EE - Trabalhos apresentados em eventos
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8 resultados
Resultados da Pesquisa
- ItemAnálise comparativa dos modelos não-lineares COULWAVE e BOUSS3W aplicados à simulação da rebentação(2010) Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Fortes, Conceição Joana; Pinheiro, Liliana; Okamoto, TakashiNesta comunicação, avalia-se o desempenho de dois modelos do tipo Boussinesq (COULWAVE e BOUSS3W) na simulação da rebentação de ondas num canal de ondas cujo perfil de fundo é do tipo banco-cava e que apresenta variações de largura nos seus trechos iniciais. As principais diferenças entre os modelos estão associadas às equações base, ao método numérico, à precisão e ao domínio de aplicabilidade associados. Os resultados numéricos de ambos os modelos são comparados com os resultados experimentais, no que se refere à elevação da superfície livre. É também realizada uma análise no tempo, espectral e estatística de modo a caracterizar o desempenho dos modelos e a sua capacidade na simulação dos efeitos não-lineares.
- ItemSimulação numérica de um dispositivo de aproveitamento da energia das ondas do tipo coluna de água oscilante: comparação de dois códigos numéricos(2010) Conde, José Manuel Paixão; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Didier, Eric LionelNeste artigo apresentam-se os resultados da aplicação de dois códigos numéricos na simulação de um dispositivo de aproveitamento da energia das ondas do tipo coluna de água oscilante. Um dos códigos (FLUINCO) é baseado na técnica dos elementos finitos e o outro (FLUENT) na técnica dos volumes finitos. O objectivo do trabalho consiste na validação destes códigos para este tipo de escoamento, com o intuito de os aplicar de forma sistemática no projecto de sistemas de aproveitamento de energia das ondas. O caso simulado, que corresponde a um modelo simplificado testado experimentalmente, permitiu concluir da boa qualidade dos resultados obtidos, existindo uma boa correspondência entre os resultados experimentais e os obtidos pelos códigos numéricos.
- ItemAnálise numérica da interação entre escoamentos a baixos números de Reynolds e cilindros apoiados em base elástica(2012) Gonçalves, Rafael Almeida; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Didier, Eric LionelNeste artigo são apresentadas análises numéricas de fenômenos que ocorrem na interação entre escoamentos com baixos números de Reynolds e cilindros apoiados em base elástica. As simulações são realizadas através de um modelo numérico que usa o método semi-implícito de Taylor-Galerkin de dois passos para discretizar as equações de Navier-Stokes e a formulação Lagrangeana-Euleriana Arbitrária (ALE) para seguir o movimento do cilindro. A descrição de movimento do corpo rígido é determinada através do método de Newmark. Primeiramente, são analisadas as características do processo de geração de vórtice para o cilindro fixo. Neste caso, são obtidos os resultados do número de Strouhal e dos coeficientes de arrasto e de sustentação para números de Reynolds variando de 90 a 140. Posteriormente é realizada a análise do cilindro com suporte flexível (com uma mola e um amortecedor) na direção transversal ao escoamento. São estudados o deslocamento do cilindro e as frequências de vibração, assim como o fenômeno de sincronização (lock-in) entre o desprendimento de vórtices e a frequência de vibração. Os resultados numéricos são comparados com os obtidos experimentalmente por outros autores.
- ItemApplicability of the gaussian distribution heat source model to the thermal simulation of welding processes(2013) Araújo, Douglas Bezerra de; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Cunda, Luiz Antonio Bragança daWelding processes are considered a thermal-mechanical-metallurgical coupled issue. The most important boundary condition in the thermal analysis is the heat source model. Although many studies have been carried out to propose different types of heat source models, the limitations of each model application have not been clearly specified. The Gaussian heat source is a model in which heat is generated over a surface; therefore, it may not be suitable to be applied to thick plates. In this study, the accuracy of the Gaussian heat source model is investigated in bead-on-plate welding by the TIG process. Analyses are performed by the ANSYS® software, considering the convection and the radiation phenomena. Several cases with different parameters of heat distribution, heat input and plate thickness have had their weld pool geometries analyzed and compared with those obtained experimentally. Analyses of the influence of the radial distance from the center of the Gaussian heat source and the thickness of the plate on the bead width and the penetrated depth of the fusion zone boundary are presented. Results have shown the adequacy and the limitations of the Gaussian heat source model in the welding simulation.
