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Moving finite elements method applied to dynamic population balance equations

Duarte, Belmiro P. M.; Baptista, Cristina M. S. G.
Fonte: Universidade de Coimbra Publicador: Universidade de Coimbra
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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65.91%
A moving finite elements scheme is developed and used for solving 1-D dynamic population balance equations (PBE). The method stands on the weighted finite-elements based approach, and the local solutions are represented by cubic Hermite polynomials. The weighting function is the gradient of residuals with respect to time derivatives of the solution at the nodes and nodal velocities. The general PBE considered includes nucleation, growth, aggregation and breakage terms. The accuracy of the moving finite elements method (MFEM) is evaluated by comparing the results to the analytical solution in problems involving combinations of the first three phenomena considered. The formulation addressed was successful when used for solving a two- phase system representing a semibatch precipitation reactor. The MFEM enables one to achieve accurate results at reasonable CPU times, thus, showing to be adequate for these kind of problems. © 2008 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2008; http://dx.doi.org/10.1002/aic.11384

Análise comparativa de resultados de diferentes discretizações para as lajes de pavimentos utilizando os elementos finitos DKT e P15N; Comparative analysis of results of different discretizations for floors slabs using DKT and P15N finite elements

Almeida, Francisco Patrick Araujo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 25/06/1999 PT
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65.94%
Na área de análise de pavimentos, muitos trabalhos já foram realizados, levando-se em conta diferentes considerações sempre com o objetivo de aprimorar os modelos que representam o comportamento estrutural. O método dos elementos finitos tem se mostrado um dos principais métodos na resolução deste problema, onde as lajes podem ser discretizadas por elementos finitos de placa e as vigas por elementos finitos de barra. Dentre os diversos tipos de elementos finitos de placa, o elemento finito DKT (discrete Kirchhoff triangle), tem sido largamente utilizado na consideração da rigidez à flexão das lajes. O objetivo deste trabalho é apresentar o recém-formulado elemento finito de placa P15N na análise de pavimentos, bem como apresentar as diferenças e semelhanças na utilização deste elemento com o elemento finito DKT, na discretização das lajes, na determinação dos deslocamentos e esforços em pavimentos. Para a realização das análises descritas, desenvolveu-se um programa computacional em linguagem de programação FORTRAN 90. Vários exemplos numéricos são apresentados; In the area of floor analysis, many studies have already been carried out taking into account different considerations and always aiming to improve the models which represent the structural behavior. The finite element method has shown to be one of the principal methods for the resolution of this problem...

Método dos elementos finitos generalizados em formulação variacional mista ; Generelized finite element method in mixed variational formulation

Góis, Wesley
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 03/05/2004 PT
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65.98%
Este trabalho trata da combinação entre a formulação híbrida-mista de tensão (FHMT) (Freitas et al. (1996)), para a elasticidade plana, com o método dos elementos finitos generalizados (MEFG), Duarte et al. (2000). O MEFG se caracteriza como uma forma não-convencional do método dos elementos finitos (MEF) que resulta da incorporação a este de conceitos e técnicas dos métodos sem malha, como o enriquecimento nodal proposto do método das nuvens “hp”. Como na FHMT são aproximados dois campos no domínio (tensão e deslocamento) e um no contorno (deslocamento), diferentes possibilidades de enriquecimento nodal são exploradas. Para a discretização do modelo híbrido-misto empregam-se elementos finitos quadrilaterais com funções de forma bilineares para o domínio e elementos lineares para o contorno. Essas funções são enriquecidas por funções polinomiais, trigonométricas, polinômios que proporcionam distribuição de tensões auto-equilibradas ou mesmo funções especiais relacionadas às soluções dos problemas de fratura. Uma extensão do teste numérico abordado em Zienkiewicz et al. (1986) é proposta como investigação inicial das condições necessárias para garantia de estabilidade da resposta numérica. O estudo da estabilidade é completado com a análise da condição de Babuška-Brezzi (inf-sup). Esta condição é aplicada nos elementos finitos quadrilaterais híbridos-mistos enriquecidos por meio de um teste numérico...

