Implementação paralela de um código de elementos finitos em 2D para as Equações de Navier-Stokes para fluidos incompressíveis com transporte de escalares.

O estudo do fluxo de água e do transporte escalar em reservatórios hidrelétricos é importante para a determinação da qualidade da água durante as fases iniciais do enchimento e durante a vida útil do reservatório. Neste contexto, um código de elementos finitos paralelo 2D foi implementado para resolver as equações de Navier-Stokes para fluido incompressível acopladas a transporte escalar, utilizando o modelo de programação de troca de mensagens, a fim de realizar simulações em um ambiente de cluster de computadores. A discretização espacial é baseada no elemento MINI, que satisfaz as condições de Babuska-Brezzi (BB), que permite uma formulação mista estável. Todas as estruturas de dados distribuídos necessárias nas diferentes fases do código, como pré-processamento, solução e pós-processamento, foram implementadas usando a biblioteca PETSc. Os sistemas lineares resultantes foram resolvidos usando o método da projeção discreto com fatoração LU por blocos. Para aumentar o desempenho paralelo na solução dos sistemas lineares, foi empregado o método de condensação estática para resolver a velocidade intermediária nos vértices e no centróide do elemento MINI separadamente. Os resultados de desempenho do método de condensação estática com a abordagem da solução do sistema completo foram comparados. Os testes mostraram que o método de condensação estática apresenta melhor desempenho para grandes problemas, às custas de maior uso de memória. O desempenho de outras partes do código também são apresentados.

Desenvolvimento e implementação de algoritmo para análise de dutos fabricados ou reparados com material compósito carregados com pressão interna utilizando o método dos elementos finitos.

A integridade de dutos ganha importância à medida em que o desenvolvimento da indústria expande a malha para transportar líquidos e gases num contexto de aumento das exigências ambientais. Um importante aliado para manutenção da integridade de dutos são reparos de materiais compósitos. Estes materiais apresentam baixa densidade, capacidade de direcionar resistência de acordo com as direções das solicitações, execução de reparo a frio sem necessidade de interromper produção ou grande maquinário. Este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar um algoritmo de elementos finitos que permita avaliar os esforços e a resistência das paredes de um tubos fabricados ou reparados com laminados de material compósito carregados com pressão interna. Entre as vantagens de desenvolver um programa tem-se: agilidade de avaliação, menor custo com licença, menores exigências computacionais, possibilidade de desenvolver o programa e o melhor entendimento da modelagem dos fenômenos. Utiliza-se como entrada do programa o diâmetro do duto, pressão interna e parâmetros do laminado. A modelagem em elementos finitos é realizada a partir da teoria clássica de laminados. Aplicando o carregamento resultante da pressão interna, determina-se os deslocamentos e são calculadas as tensões e aplicado o critério de falha de Tsai-Hill em cada camada. Estudos experimentais e numéricos encontrados na literatura foram simulados com o programa gerado e os resultados para propriedades do laminado, tensões nos dutos e pressão de ruptura apresentam concordância com os resultados da literatura.O programa ainda tem sua estrutura modificada para encontrar a pressão de falha a partir dos dados do laminado. O programa implementado permite uma avaliação rápida de resistência do reparo e possibilita avaliar rapidamente a resposta a mudanças nos parâmetros de projeto do laminado.

Elementos finitos em fluidos dominados pelo fenômeno de advecção: um método semi-Lagrangeano.

Os escoamentos altamente convectivos representam um desafio na simulação pelo método de elementos finitos. Com a solução de elementos finitos de Galerkin para escoamentos incompressíveis, a matriz associada ao termo convectivo é não simétrica, e portanto, a propiedade de aproximação ótima é perdida. Na prática as soluções apresentam oscilações espúrias. Muitos métodos foram desenvolvidos com o fim de resolver esse problema. Neste trabalho apresentamos um método semi- Lagrangeano, o qual é implicitamente um método do tipo upwind, que portanto resolve o problema anterior, e comparamos o desempenho do método na solução das equações de convecção-difusão e Navier-Stokes incompressível com o Streamline Upwind Petrov Galerkin (SUPG), um método estabilizador de reconhecido desempenho. No SUPG, as funções de forma e de teste são tomadas em espaços diferentes, criando um efeito tal que as oscilações espúrias são drasticamente atenuadas. O método semi-Lagrangeano é um método de fator de integração, no qual o fator é um operador de convecção que se desloca para um sistema de coordenadas móveis no fluido, mas restabelece o sistema de coordenadas Lagrangeanas depois de cada passo de tempo. Isto prevê estabilidade e a possibilidade de utilizar passos de tempo maiores.Existem muitos trabalhos na literatura analisando métodos estabilizadores, mas não assim com o método semi-Lagrangeano, o que representa a contribuição principal deste trabalho: reconhecer as virtudes e as fraquezas do método semi-Lagrangeano em escoamentos dominados pelo fenômeno de convecção.

Estabilidade de talude com efeito sísmico a partir dos métodos de equilíbrio limite e de elementos finitos.