- ItemEstudo de metodologias para análise numérica do campo de temperatura no processo de soldagem MIG em chapas de aço inoxidável AISI 304L(2014) Farias, Rodrigo Martins; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Araújo, Douglas Bezerra deOs processos de soldagem em chapas envolvem fenômenos físicos e químicos muito complexos e, por isso, difíceis de serem modelados matematicamente. Embora os efeitos termo-mecânico-metalúrgico acoplados sejam importantes, na maioria dos casos são encontrados bons resultados considerando modelos numéricos baseados nas equações da transferência de calor e nas que governam o comportamento estrutural das chapas. De modo geral, o campo térmico é independente do estrutural, permitindo que as soluções sejam realizadas em sequência (térmicoestrutural), sem necessidade de acoplamento. As análises mais adequadas dos processos de soldagem com deposição de material usam a técnica denominada de “element birth and death”, a qual considera a ativação dos elementos pertencentes ao cordão de uma malha de elementos finitos a medida que a fonte de calor se movimenta. Neste trabalho, são apresentadas análises numéricas de soldagem de topo multipasse, com chanfro em V, de chapas de aço inoxidável AISI 304L através do processo MIG convencional. As chapas possuem 9,6 mm de espessura, 200 mm de comprimento e 50 mm de largura. As simulações numéricas são realizadas no software Ansys Multiphysics®, considerando os fenômenos de convecção e radiação, e propriedades térmicas do material (condutividade térmica, calor específico e massa específica) como dependentes da temperatura. A fonte de calor móvel é do tipo Gaussiana. Os formatos da poça de fusão, obtidos dos experimentos desenvolvidos no Laboratório de Pesquisa em Engenharia da Soldagem (LAPES – FURG) são comparados com os resultados das simulações numéricas. Um dos inconvenientes na aplicação da técnica element birth and death é o fato de que os elementos pertencentes aos passes intermediários têm suas fronteiras vizinhas aos elementos dos outros passes, sendo impedidos, dessa forma, de contemplar os efeitos de radiação. Assim, comparou-se os resultados de dois códigos: o primeiro que adota o método clássico, onde ocorre o impedimento de radiação para os elementos pertencentes aos passes intermediários, e outro que considera os efeitos de radiação no processo. Observou-se diferenças nos resultados pelo uso dos dois algoritmos, concluindo-se que os efeitos de radiação são muito importantes na região de deposição de material.
- ItemNumerical analysis of regular waves over an onshore oscillating water column(2010) Davyt, Djavan Perez; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Ramalhais, Rúben dos Santos; Didier, Eric LionelThe potential of wave energy along coastal areas is a particularly attractive option in regions of high latitude, such as the coasts of northern Europe, North America, New Zealand, Chile and Argentina where high densities of annual average wave energy are found (typically between 40 and 100 kW/m of wave front). Power estimated in the south of Brazil is 30kW/m, creating a possible alternative of source energy in the region. There are many types and designs of equipment to capture energy from waves under analysis, such as the oscillating water column type (OWC) which has been one of the first to be developed and installed at sea. Despite being one of the most analyzed wave energy converter devices, there are few case studies using numerical simulation. In this context, the numerical analysis of regular waves over an onshore OWC is the main objective of this paper. The numerical models FLUINCO and FLUENT® are used for achieving this goal. The FLUINCO model is based on RANS equations which are discretized using the two-step semi-implicit Taylor-Galerkin method. An arbitrary lagrangean eulerian formulation is used to enable the solution of problems involving free surface movements. The FLUENT® code (version 6.3.26) is based on the finite volume method to solve RANS equations. Volume of Fluid method (VOF) is used for modeling free surface flows. Time integration is achieved by a second order implicit scheme, momentum equations are discretized using MUSCL scheme and HRIC (High Resolution Interface Capturing) scheme is used for convective term of VOF transport equation. The case study consists of a 10.m deep channel with a 10 m wide chamber at its end. One meter high waves with different periods are simulated. Comparisons between FLUINCO and FLUENT results are presented. Free surface elevation inside the chamber; velocity distribution and streamlines; amplification factor (relation between wave height inside the chamber and incident wave height); phase angle (angular difference between the wave inside and outside the chamber); and sloshing parameter to quantify it inside the chamber are analised. Finally, a discussion of the potential and limitations of each numerical model as well as the behaviour of the onshore OWC device is presented.