Simulação numérica 3D do enchimento de compartimentos de reservatórios utilizando o método de elementos finitos; Tridimensional numerical simulation of reservoir filling using finite elemnt method

Barbosa, Fernanda Paula
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 23/11/2007 PT
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75.87%
A simulação numérica de escoamentos de fluidos em uma grande variedade de aplicações requer a utilização de técnicas numéricas de alta eficência e recursos computacionais de alto desempenho. O objetivo deste trabalho é iniciar uma investigação de escoamentos de fluido durante o enchimento de compartimentos de reservatórios. Uma abordagem inicial foi tratar problemas de escoamento em um canal, rebuscando a geometria do domínio para contemplar problemas mais complexos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e os resultados obtidos de um método numérico para simulação de escoamento de fluido incompressível em um domínio tridimensional, onde as equações de Navier-Stokes são desenvolvidas em uma formulação euleriana e discretizadas pelo método de elementos finitos. Os termos convectivos destas equações foram tratados pelo método semi-lagrangeano e o método de Galerkin foi utilizado para discretização espacial, um método baseado em decomposição LU foi utilizado para desacoplar as componentes de velocidade e pressão, sendo esta última calculada utilizando-se uma aproximação hidrostática. O domínio tridimensional foi representado por uma malha manipulada por uma estrutura de dados topológica, formada por células que definem elementos prismáticos lineares. Foram realizados experimentos sob várias alterações na geometria do domínio e também sob diferentes condições iniciais. Os resultados mostraram uma boa aproximação do método...

Elementos finitos híbridos e híbrido-mistos de tensão com enriquecimento nodal; Stress hybrid and hybrid-mixed finite elements with nodal enrichment

Góis, Wesley
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 14/05/2009 PT
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65.91%
Neste trabalho, a técnica de enriquecimento da partição da unidade é estendida e adaptada para duas formulações não-convencionais para a elasticidade plana: a formulação híbrida de tensão (FHT) e a formulação híbrido-mista de tensão (FHMT). Estas formulações são ditas não-convencionais, pois não recorrem a princípios variacionais clássicos. Elementos finitos triangulares e quadrilaterais com enriquecimento nodal são desenvolvidos para avaliação da forma discreta das duas formulações estudadas. Na FHMT, três campos são aproximados de forma independente: tensões e deslocamentos no domínio e deslocamentos no contorno. O conceito de partição da unidade é então utilizado para garantir continuidade de cada um dos campos envolvidos na FHMT e realizar o procedimento de enriquecimento nodal. Funções polinomiais são utilizadas para enriquecer cada uma das aproximações dos campos da FHMT. A sensibilidade das respostas em relação a redes distorcidas é avaliada. Além disso, abordam-se aspectos relativos à convergência e estabilidade da solução numérica. Especificamente para a FHT, dois campos são independentemente aproximados: tensões no domínio e deslocamentos na fronteira estática. As aproximações das tensões...

Formulação híbrida-Trefftz com enriquecimento seletivo: aplicação a problemas bidimensionais da elasticidade; The hybrid-Trefftz formulation with selective enrichment: application to two-dimensional problems in elasticity

Souza, Charlton Okama de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 14/08/2008 PT
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66.01%
Este trabalho insere-se no âmbito das formulações não convencionais em elementos finitos. Particularmente, introduzem-se alguns aspectos do método dos elementos finitos generalizados (MEFG) e do clássico refino-p na consagrada formulação híbrida-Trefftz de tensão para a elasticidade bidimensional. A formulação apresentada aproxima diretamente dois campos independentes: o de tensões no domínio dos elementos e o de deslocamentos nas fronteiras dos elementos. Baseado na estrutura de enriquecimento centrada em nuvens, proposta pelo MEFG, podem ser selecionadas oportunamente regiões, formadas por um conjunto de elementos e fronteiras de elementos, onde o espaço da aproximação é adequadamente enriquecido mediante o refino-p. Neste contexto campos auto-equilibrados de tensões, derivados da solução da equação de Navier, são utilizados para compor a aproximação no domínio dos elementos, enquanto nas fronteiras dos elementos o campo de deslocamentos é construído a partir de bases específicas de aproximação; seja a base inicial, formada por funções de forma lineares, ou bases enriquecidas com polinômios hierárquicos, não hierárquicos e funções trigonométricas. Aborda-se também, ainda que preliminarmente...

