PPG EM MODELAGEM COMPUTACIONAL : [277] Visualizar estatísticas
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Estudo das propriedades eletrônicas e aplicações de bicamadas de C3N
Após a descoberta do grafeno e de suas propriedades ímpares, o desenvolvimento de novos materiais 2D, como o nitreto de carbono bidimensional cristalino (C3N), tomou grandes proporções. Caracterizado como um polímero de baixo custo e fácil síntese, o C3N tem atraído atenção acadêmica e industrial. Suas propriedades semicondutoras fazem do mesmo um candidato em potencial para aplicações em nanotecnologia como, por exemplo, nanotransistores e sensores. Este trabalho investigou as proprieda...
Utilização da biblioteca numérica PETSc na solução de sistemas algébricos na simulação de reservatórios
Nesta dissertação, a biblioteca numérica Portable Extensible Toolkit for Scientific Computation (PETSc) foi utilizada na obtenção da solução do sistema de equações algébricas oriundo da discretização da equação governante de um escoamento bidimensional de óleo em um meio poroso, onde ambos são ligeiramente compressíveis. Tipicamente, essa etapa é a responsável pelo maior custo computacional, quando comparada às demais. Assim, além da busca por uma solução acurada, também almejou-se alcançar u...
Estimativa de propriedades termofísicas espacialmente variáveis com seleção de classes de modelos e transformações integrais
A identificação de propriedades termofísicas com variação espacial é crucial em problemas de transferência de calor em materiais compósitos e Materiais com Gradiente Funcional (FGMs), com diversas aplicações nas engenharias, desde dissipadores em microprocessadores até engenharia aeroespacial. Esta dissertação trata da formulação e solução de um problema inverso de transferência de calor por condução empregando uma abordagem de inferência bayesiana com seleção de classes de modelos. O foco es...
Simulação numérica do escoamento bicomponente em reservatórios de baixa permeabilidade portadores de gás
Nas últimas décadas, tem aumentado o interesse, da comunidade científico-tecnológica dedicada à área de energia, com relação à produção e à utilização do gás natural. Em particular, esforços têm sido realizados visando à recuperação de hidrocarbonetos a partir de reservatórios de baixa permeabilidade portadores de gás natural. Nesse contexto, emprega-se a simulação numérica, do escoamento monofásico bicomponente em reservatórios de baixa permeabilidade, com o objetivo de se estudar a injeção ...
Estimulação cerebral profunda: análise térmica via métodos bayesianos
A técnica de estimulação cerebral profunda (do inglês, Deep Brain Stimulation - DBS), um procedimento neurocirúrgico empregado no tratamento de sintomas motores, é caracterizada pelo uso de eletrodos de estimulação que recebem pulsos elétricos. Dependendo do potencial elétrico aplicado, esses pulsos podem ocasionar um aumento de temperatura nas regiões adjacentes à aplicação elétrica. Nesse sentido, aprimorar a precisão da análise térmica, levando em conta as incertezas nos parâmetros físi...
Estimativa de parâmetros para a Equação Patel Teja por meio da otimização multiobjetivo com três objetivos
A estimativa de parâmetros empíricos para as equações de estado segue uma abordagem clássica, minimizando uma função que agrega os desvios relativos da pressão de saturação e do volume do líquido saturado dos fluidos de interesse em diferentes temperaturas. Essa metodologia, além de esconder o conflito existente no ajuste das duas propriedades termodinâmicas, negligencia o desvio do volume do gás saturado e de funções correlatas, como a entalpia de vaporização. Neste trabalho os parâmetros...
Estimação de parâmetros e seleção de classes de modelos em problemas de convecção-difusão em microcanais
A análise da transferência de calor na microescala têm sido amplamente empregada nas últimas décadas devido aos avanços tecnológicos na indústria dos sistemas miniaturizados de transporte de fluidos. Neste trabalho são formulados e resolvidos, segundo a abordagem Bayesiana, problemas inversos de estimação de parâmetros e de seleção de classe de modelos em problemas de convecção-difusão em microcanais. O primeiro sistema físico de interesse é o resfriamento de uma fonte de calor simulando u...
Seleção de modelos e estimação de parâmetros em identificação de danos estruturais via transformada integral generalizada e inferência bayesiana
O presente trabalho aborda o problema inverso de identificação de danos estruturais em uma viga de Euler-Bernoulli. O modelo matemático do comportamento da viga incluiu um campo de coesão para modelar o campo de dano, descrito pela soma de funções de base exponenciais contínuas. A resposta dinâmica da estrutura é obtida pela Técnica da Transformada Integral Generalizada, que fornece uma solução analítico-numérica. O problema inverso de identificação de danos é formulado segundo a inferê...
Simulação numérica de escoamentos não-isotérmicos em reservatórios do tipo shale gas
Neste estudo, aplicou-se o Método dos Volumes Finitos para modelar o escoamento não-isotérmico em reservatórios de shale gas, levando em consideração os efeitos de adsorção e escorregamento. A investigação abordou o comportamento do escoamento durante a utilização de aquecedores estáticos para recuperação melhorada. O modelo desenvolvido incorporou variações na permeabilidade absoluta com a temperatura e no volume de gás adsorvido com mudanças de temperatura e pressão. A abordagem numéri...
Determinação da administração ótima de medicamentos de imunoterapia e quimioterapia no tratamento de câncer
Este estudo aborda a combinação de imunoterapia e quimioterapia no tratamento oncológico, reconhecendo sua promissora eficácia, mas destacando os desafios das complexas interações entre essas modalidades terapêuticas. A proposta central é a utilização de modelos computacionais para simular respostas terapêuticas, visando um planejamento sistemático de estratégias individualizadas. O objetivo principal é determinar diretrizes para a administração ótima de medicamentos, utilizando um modelo de ...