- ItemNumerical analysis of a regular wave over a vertical pile with a square section(2010) Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Gomes, Mateus das Neves; Santos, Elizaldo Domingues dos; Isoldi, Liércio André; Rocha, Luiz Alberto OliveiraThe study of the action of waves on piles is very important for the design of structures in coastal and oceanic areas. Currently, there is strong interest in analyzing the action of waves on piles with non-circular sections, such as rectangular or square ones. According to Vengatesan et al. (2000), the main reason for this interest is the low cost of the connections of the members in the structures with these sections. The objective of this paper is to analyze the action of a regular wave on a vertical pile with a square section employing two differents numerical methodologies for prediction of the wave fluid dynamic. To achieve this goal were used the FLUINCO and FLUENT® softwares. FLUINCO (Teixeira, 2001) employs a partitioned two-step semi-implicit Taylor-Galerkin method in the Navier-Stokes equations. The free surface is governed by its kinematic boundary condition and an arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation is used to enable movements of the free surface. The FLUENT® code (2006), version 6.3.26, implements a finite volume technique to solve the equation of continuity and the Navier-Stokes equations. The free surface is described by using the VOF method (Volume Of Fluid). The wave period of the studied problem is 4s and its height is 0.05 m. The pile is seated on the bottom and located in the center of a channel. The dimensions of the pile section are 1m × 1m and the channel is 30m long, 10m wide and 1m deep. This paper shows the results obtained by the models in terms of the velocity vectors, the deformation of the free surface and the drag force caused by the wave on the pile. The total horizontal force acting on the pile was analytically calculated using the Morison equation. It was observed very similar results to the numerical ones.
- ItemEstudo numérico de uma placa submersa vista como quebra-mar e conversor de energia das ondas(2012) Seibt, Flávio Medeiros; Couto, Eduardo Costa; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Santos, Elizaldo Domingues dos; Isoldi, Liércio AndréA crescente pesquisa por fontes de energia limpa e renovável tem contribuído para dar relevância ao estudo da energia das ondas do mar. Este artigo apresenta um modelo computacional desenvolvido para analisar o dispositivo placa submersa utilizado como quebra-mar e como conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica. A dupla função deste dispositivo o distingue dos demais conversores de energia das ondas. O modelo desenvolvido utiliza os códigos comerciais GAMBIT e FLUENT. Neste último, a metodologia usada para representar a interação ar-água nas simulações numéricas do dispositivo é a multifásica Volume de Fluido. O objetivo deste artigo é contribuir para um maior conhecimento deste dispositivo analisando a influência do comprimento da placa no seu desempenho nas duas funções. Para tanto, o modelo desenvolvido, depois de validado, é aplicado em cinco simulações que se distinguem apenas pelo comprimento da placa. Nestas simulações, o seu desempenho na função de quebra-mar é quantificado por meio do coeficiente de transmissão. Já, o seu desempenho como conversor de energia é avaliado por sua eficiência em captar a energia das ondas incidentes. Constata-se que para um comprimento de placa, adimensionalizado pelo comprimento da onda, inferior à 0.83, as funções quebra-mar e conversor de energia não são concorrentes.