Desenvolvimento de uma plataforma computacional para análise via método dos elementos finitos de estruturas de concreto armado convencional e reforçado com fibras de aço.; Development of a computational platform for the analysis through the finite element method of reinforced concrete structures and steel fiber reinforced concrete.

Bitencourt Júnior, Luís Antônio Guimarães
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 19/06/2009 PT
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65.93%
Neste trabalho foi desenvolvida uma plataforma computacional para análise via método dos elementos finitos de estruturas de concreto armado convencional e reforçado com fibras de aço. A ferramenta numérica desenvolvida foi obtida por meio do acoplamento do programa FEMOOP, denominado solver com o pré e pós-processador GiD. Esse acoplamento foi possibilitado por meio da programação de um conjunto de arquivos denominados arquivos de customização, responsáveis pelo trabalho conjunto dos programas. Utiliza-se uma única interface gráfica com caixas de diálogo vinculadas ao código do solver, responsáveis por aplicar as condições de contorno do problema, tipo de análise, e aplicação dos materiais nos seus respectivos elementos finitos. Para a representação do concreto, foram implementados elementos finitos planos isoparamétricos quadrilaterais e triangulares e para as armaduras elementos finitos isoparamétricos unifilares lineares e quadráticos representados por meio do modelo discreto. Para o comportamento do concreto, foi considerado um modelo elástico não-linear com comportamento isotrópico até o limite de ruptura, acoplado a um modelo de amolecimento linear na tração. As fissuras são representadas pelo modelo de fissuração distribuída do tipo rotacional. Como critério de resistência para o concreto podem-se usar o modelo de Ottosen ou o modelo de Willam e Warnke de cinco parâmetros implementados na plataforma. Especificamente para considerar a presença de fibras de aço descontínuas na matriz de concreto...

Utilização do método dos elementos finitos para cálculo de durabilidade de componentes mecânicos; Using the finite elements method for the calculation of the components durability

Mendes, Michele Marim
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/10/2009 PT
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85.88%
O trabalho tem como objetivo a utilização do método dos elementos finitos para o cálculo da durabilidade de componentes mecânicos. Para isso, foi desenvolvido um estudo de caso que contempla, passo a passo, a metodologia utilizada. Um conjunto knuckle assembly dianteiro de um veículo off-road, fornecido por uma montadora nacional foi utilizado no estudo de caso. A geometria foi discretizada e modelada em software de pré-processamento em elementos finitos, o MSC.Patran®. Em seguida, foi submetida à análise estática no solver MSC.Nastran® para enfim obter-se o cálculo de durabilidade através do solver Fatigue®. Uma extensa revisão teórica foi realizada a fim de que o estudo tivesse embasamento teórico.; The work has as objective the use of the finite elements method for the calculation of the components durability. A case study using the proposal methodology was developed. A front set knuckle assembly of an off-road vehicle, supplied by a national assembly company was used in the case study. Geometry was discretized and shaped in software of pre-processing in finite elements, the MSC.Patran®. After that, it was submitted to the static analysis using the solver MSC.Nastran®, and the durability calculation using the solver Fatigue®. An extensive theoretical revision was carried through so that the study had theoretical basement.

