Matemática Aplicadahttp://hdl.handle.net/10183/492024-03-29T04:42:00Z2024-03-29T04:42:00ZAnálise geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante considerando um estado de mar encontrado em Tramandaí - RSMocellin, Ana Paula Giussanihttp://hdl.handle.net/10183/2736932024-03-17T07:56:51Z2024-01-01T00:00:00ZAnálise geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante considerando um estado de mar encontrado em Tramandaí - RS
Mocellin, Ana Paula Giussani
Dada a crescente demanda energética global, se faz necessário o estudo acerca de fontes renováveis de energia, dentre elas, destaca-se a energia contida nas ondas do mar, cuja extração é realizada através de dispositivos conversores. A presente dissertação tem como objetivo otimizar a geometria da câmara hidropneumática de um dispositivo conversor da energia contida nas ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO), quando submetido às ondas regulares representativas e quando submetido às ondas irregulares realísticas do estado de mar que ocorreu em Tramandaí, município do estado do Rio Grande do Sul (RS). O CAO é de nido como uma estrutura, parcialmente submersa, aberta ao mar abaixo da superfície livre da água e conectado a um duto aberto para a atmosfera. O software de dinâmica dos uidos computacional, FLUENT, foi utilizado para a simulação numérica do CAO acoplado à um canal de ondas bidimensional. A metodologia WaveMIMO foi utilizada para a geração das ondas irregulares realísticas. O Design Construtal, associado à Busca Exaustiva, foi empregado na otimização geométrica da câmara hidropneumática do CAO. O grau de liberdade H1/L (razão entre a altura e o comprimento da câmara hidropneumática do CAO) foi variado com o objetivo de maximizar a potência hidropneumática disponível. Os resultados mostraram que a geometria que otimiza o CAO, ou seja, aquela que maximiza a potência hidropneumática disponível quando o dispositivo é submetido às ondas regulares representativas é (H1/L)o = 0,4297, onde se obteve 53,15 W. Enquanto, quando o dispositivo é submetido às ondas irregulares realísticas, a geometria ótima é (H1/L)o = 0,1985 e obteve-se uma potência de 25,44 W. Deste modo, observou-se que as ondas regulares representativas superestimam a potência obtida pelo CAO.; Given the growing global energy demand, it is necessary to study renewable energy sources, among which the energy contained in sea waves stands out, which is extracted through converter devices. The present dissertation aims to optimize the geometry of the hydropneumatic chamber of a device that converts the energy contained in sea waves into electrical energy of the Oscillating Water Column (OWC) type, when subjected to representative regular waves and when subjected to realistic irregular waves of the sea state that occurred in Tramandaí, a municipality in the state of Rio Grande do Sul (RS). The OWC is de ned as a structure, partially submerged, open to the sea below the free surface of the water and connected to a duct open to the atmosphere. The computational uid dynamics software, FLUENT, was used for numerical simulation of the OWC coupled to a two-dimensional wave channel. The WaveMIMO methodology was used to generate realistic irregular waves. Constructal Design, associated with Exhaustive Search, was used in the geometric optimization of the OWC hydropneumatic chamber. The degree of freedom H1/L (ratio between the height and length of the OWC hydropneumatic chamber) was varied aiming to maximize the available hydropneumatic power. The results showed that the geometry that optimizes the OWC, i.e., the one that maximizes the hydropneumatic power available when the device is subjected to representative regular waves, is (H1/L)o = 0.4297, where 53.15 W was obtained. While, when the device is subjected to realistic irregular waves, the optimal geometry is (H1/L)o = 0.1985 and a power of 25.44 W was obtained. Thus, it was observed that the representative regular waves overestimate the power obtained by the OWC.
2024-01-01T00:00:00ZGrafos com poucos autovalores distintosBaquero, Nelcy Esperanza Arévalohttp://hdl.handle.net/10183/2720532024-02-18T08:00:14Z2024-01-01T00:00:00ZGrafos com poucos autovalores distintos
Baquero, Nelcy Esperanza Arévalo
Em seu survey [60], Nikiforov propôs dois problemas relacionados à caracterização da igualdade em duas cotas para a energia de um grafo. Mostramos que os grafos desse tipo possuem no máximo dois autovalores não nulos distintos em valor absoluto, logo são grafos com no máximo cinco autovalores distintos. Motivados por essa conexão, apresentamos avanços no compreensão da estrutura de grafos com poucos autovalores distintos. Estudamos os problemas propostos de acordo com o tipo de espectro que esses grafos possam ter e, em muitos desses casos os grafos são caracterizados, em outros apresentamos famílias infinitas de grafos satisfazendo a restrição. Observamos que muitas famílias de grafos que apresentamos são integrais. Inspirados por esse fato, também estudamos grafos integrais com poucos autovalores distintos. Entre nossos resultados, caracterizamos árvores integrais com 5 autovalores distintos.; In his survey [60], Nikiforov proposed two problems related to the characterization of equality in two bounds for the energy of a graph. We show that graphs of this type have at most two distinct non-zero eigenvalues in absolute value, so they are graphs with at most five distinct eigenvalues. Motivated by this connection, we present advances in understanding the structure of graphs with few distinct eigenvalues. We study the proposed problems according to the type of spectrum that these graphs may have and, in many of these cases the graphs are characterized, in others we present infinite families of graphs satisfying the restriction. We observe that many families of graphs we present are integral. Inspired by this fact, we also study integral graphs with few distinct eigenvalues. Among our results, we characterize integral trees with 5 distinct eigenvalues.
