EE - Escola de Engenharia
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Resultados da Pesquisa
- ItemEstudo de dois aplicativos para solução de escoamento de fluidos com superfície livre(2004) Silva, Mario Augusto de Lima e; Teixeira, Paulo Roberto de FreitasO conhecimento da circulação de oceanos, regiões costeiras, estuários rios e lagoas é um campo relativamente novo e de fundamental importância pela sua influência no clima e nas atividades comerciais e industriais. Existem inúmeros aplicativos utilizados na modelagem numérica da dinâmica de circulação de águas. A proposta deste trabalho é a de realizar uma análise comparativa entre os modelos Deft-3D-Flow e POM, utilizados na simulação da circulação em regiões costeiras e estuarinas, analisando as equações governantes do problema, o método de integração destas equações, as condições de contorno, os modelos de turbulência e alguns aspectos numéricos.
- ItemAdaptação de um código computacional de escoamentos incompressíveis 3-D para problemas com superfície livre(2006) Vanini, Lucas; Teixeira, Paulo Roberto de FreitasNeste trabalho, apresenta-se a adaptação de um código computacional de simulação numérica de escoamentos incompressíveis tridimensionais (FLUINCO) para tratar problemas com superfície livre. É adotada uma descrição arbitrária lagrangeana euleriana (ALE), onde o movimento da malha é realizado através de um esquema de suavização das velocidades. O algoritmo, desenvolvido em FORTRAN, baseia-se no Método dos Elementos Finitos (MEF). As equações diferenciais governantes do fluido são discretizadas no tempo e no espaço por um método semi-implícito de Taylor-Galerkin de dois passos usando elementos tetraédricos lineares. É analisado o problema do escoamento sobre um canal com uma depressão trapezoidal no fundo (trench) e os resultados são comparados com os obtidos por outros autores.
- ItemAnálise numérica da propagação de ondas na costa do Rio Grande do Sul entre Torres e Mostardas(2008) Silva, Jair Vignolle da; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Calliari, Lauro JúlioO objetivo deste trabalho é o analisar numericamente a variação de energia de ondas nesta região, investigando a influência das variações da largura da plataforma interna e da largura de antepraia, e da fricção com o fundo nos processos morfodinâmicos costeiros, usa-se como ferramenta de processamento o programa REF/DIF1 (Kirby e Darlymple, 1994). Os resultados considerando um coeficiente de atrito fw.=.0,01, usado no código do REF/DIF1, foram comparados com os obtidos sem a presença do atrito, observando-se pouca influência do atrito com o fundo sobre a transformação das ondas. Adotando-se um coeficiente de atrito de fw.=.0,2, constatou-se, de forma geral, que a influência do aumento da largura da antepraia do sul de Pinhal para o norte no atrito com o fundo é compensada pela influência da diminuição da largura da plataforma continental interna.
- 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.
- 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.
- ItemSimulação numérica da ação de ondas sobre um dispositivo de captação de energias das ondas do tipo coluna de água oscilante(2011) Davyt, Djavan Perez; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Ramalhais, Rúben dos Santos; Didier, Eric LionelNeste trabalho é analisado um dispositivo de extração de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante sob a ação de ondas regulares de diferentes períodos. São realizadas variações no comprimento submerso da parede frontal e no comprimento da câmara. Para tal é utilizado o código numérico FLUINCO, o qual é baseado nas equações RANS e a discretização é realizada utilizando o método semi-implícito de Taylor-Galerkin de dois passos. Uma formulação lagrangeana-euleriana arbitrária (ALE) é utilizada para permitir a solução de problemas que envolvem movimentos da superfície livre. Alguns resultados são comparados com os obtidos utilizando o programa FLUENT. São apresentados a amplificação (relação entre a altura da onda incidente a e dentro da câmara), distribuição das velocidades e vetores de velocidade.
- ItemStudy of the gaussian distribution heat source model applied to numerical thermal simulations of TIG welding processes(2014) Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Araújo, Douglas Bezerra de; Cunda, Luiz Antonio Bragança daWelding processes are considered a thermal-mechanical-metallurgical coupled issue. The most important boundary condition in the numerical 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 analysed 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.
- ItemNumerical analyses of wave propagation over the inner shelf and shoreface of the southern brazilian coast: from Torres to Mostardas(2014) Silva, Jair Vignolle da; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Calliari, Lauro JúlioThe shoreface and the inner shelf along the northern and the central coast of Rio Grande do Sul (RS) state, Brazil, between Torres and Mostardas, although displaying a homogeneous bottom relief show variations in slope and width. In the northern sector, between Torres and Pinhal, the inner shelf is wide, while the shoreface is narrow. Towards the south, these patterns are just the opposite. In this study, a model based on the parabolic approximation of the mild slope equation, REF/DIF.1, is used to simulate the wave propagation in this region. Wave refraction diagrams based on the predominant wave climate show a dominant and invariable divergent pattern for wave incidence from 90° to 135°. Numerical analyses of changes in wave energy, regarding differences in width and slope using a bottom friction coefficient fw = 0.01 in the different coastal sectors, show little influence of the bottom friction over the wave transformation processes. In general, a friction coefficient fw = 0.2 shows that wave energy reduction due to bottom friction over the wider shoreface south of Pinhal by comparison with the sector to the north is compensated by its shorter inner shelf width. The analyses show that lateral gradients of wave energy along the 10 m isobaths regarding the morphological differences between the two sectors are negligible.