Emprego de formulações não-convencionais de elementos finitos na análise linear bidimensional de sólidos com múltiplas fissuras; Use of non-conventional formulations of finite element method in the analysis of linear two-dimensional solids with multiple cracks

Argôlo, Higor Sérgio Dantas de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 24/09/2010 PT
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85.93%
O trabalho trata da utilização de formulações não-convencionais de elementos finitos na obtenção de fatores de intensidade de tensão associados a múltiplas fissuras distribuídas num domínio bidimensional. A formulação do problema de múltiplas fissuras baseia-se numa abordagem de sobreposição proposta pelo Método da Partição ("Splitting Method"). Segundo essa abordagem a solução do problema pode ser encontrada a partir da sobreposição de três subproblemas combinados de tal forma que o fluxo de tensão resultante nas faces das fissuras seja nulo. O uso do Método dos Elementos Finitos (MEF) em sua forma convencional pode requerer um refinamento excessivo da rede nesse tipo de problema, aumentando o custo computacional da análise. Objetivando reduzir este custo, empregam-se duas formulações não-convencionais, de forma independente, num dos subproblemas, dito local: a formulação híbrido-Trefftz de tensão e o Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Na formulação híbrido-Trefftz é adotado o recurso do enriquecimento seletivo mediante o refrno- p na aproximação dos campos de deslocamento no contorno do elemento. Já com relação ao MEFG, empregam-se funções polinomiais e a solução analítica da mecânica da fratura como funções enriquecedoras. Exemplos de simulação numérica são apresentados no sentido de comprovar que a utilização dessas formulações não-convencionais juntamente com o Método da Partição viabiliza a obtenção de resultados com boa aproximação com recurso a redes pouco refinadas...

Aplicação do  método dos elementos finitos na análise de tensões induzidas em cabos umbilicais.; Application of finite element method on analysis of induced voltage on umbilical cables.

Marzo, Giuseppe Renato Di
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 23/09/2010 PT
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75.77%
O presente trabalho visa à aplicação de metodologias de análise de tensões induzidas em cabos de sinal de cabos umbilicais a partir da utilização do Método dos Elementos Finitos. A aplicação consiste na avaliação de tensões induzidas nos condutores de sinal, a partir do acoplamento mútuo de fluxo magnético originado das correntes dos circuitos de potência do cabo umbilical. Para tanto, são aplicadas técnicas de fatiamento e transposição para a geometria do cabo concomitantemente às técnicas de acoplamento com circuito elétrico. São apresentados modelos de condutores elétricos com ênfase no detalhamento geométrico, simplificações consideradas, adoção de parâmetros de suporte e condições de contorno. A avaliação das tensões induzidas nos condutores de sinal é realizada tanto para simulações bidimensionais, pelos métodos de fatiamento e transposição, como para simulações tridimensionais.; The aim of this work is apply the methodologies of induced voltage in signal cables inside umbilical cables through application of Finite Elements Method. The application is made by the evaluation of the induced voltage on signal cables through the coupling of magnetic fields generated by the power cables. Therefore slice and transposition techniques are applied to the cable geometry with electrical circuit coupling techniques. One presents electrical conductor modeling focused on geometric detailing and simplifications...

Método dos elementos finitos com fronteiras imersas aplicado a problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.; The finite element method with immersed boundaries applied to fluid dynamics and fluid-structure interaction problems.

Gomes, Henrique Campelo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 20/03/2013 PT
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65.93%
Este trabalho pode ser dividido em três etapas principais. Inicialmente é proposta uma formulação estabilizada do método dos elementos finitos (MEF) para solução de problemas de escoamento incompressível governado pela equação de Navier-Stokes. Esta formulação foi implementada em um código computacional e testada através de diversos exemplos numéricos. Alguns elementos finitos com diferentes pares de função de interpolação da velocidade e pressão, consagrados na literatura, e também elementos finitos menos populares, foram investigados e seus resultados e performance comparados. A segunda etapa consiste na formulação do problema estrutural. Buscou-se por uma formulação dinâmica, não linear, capaz de simular movimentos complexos de estruturas sujeitas a grandes deslocamentos e grandes deformações durante longos intervalos de tempo. A etapa final deste trabalho é a proposição de um método para solução de problemas de Interação Fluido Estrutura (IFE) que utiliza o conceito de fronteiras imersas como alternativa a abordagens ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) clássicas. Elementos Finitos Generalizados, juntamente com Multiplicadores de Lagrange, são utilizados para prover descontinuidade nos campos de velocidade e pressão do fluido ao longo da interface com a estrutura. O acoplamento dos dois problemas é realizado utilizando um método implícito e alternado (staggered scheme)...