A Costa Peruana apresenta alta atividade sísmica, tornando imprescindível a execução de análises de estabilidade que considerem os eventos sísmicos. Com o desenvolvimento de novas ferramentas numéricas, a análise dinâmica está se tornando cada vez mais importante e usual na fase de projeto, não se justificando mais a execução de análises estáticas em locais tão vulneráveis a sismos. A presente dissertação tem como objetivo realizar a análise da estabilidade dos Penhascos de Lima, Peru, considerando quatro taludes distintos, em uma região bastante afetada por abalos sísmicos. As análises foram executadas pelos métodos de equilíbrio limite, elementos finitos e pseudo-estático, buscando-se uma comparação entre os diferentes métodos. O trabalho apresenta uma descrição completa dos taludes em estudo, uma avaliação da condição sismológica da região e finalmente a estabilidade dos Penhascos de Lima, fazendo uso dos programas computacionais Slide (método do equilíbrio limite) e Plaxis (método dos elementos finitos) em 2D. Os resultados mostraram que os três métodos adotados forneceram fatores de segurança compatíveis, principalmente quando se considera perfis menos estratificados. Para perfis homogêneos, as diferenças obtidas foram da ordem de 0,5 a 1,0 %. As análises ressaltaram a importância de considerar a condição dinâmica, e mostraram-se bastante sensíveis aos valores de carga sísmica adotado.

The shape parameter of Liposomes and DNA-lipid complexes determined by viscometry utilizing small sample volumes

A minicapillary viscometer utilizing <0.5 ml of sample at a volume fraction of <0.1% is described. The calculated a/b of DPPC/DPPG multilamellar liposome was 1.14 as prolate ellipsoids and a/b of dioleoylpropyltrimethyl ammonium methylsulfate-DNA complex at a charge ratio of 4: 1 (+/-) was 3.7 as prolate ellipsoids or 4.9 as oblate ellipsoids. The deviation of shape from perfect sphere is thus expressed quantitatively in more than two significant figures. In these measurement, the necessary amount of DNA is <0.5 mg.

Sistema para elaboração de suco de uva integral em pequenos volumes: suquificador integral.

2016

The validity of ultrasound estimation of muscle volumes

Infantolino, B., Gales, D., Winter, S., Challis, J., The validity of ultrasound estimation of muscle volumes, Journal of applied biomechanics, ISSN 1065-8483, Vol. 23, N?. 3, 2007 , pags. 213-217 RAE2008

Thyroid volumes and urinary iodine in Swiss school children, 17 years after improved prophylaxis of iodine deficiency

Salt iodine content in Switzerland was raised from 7.5 to 15 mg per kg in 1980, and since then dietary iodine intake has been considered to be sufficient, even though a slight decrease due to imported food has recently been reported. The aim of this study was to establish normal values for thyroid volumes of school children who can be assumed to have had a sufficient iodine intake all their lifetime. Moreover, the present investigation was undertaken to verify that iodine sufficiency had been achieved equally in two regions each served by one of the two Swiss salt producers. Mean iodine concentration in urine spot samples from school children was 16.1 μg/dl, and it was identical in both the city of Lausanne (n=215) and the city of Solothurn (n=208). Thus it can be stated that in both cities (served by two different salt producers) iodine intake is equal and sufficient. Accordingly, thyroid volumes measured by ultrasound in school children aged 6 to 16 years were the same in both Lausanne (n=202) and Solothurn (n=207). Moreover, the age-adjusted median volumes at the 97th percentiles closely agree with and validate provisional international reference values recently proposed by the World Health Organisation and by the International Council for Control of Iodine Deficiency Disease.

Speeds of sound, isentropic compressibilities, and excess molar volumes of cycloalkanes, alkanes and aromatic hydrocarbons at 303.15 K. II. Results for cycloalkanes+aromatic hydrocarbons

The speeds of sound u, isentropic compressibilities ?S, molar sound functions R, excess isentropic compressibilities ?SE and excess molar volumes VE for eight binary mixtures of cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane and methylcyclohexane with benzene and of cyclohexane with toluene, ethyl benzene, p-xylene and propyl benzene at 303.15 K are reported. The effects of molecular sizes and shapes of the component molecules and of interaction energy in the mixture have been discussed. The Prigogine–Flory–Patterson theory has been applied to analyze the present binary mixtures along with the mixtures of cis- and trans-decalins with benzene and toluene taken from the literature.

Speeds of sound, isentropic compressibilities, viscosities, and excess molar volumes of binary mixtures of alkanoates with tetra- and trichloromethanes at 303.15 K

Speeds of sound u, isentropic compressibilities ?S, viscosities ?, excess isentropic compressibilities ?SE, excess molar volumes VE, viscosity deviations ??, and excess Gibbs energies of activation ?G*E of viscous flow have been investigated for six binary mixtures of diethyl malonate, diethyl bromomalonate, and ethyl chloroacetate with tetra- and trichloromethane at 303.15 K. The values of ?SE, VE, ??, and ?G*E are highly dependent on the type of components involved and the composition curves are unsymmetrical. The results obtained for viscosity of binary mixtures were used to test the semi-empirical relations of Grunberg-Nissan, Tamura-Kurata, Hind-McLaughlin-Ubbelohde, Katti-Chaudhri, McAllister, Heric-Brewer and Auslaender. The experimental speeds of sound have been analyzed in terms of collision factor theory and free length theory of solutions.