Desenvolvimento de ferramentas para modelar a dispersão de contaminantes atmosféricos com dados públicos brasileiros, usando o modelo AERMOD
A relevância de simular a dispersão dos contaminantes atmosféricos é amplamente aceita pela comunidade científica e a sociedade. O AERMOD, é um modelo de dispersão de contaminantes que precisa da execução de alguns pré-processadores que preparam os dados de entrada necessários. As informações disponíveis internacionalmente para executar estes pré-processadores tem resoluções de 1000m, o que dificulta as simulações em regiões pequenas (alguns quilômetros ao redor da fonte de emissões) e c...
Identificação de parâmetros e funções via abordagem bayesiana para detecção de melanomas
Este trabalho é dedicado à resolução de problemas inversos em transferência de calor, explorando a sua aplicação na estimativa de parâmetros e funções para a detecção de tumores de pele tipo melanoma. A pesquisa é fundamentada nas metodologias bayesianas (Monte Carlo Markov Chain, MCMC), que têm desempenhado um papel crucial no avanço da engenharia, abrindo novas possibilidades para a identificação e tratamento de tumores por meio da equação clássica de biotransferência de calor. A transf...
Soluções híbridas de difusão e convecção-difusão com transformações integrais e diferenças finitas
O presente trabalho apresenta uma série de soluções híbridas, numérico-analíticas, para problemas conjugados de transferência de calor convecção-difusão e problemas de condução. São abordados quatro problemas de transferência de calor com escoamento interno, apresentando diferentes aspectos nos casos estudados, passando por escoamentos com canal liso, corrugado e sinuoso, além de um problema em microcanal levando em consideração efeitos de slip flow e salto de temperatura na interface sól...
Application of computational intelligence techniques in optimization and inverse heat transfer problems
Computational Intelligence can be defined as a collection of methods that solve problems by means of intelligence, reasoning, and tolerance to imprecision. In this thesis, Computational Intelligence techniques such as optimization metaheuristics, neural networks, fuzzy logic, and bayesian inference are applied to solve inverse heat transfer problems. To achieve this, five case studies with that aim are presented The first study deals with the problem of identification of contact failures in t...
Simulação do transporte de microplástico em zona costeira empregando a Plataforma MOHID: Estudos de caso no Estuário do Rio Macaé e na Baía de Guanabara
A contaminação de microplásticos no meio ambiente tem recebido atenção de pesquisadores, cientistas e ambientalistas. Atualmente existem poucos modelos que simulam a trajetória de detritos plásticos. Esses modelos são usados com o intuito de prever os acessos e as modificações de substâncias flutuantes no oceano ou na atmosfera, sendo alimentados através de parâmetros que são escolhidos de acordo com a localidade trabalhada. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi aplicar o modelo hidro...
Algoritmo de otimização de sistemas modelados por equações diferenciais ordinárias aplicado a processos de fermentação em batelada alimentada
Os modelos matemáticos permitem a simulação de diversos processos, em diferentes configurações, proporcionando estimar seus resultados, antes de serem experimentalmente executados. Neste sentido, os processos modelados por equações diferenciais ordinárias apresentam grande importância para várias áreas do conhecimento. Existem inúmeras situações em que se deseja otimizar tais processos afim de minimizar seus custos e maximizar seu desempenho. Neste contexto, a ausência de metodologias abrange...
Inicialização Global Topográfica aplicada a problemas de autovalores e de otimização com restrições mistas
Os métodos matemáticos clássicos, desenvolvidos a partir da análise no Rn, são amplamente empregados na solução de diferentes problemas da matemática, física e engenharias. Em geral, esses métodos realizam uma busca local a partir de uma estimativa inicial. Esse fato, pode apresentar grandes dificuldades, pois em muitos casos, pontos iniciais adequados não estão disponíveis na formulação dos problemas. Nesse contexto, a Inicialização Global Topográfica é um método eficiente para a seleção de ...
Simulação de escoamentos bifásicos água-óleo tridimensionais não-isotérmicos em reservatórios de petróleo
Este trabalho trata da simulação numérica de escoamentos bifásicos não-isotérmicos em reservatórios de petróleo. Especificamente, foca-se no problema da recuperação de óleo pesado mediante o aquecimento do reservatório, visando a uma diminuição da sua viscosidade e ao aumento da sua mobilidade. Energia é transferida ao reservatório mediante a injeção de um fluido aquecido ou por meio de um poço aquecedor estático. Considera-se o escoamento bifásico água-óleo e as equações diferenciais parciai...
Estimação de parâmetros para uma equação cúbica de estado generalizada via otimização multiobjetivo
Para muitas aplicações da engenharia, especialmente na simulação de problemas de equilíbrio de fases, propriedades termodinâmicas podem ser estimadas de maneira acurada em situações em que não há dados experimentais disponíveis através de uma equação de estado. A capacidade preditiva de uma equação de estado é diretamente relacionada à utilização de métodos adequados e eficientes na estimação dos parâmetros do modelo. Desde o surgimento do modelo de van der Waals, várias equações de estado vê...
Modelagem computacional e estimativa de cargas poluentes pontuais despejadas às margens de cursos fluviais
O progresso econômico e o crescimento urbano sem planejamento, há muito tempo vêm contribuindo para a deterioração dos recursos hídricos, tanto no aspecto quantitativo, quanto no aspecto qualitativo. Nesse contexto, surge o objeto de estudo deste trabalho, que visa identificar e quantificar o aporte de cargas poluentes pontuais, mediante um problema inverso, despejadas nas margens de cursos fluviais sem que necessariamente tenha-se conhecimento da sua forma funcional. A modelagem matemática d...