Aplicação do método dos elementos finitos ao estudo de ligações viga-pilar em estruturas de concreto armado; Applying the finite element method to the study of beam-column joints in reinforced concrete structures

Matzenbacher, Carla Wagner
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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65.92%
A simulação numérica através do Método dos Elementos Finitos vem sendo utilizada em grande escala nos dias de hoje. Sendo que os trabalhos experimentais não conseguem cobrir toda a gama de situações que podem ocorrer em estruturas de concreto armado, o Método dos Elementos Finitos se apresenta como uma ferramenta para ampliar e generalizar os resultados obtidos através de modelos experimentais testados em laboratório. Estruturas de nós de pórti-co em concreto armado são largamente utilizadas em construções civis e possuem um com-portamento muito particular. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo numérico que simule as ligações viga-pilar nos nós de pórtico em concreto armado, examinando o com-portamento destes nós com diferentes configurações geométricas. O modelo computacional desenvolvido é avaliado, primeiramente, através de resultados experimentais bem conhecidos para vigas biapoiadas, para, em seguida, apresentarem-se as análises de nós de pórtico. Os resultados numéricos, utilizando-se dois modelos de malha: uma com elementos quadrangula-res quadráticos de oito nós e outra com elementos triangulares lineares de três nós, são com-parados com resultados experimentais disponíveis na literatura. Nesta comparação...

Analysis of mechanical behavior in bending of polymer composites using the finite elements method

Guidi, Erick Siqueira; De Azevedo Silva, Fernando
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência
ENG
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95.91%
The use of composite materials has increased in the recent decades, mainly in the aeronautics and automotives industries. In the present study is elaborated a computational simulation program of the bending test using the finite elements method, in the commercial software ANSYS. This simulation has the objective of analyze the mechanical behavior in bending of two composites with polymeric matrix reinforced with carbon fibers. Also are realized bending tests of the 3 points to obtain the resistances of the materials. Data from simulation and tests are used to make a comparison between two failures criteria, Tsai-Wu and Hashin criterion. Copyright © 2009 SAE International.

Funções de interpolação e regras de integração tensorizaveis para o metodo de elementos finitos de alta ordem; Tensor-based interpolation functions and integration rules for the high order finite elements methods

Thais Godoy Vazquez
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/02/2008 PT
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75.88%
Este trabalho tem por objetivo principal o desenvolvimento de funções de interpolaçao e regras de integraçao tensorizaveis para o Metodo dos Elementos Finitos (MEF) de alta ordem hp, considerando os sistemas de referencias locais dos elementos. Para isso, primeiramente, determinam-se ponderaçoes especficas para as bases de funçoes de triangulos e tetraedros, formada pelo produto tensorial de polinomios de Jacobi, de forma a se obter melhor esparsidade e condicionamento das matrizes de massa e rigidez dos elementos. Alem disso, procuram-se novas funçoes de base para tornar as matrizes de massa e rigidez mais esparsas poss?veis. Em seguida, escolhe-se os pontos de integraçao que otimizam o custo do calculo dos coeficientes das matrizes de massa e rigidez usando as regras de quadratura de Gauss-Jacobi, Gauss-Radau-Jacobi e Gauss-Lobatto-Jacobi. Por fim, mostra-se a construçao de uma base unidimensional nodal que permite obter uma matriz de rigidez praticamente diagonal para problemas de Poisson unidimensionais. Discute-se ainda extensoes para elementos bi e tridimensionais; The main purpose of this work is the development of tensor-based interpolation functions and integration rules for the hp High-order Finite Element Method (FEM)...

