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Análise numérica da dinâmica de cabos altamente extensíveis
(2003) Isoldi, Liércio André; Santos, Maria Angela Vaz dos
A mecânica de cabos altamente extensíveis deve ser estudada numericamente. Para isso, implementamos computacionalmente a solução de um sistema de equações capaz de descrever o movimento de cabos extensíveis em ruptura. Foi utilizado um sistema local e um sistema global de referência. Empregamos os parâmetros de Euler para representar a rotação relativa entre estes sistemas de coordenadas, evitando assim a singularidade associada aos ângulos de Euler. Foi necessária ainda a inclusão da rigidez flexional nas equações de governo, devido à possibilidade do esforço axial, em alguma parte do cabo, atingir um valor nulo ou negativo. Utilizamos um esquema implícito de diferenças finitas para obtermos a solução numérica das equações de governo. Este modelo numérico foi usado para analisarmos o comportamento dinâmico de um cabo sintético durante e após sofrer uma ruptura. Observamos que a tração estática inicial do cabo é um fator determinante, e que um tempo de ruptura maior possibilita uma melhor dissipação de energia ao longo do cabo, tornando-o menos destrutivo que um cabo que se rompe rapidamente.
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Análise numérica da dinâmica de cabos altamente extensíveis
(EDGRAF, 2003) Isoldi, Liércio André; Santos, Maria Angela Vaz dos
A mecânica de cabos altamente extensíveis deve ser estudada numericamente. Para isso, implementamos computacionalmente a solução de um sistema de equações capaz de descrever o movimento de cabos extensíveis em ruptura. Foi utilizado um sistema local e um sistema global de referência. Empregamos os parâmetros de Euler para representar a rotação relativa entre estes sistemas de coordenadas, evitando assim a singularidade associada aos ângulos de Euler. Foi necessária ainda a inclusão da rigidez flexional nas equações de governo, devido à possibilidade do esforço axial, em alguma parte do cabo, atingir um valor nulo ou negativo. Utilizamos um esquema implícito de diferenças finitas para obtermos a solução numérica das equações de governo. Este modelo numérico foi usado para analisarmos o comportamento dinâmico de um cabo sintético durante e após sofrer uma ruptura. Observamos que a tração estática inicial do cabo é um fator determinante, e que um tempo de ruptura maior possibilita uma melhor dissipação de energia ao longo do cabo, tornando-o menos destrutivo que um cabo que se rompe rapidamente.
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Ferramentas de pré e pós-processamento para propagação de ondas em zonas costeiras usando um SIG
(2005) Szewczyk, Susana Beatris Oliveira; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Santos, Maria Angela Vaz dos
A utilização de modelos numéricos na análise de problemas relacionados à Engenharia Costeira envolve a compatibilização de informações geográficas com os dados de entrada e saída desses modelos. No presente trabalho, implementa-se uma plataforma que permite automatizar tarefas de pré e pós-processamento, necessárias à utilização de um modelo numérico de propagação de ondas em zonas costeiras. A mesma permite que os dados, carregados num Sistema de Informação Geográfica (SIG), possam ser acessados por um modelo de propagação de ondas. De maneira análoga, os resultados gerados pelo modelo podem ser georreferenciados no SIG. A implementação da plataforma de compatibilidade foi desenvolvida em linguagem FORTRAN 90, e permite a ligação entre o modelo em diferenças finitas REFDIF e a ferramenta de georreferenciamento SPRING [INPE/DPI]. A validação da plataforma implementada é feita por meio da simulação da propagação de uma onda em um domínio quadrangular e de fundo de inclinação constante.
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Ferramentas de pré e pós-processamento para propagação de ondas em zonas costeiras usando um SIG
(2005) Szewczyk, Susana Beatris Oliveira; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Santos, Maria Angela Vaz dos
A utilização de modelos numéricos na análise de problemas relacionados à Engenharia Costeira envolve a compatibilização de informações geográficas com os dados de entrada e saída desses modelos. No presente trabalho, implementa-se uma plataforma que permite automatizar tarefas de pré e pós-processamento, necessárias à utilização de um modelo numérico de propagação de ondas em zonas costeiras. A mesma permite que os dados, carregados num Sistema de Informação Geográfica (SIG), possam ser acessados por um modelo de propagação de ondas. De maneira análoga, os resultados gerados pelo modelo podem ser georreferenciados no SIG. A implementação da plataforma de compatibilidade foi desenvolvida em linguagem FORTRAN 90, e permite a ligação entre o modelo em diferenças finitas REFDIF e a ferramenta de georreferenciamento SPRING [INPE/DPI]. A validação da plataforma implementada é feita por meio da simulação da propagação de uma onda em um domínio quadrangular e de fundo de inclinação constante.
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Modelos de elementos finitos de propagação de ondas, DREAMS e EPE_CG - aplicação à marina do lugar de baixo
(EDGRAF, 2005) Fortes, Conceição Juana; Fernandes, José Leonel Monteiro; Santos, Maria Angela Vaz dos
Descrevem-se dois modelos que resolvem a equação de declive suave, denominados DREAMS e EPE_CG. O modelo DREAMS utiliza a formulação clássica do método dos elementos finitos para resolver a equação de declive suave, o que leva à montagem da matriz global do sistema. O modelo EPE_CG utiliza uma formulação denominada elemento por elemento (EPE), para resolver aquela equação. Neste tipo de formulação EPE, não há a montagem da matriz global do sistema, o que traz grande economia nos requisitos de armazenamento. Ambos os modelos efetuam a refração e difração de ondas marítimas em zonas portuárias e são adequados quer para estudos de agitação, quer de ressonância em portos e zonas abrigadas. Os dois modelos numéricos são aplicados ao estudo de agitação no interior da marina do Lugar de Baixo, situada na costa sul da ilha da Madeira, em Portugal, para várias condições de onda incidente. De modo a avaliar as vantagens e desvantagens de cada um dos modelos na sua aplicação a zonas portuárias, os resultados de ambos os modelos numéricos são comparados em termos do tempo de CPU e memória necessária para as várias condições de teste.
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Um novo critério de adaptação de malhas.
(2001) Popiolek, Tales Luiz; Santos, Maria Angela Vaz dos
Este trabalho apresenta um novo critério de adaptação de malhas, fundamentado na teoria estatística de distribuições normais, aplicado como uma ferramenta de análise da qualidade de soluções numéricas, obtidas através do método dos elementos fínitos.O novo critério de adaptação tem características decisivas e automáticas na análise dos indicadores de erro, permitindo, asssim identificar minuciosamente as sub-regiões da malha que necessitam ser adaptadas , a fim de obter-se soluções de melhor qualidade. Para discretizar o domínio do problema, é empregada uma malha não estruturada, com elementos triangulares de três nós uniformemente distribuídos. Na adaptação é utilizado o processo h-refinamento. Após cada nível de refinamento, a malha é suavisada pelo processo de realocação nodal. Os procedimentos implementares foram incorporados a um programa de elementos fínitos, com o propósito de simular problemas de escoamentos em corpos d'agua rasos. Desta forma, é construída uma estratégia de adaptação, pelo h-refinamento e pela realocação nodal, a qual é executada simultaneamente e interativamente com o cálculo da solução numérica. Isto propixiará determinar com maior precisão os principais fenômenos da dinâmica de fluidos incompressíveis. Objetivando avaliar, com ênfase, o desempenho do novo critério de adaptação de malhas em identificar regiões que devem ser refinadas, aplicações de escoamentos em corpos d'água rasos são simuladas.