2024-01-01T00:00:00ZSimulação numérica de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo galgamento considerando dados realísticos de estado de mar encontrados na costa do município de Rio GrandePaiva, Maycon da Silveirahttp://hdl.handle.net/10183/2651812023-09-27T06:34:32Z2023-01-01T00:00:00ZSimulação numérica de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo galgamento considerando dados realísticos de estado de mar encontrados na costa do município de Rio Grande
Paiva, Maycon da Silveira
Dentre as diversas fontes de energia renovável que podem ser exploradas, têm-se a energia contida nas ondas do mar, que pode ser extraída por meio de dispositivos conversores, como o do tipo Galgamento. Seu princípio operacional consiste em uma rampa que direciona as ondas incidentes para um reservatório e, após a passagem por uma turbina que está acoplada a um gerador de energia elétrica, a água armazenada retorna ao oceano. Visando contribuir com os estudos numéricos que investigam a conversão de energia das ondas do mar, a presente dissertação se divide em dois estudos principais. O primeiro estudo, diz respeito à geração de ondas irregulares realísticas através da metodologia WaveMIMO, onde se investigou a discretização da região de imposição da condição de contorno de velocidade prescrita, a sensibilidade de malha na região da superfície livre, o passo de tempo empregado e, por m, a localização do vetor de velocidades em cada segmento da região de imposição da condição de contorno de velocidade prescrita. O segundo estudo principal tratou da otimização geométrica de um dispositivo de Galgamento, onde se investigou a in uência da razão entre a altura e comprimento da rampa do dispositivo sobre a quantidade de massa de água armazenada no reservatório do conversor. Assim, por meio do Design Construtal aliado à Busca Exaustiva, foi possível encontrar a geometria ótima do conversor de energia das ondas, ou seja, aquela que maximiza a quantidade de massa de água armazenada.; Among the various renewable energy sources that can be exploited, there is the energy contained in sea waves, which can be extracted by means of converter devices, such as the Overtopping type. Its operational principle consists of a ramp that directs the incident waves to a reservoir and, after passing through a turbine that is coupled to an electric power generator, the stored water returns to the ocean. Aiming to contribute to the numerical studies that investigate the sea wave energy conversion, this dissertation is divided into two main studies. The rst study concerns the generation of realistic irregular waves through the WaveMIMO methodology, where it were investigated the discretization of the prescribed velocity boundary condition imposition region, the mesh sensibility in the free surface region, the time step employed and, nally, the location of the velocity vector in each segment of the region where the prescribed velocity boundary condition is imposed. The second main study regards the geometric optimization of an Overtopping device, where the in uence of the ratio between the height and length of the device ramp on the amount of water mass stored in the converter reservoir was investigated. Thus, through Constructal Design combined with Exhaustive Search, it was possible to nd the optimal geometry of the wave energy converter, that is, the one that maximizes the amount of stored water mass.
2023-01-01T00:00:00ZDecomposição arbórea e localização de autovalores em grafosVeit, Leonardo Consortehttp://hdl.handle.net/10183/2651242023-09-24T06:39:09Z2023-01-01T00:00:00ZDecomposição arbórea e localização de autovalores em grafos
Veit, Leonardo Consorte
A busca por autovalores de matrizes associadas a grafos é um passo fundamental da Teoria Espectral de Grafos. Neste trabalho, abordamos um Algoritmo de Localização de Autovalores em grafos que utiliza como parte da entrada uma decomposição arbórea. Exemplificamos e detalhamos seu funcionamento para grafos em geral e demonstramos seu desempenho para duas classes específicas. A primeira classe é a das árvores, onde realizamos uma comparação com um algoritmo desenvolvido especificamente para esse propósito. Por fim, utilizamos o algoritmo para a classe de grafos cactos como uma de suas aplicações.; The search for eigenvalues of matrices associated with graphs has become one of the important lines of research in the Spectral Graph Theory. In this work, we address an Eigenvalue Localization Algorithm in graphs that uses tree decomposition as part of its input. We exemplify and detail its operation for a general graph and demonstrate its performance for two specific classes. The first class is that of trees, where we make a comparison with an algorithm developed for this purpose. Finally, we use the algorithm for the class of Cactus graphs as one of its applications.
2023-01-01T00:00:00Z