Analise de problemas elastodinamicos atraves do metodo dos elementos de contorno e do acoplamento elementos de contorno e elementos finitos; Analysis of elastodynamic problems through the boundary element method and coupling of boundary elements and finite elements

Eliana Maria de Mello Francisco Rossi
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 19/12/2007 PT
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65.91%
Neste trabalho é estudado o problema da elastodinâmica translento através da formulação do Método dos Elementos de Contorno (MEC) e da formulação combinada desse método com o Método dos Elementos Finítos (MEF). O estudo dos problemas governados por uma equação de campo vetorlal através do Método dos Elementos de Contorno, com a solução fundamental de Kelvin, resulta numa de domínio que tem sido tratada através de duas técnicas. A primeira desenvolve a Integração no domínio por células e permite determinar a contribuição Inercial dos nós do contorno e dos pontos internos. A segunda, conhecida como Reciprocidade Dual, transforma a de domínio em uma série de integrais de contorno. Foi desenvolvida uma tecnica para a manipulação das matrizes globais do sistema de equações obtido através do Método dos Elementos de Contorno, que permitiu resolver o problema da dependência linear de linhas e colunas decorrente da análise de regiões com cantos ou angulosidades. O algorítmo criado para condensação dos nós foi testado para o caso estático e dinâmico. Diversos exemplos são apresentados para os dois métodos e para o acoplamnento. Os resultados obtidos foram comparados com as analíticas disponíveis ou então com as soluções provenientes da aplicação de outros métodos numéricos.; In this work is studied the problem of olastodynamic transient through the farmulation of Boundary Element Method (BEM) and the formulation of this method combined with the Finite Elements Method The study of the problems governed by an oquation of vector fieid through the BEM with Kevin fundamental solution...

Structural dynamic analysis for time response of bars and trusses using the generalized finite element method

Torii,André Jacomel; Machado,Roberto Dalledone
Fonte: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas Publicador: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/06/2012 EN
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65.93%
The Generalized Finite Element Method (GFEM) can be viewed as an extension of the Finite Element Method (FEM) where the approximation space is enriched by shape functions appropriately chosen. Many applications of the GFEM can be found in literature, mostly when some information about the solution is known a priori. This paper presents the application of the GFEM to the problem of structural dynamic analysis of bars subject to axial displacements and trusses for the evaluation of the time response of the structure. Since the analytical solution of this problem is composed, in most cases, of a trigonometric series, the enrichment used in this paper is based on sine and cosine functions. Modal Superposition and the Newmark Method are used for the time integration procedure. Five examples are studied and the analytical solution is presented for two of them. The results are compared to the ones obtained with the FEM using linear elements and a Hierarchical Finite Element Method (HFEM) using higher order elements.

Study of tension in the periodontal ligament using the finite elements method

Cossetin,Eliziane; Nóbrega,Selma Hissae S. da; Carvalho,Maria Goretti Freire de
Fonte: Dental Press International Publicador: Dental Press International
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/02/2012 EN
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85.86%
Orthodontic movement is process of transformation of a physical stimulation into a force applied to a tooth, with a biological response identified as bone remodelling. Although it is possible to measure the force applied on a tooth, its distribution around the root is irregular forming areas of higher concentration of tensions, which do not correspond to the force initially applied. To evaluate the behavior of the periodontal ligament after the application of an external action and to prove which would be the areas of higher tension generated in the periodontium, the Finite Elements Method (FEM) was used in comparison to the results obtained in vivo on experimental models in rat. To test the error susceptibility of the technique used in the experimental model, the force application was simulated in three different heights on the mesial surface of the molar. The resulting histological analysis was compared with the result obtained for the computational code and disclosed that the greater focus of osteoclasts in activity had coincided with the compressed areas of the periodontal ligament. The alteration of points of force application generated areas of more extensive deformations in the periodontal ligament, as the point of application was more distant of the initial point...

