia interna do reservatrio e incrementa a presso, estimulando o movimento do leo em direo aos poos de extrao. A tomografia eletromagntica poo-a-poo pode se tomar em uma tcnica bastante eficaz no monitoramento dos processos de injeo, considerando-se o fato de ser altamente detectvel a percolao de fluidos condutivos atravs das rochas. Esta tese apresenta o resultado de um algoritmo de tomografia eletromagntica bastante eficaz aplicado a dados sintticos. O esquema de imageamento assume uma simetria cilndrica em torno de uma fonte constituda por um dipolo magntico. Durante o processo de imageamento foram usados 21 transmissores e 21 receptores distribudos em dois poos distanciados de 100 metros. O problema direto foi resolvido pelo mtodo dos elementos finitos aplicado equao de Helmhotz do campo eltrico secundrio. O algoritmo resultante vlido para qualquer situao, no estando sujeito s restries impostas aos algoritmos baseados nas aproximaes de Born e Rytov. Por isso, pode ser aplicado eficientemente em qualquer situao, como em meios com contrastes de condutividade eltrica variando de 2 a 100, freqncias de 0.1 a 1000.0 kHz e heterogeneidades de qualquer dimenso. O problema inverso foi resolvido por intermdio do algoritmo de Marquardt estabilizado. A soluo obtida iterativamente. Os dados invertidos, com rudo Gaussiano aditivo, so as componentes em fase e em quadratura do campo magntico vertical. Sem o uso de vnculos o problema totalmente instvel, resultando em imagens completamente borradas. Duas categorias de vnculos foram usadas: vnculos relativos, do tipo suavidade, e vnculos absolutos. Os resultados obtidos mostram a eficincia desses dois tipos de vnculos atravs de imagens ntidas de alta resoluo. Os tomogramas mostram que a resoluo melhor na direo vertical do que na horizontal e que tambm funo da freqncia. A posio e a atitude da heterogeneidade bem recuperada. Ficou tambm demonstrado que a baixa resoluo horizontal pode ser atenuada ou at mesmo eliminada por intermdio dos vnculos.
Resumo:
Na maioria dos mtodos de explorao geofsica, a interpretao feita assumindo-se um modelo da Terra uniformemente estratificado. Todos os mtodos de inverso, inclusive o de dados eletromagnticos, exigem tcnica de modelamento terico de modo a auxiliar a interpretao. Na literatura os dados so geralmente interpretados em termos de uma estrutura condutiva unidimensional; comumente a Terra assumida ser horizontalmente uniforme de modo que a condutividade funo somente da profundidade. Neste trabalho uma tcnica semi-analtica de modelagem desenvolvida por Hughes (1973) foi usada para modelar a resposta magntica de duas camadas na qual a interface separando as camadas pode ser representada por uma expanso em srie de Fourier. A tcnica envolve um mtodo de perturbao para encontrar o efeito de um contorno senoidal com pequenas ondulaes. Como a perturbao de primeira ordem a soluo obtida linear, podemos ento usar o princpio da superposio e combinar solues para vrias senoides de forma a obter a soluo para qualquer dupla camada expandida em srie de Fourier. Da comparao com a tcnica de elementos finitos, as seguintes concluses podem ser tiradas: Para um modelo de dupla camada da Terra, as camadas separadas por uma interface cuja profundidade varia senoidalmente em uma direo, as respostas eletromagntica so muito mais fortes quando a espessura da primeira camada da ordem do skin depth da onda eletromagntica no meio, e ser tanto maior quanto maior for o contraste de condutividade entre as camadas; Por outro lado, a resistividade aparente para este modelo no afetada pela mudana na frequncia espacial (v) do contorno; Em caso do uso da soluo geral para qualquer dupla camada na Terra cuja interface possa ser desenvolvida em srie de Fourier, esta tcnica produziu bons resultados quando comparado com a tcnica de elementos finitos. A linerizao restringe a aplicao da tcnica para pequenas estruturas, apesar disso, uma grande quantidade de estruturas pode ser modelada de modo simples e com tempo computacional bastante rpido; Quando a dimenso da primeira camada possui a mesma ordem de grandeza da estrutura, esta tcnica no recomendada, porque para algumas posies de sondagem, as curvas de resistividade aparente obtidas mostram um pequeno deslocamento quando comparadas com as curvas obtidas por elementos finitos.
Resumo:
apresentada uma soluo totalmente analtica do modelo da falha infinita para o modo TE magnetotelrico, levando em conta a presena do ar, utilizando como base o trabalho de Sampaio apresentado em 1985, que apresenta uma soluo parcialmente analtica e parcialmente numrica soluo hbrida. Naquela soluo foram aplicadas oito condies de contorno, sendo que em quatro delas foram encontradas inconsistncias matemticas que foram dirimidas com alteraes adequadas nas solues propostas por Sampaio. Tais alteraes propiciaram a chegarse soluo totalmente analtica aqui apresentada. A soluo obtida foi comparada com a soluo de Weaver, com a de Sampaio e com o resultado do mtodo numrico dos elementos finitos para contrastes de resistividade iguais a 2, 10 e 50. A comparao da soluo analtica, para o campo eltrico normalizado, com a soluo de elementos finitos mostra que a soluo analtica proporcionou resultados mais prximos, em comparao aos fornecidos por Weaver e por Sampaio. Este um problema muito difcil, aberto para uma soluo analtica definitiva. A soluo apresentada aqui , nesta direo, um grande passo.
Resumo:
O campo magnetotelrico em regies equatoriais viola a condio de ondas planas por causa de uma fonte fortemente concentrada na direo E-W na ionosfera, denominada eletrojato equatorial. No presente trabalho, procurou-se analisar a resposta magnetotelrica de fontes que simulam o efeito do eletrojato equatorial. Foram considerados dois tipos de fontes para simular o eletrojato: uma linha infinita de corrente e uma distribuio gaussiana de densidade de corrente em relao a uma das coordenadas horizontais. A resistividade aparente foi obtida atravs da relao de Cagniard e comparada com os resultados de ondas planas. mostrada tambm a comparao entre a fase da impedncia na superfcie, para os trs tipos de fontes (ondas planas, eletrojato gaussiano e linha de corrente). O problema de meios com heterogeneidades laterais foi resolvido em termos de campos secundrios, sendo as equaes diferenciais solucionadas atravs da tcnica de elementos finitos bidimensionais. Os resultados mostram que o eletrojato tem pouca influncia nas respostas (resistividade aparente e fase) de estruturas geolgicas rasas. Entretanto, a influncia pode ser considervel nas estruturas profundas (maior que 5000 m), principalmente se suas resistividades so altas (maior que 100 .m). Portanto, a influncia do eletrojato equatorial deve ser considerada na interpretao de dados magnetotelricos de bacias sedimentares profundas ou no estudo da crosta terrestre.