Análise da estabilidade funcional de um distrator osteogênico osseosuportado utilizando o método dos elementos finitos; Functional stability analysis of an endosseous distractor osteogenesis using the finite elements method

Arantes, Margareth Gomes Rosa
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Dissertação
POR
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75.83%
A distração osteogênica é uma técnica cirúrgica utilizada na Odontologia para a correção de discrepâncias transversais da mandíbula, tendo como princípio fundamental a capacidade intrínseca de alguns tecidos vivos de se desenvolverem quando submetidos à tensão provocada por tração lenta e contínua. Para se conseguir sucesso na osteosíntese, os distratores osteogênicos sinfiseanos têm que minimizar qualquer tipo de movimento entre os segmentos ósseos obtidos com o corte. Este trabalho tem por finalidade avaliar a estabilidade de um tipo de distrator da sínfise mentoniana através de modelos tridimensionais de elementos finitos onde são avaliadas diferentes posições de fixação e diferentes quantidades de parafusos de fixação. A estabilidade foi avaliada através da determinação dos deslocamentos verticais na direção do carregamento variando as cargas de 20 a 140 N. Paralelamente, foram utilizados os resultados de uma análise experimental para ajustar os modelos numéricos de elementos finitos. A análise indicou que, para o tipo de cargas aplicadas, a estabilidade não depende do número de parafusos de fixação e sim da rigidez do distrator na região do corte. Na posição de fixação inferior do distrator os níveis de deslocamentos foram menores...

Determinação das capacitâncias fuga em motores de indução através do método de elementos finitos; Leakage capacitances determination in induction motors through finite elements method

Chaves, Camilla de Sousa
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Dissertação
POR
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65.96%
Objetivo: elaborar uma metodologia, baseada na técnica de elementos finitos, para estimar as capacitâncias de fuga em motores de indução e aplicar em estudos de modo comum. Material e Método: Foi utilizado o programa FEMM (Finite Element Method Magnetics) para fazer a computação das capacitâncias de fuga a partir de sua representação geométrica. Para isso, foram utilizados motores de indução WEG como modelos para aquisição dos valores das capacitâncias e determinar uma metodologia de representação no FEMM. Além disso, foi necessário realizar uma análise de sensibilidade aos parâmetros de entrada no FEMM em relação aos resultados obtidos e possíveis conseqüências nos estudos de modo comum. Na impossibilidade de realizar algumas medições, foram utilizadas formulações analíticas para calcular as capacitâncias e validar a metodologia desenvolvida neste trabalho. Resultados: Após comparar os valores obtidos no FEMM com medições e cálculos analíticos, foi possível verificar a eficácia do método, sendo comprovada também a partir de um exemplo de aplicação das capacitâncias encontradas no FEMM em um estudo do comportamento das correntes de modo comum. Conclusões: O método de elementos finitos é uma poderosa ferramenta para a determinação de parâmetros dos motores de indução para estudos de modo comum...

Robotic Motion using Harmonic Functions and Finite Elements

Garrido, Santiago; Moreno Lorente, Luis Enrique; Blanco Rojas, Dolores; Martín Monar, Fernando
Fonte: Springer Publicador: Springer
Tipo: info:eu-repo/semantics/acceptedVersion; info:eu-repo/semantics/article
Publicado em /07/2010 ENG
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75.88%
The harmonic functions have proved to be a powerful technique for motion planning in a known environment. They have two important properties: given an initial point and an objective in a connected domain, a unique path exists between those points. This path is the maximum gradient path of the harmonic function that begins in the initial point and ends in the goal point. The second property is that the harmonic function cannot have local minima in the interior of the domain (the objective point is considered as a border). This paper proposes a new method to solve Laplace's equation. The harmonic function solution with mixed boundary conditions provides paths that verify the smoothness and safety considerations required for mobile robot path planning. The proposed approach uses the Finite Elements Method to solve Laplace's equation, and this allows us to deal with complicated shapes of obstacles and walls. Mixed boundary conditions are applied to the harmonic function to improve the quality of the trajectories. In this way, the trajectories are smooth, avoiding the corners of walls and obstacles, and the potential slope is not too small, avoiding the difficulty of the numerical calculus of the trajectory. Results show that this method is able to deal with moving obstacles...