Defesas de TCC e TESE – semana 05 a 09/04/2021
Defesa: Doutorado
Título: MODELAGEM HIDRODINÂMICA AMBIENTAL USANDO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS SEM FORMULAÇÃO DE RESÍDUOS PONDERADOS
Candidato: Rodrigo dos Santos Peixoto
Orientador(es): Paulo Cesar Colonna Rosman
Data/horário: 07/04/2021 – 14:00
link para transmissão online: https://meet.google.com/myc-sugj-axr
RESUMO:
Esta tese de doutorado mostra a aplicação de uma variação do Método de Elementos Finitos (MEF), denominada Método de Elementos Finitos Direto (MEFD), em modelos de hidrodinâmica ambiental, mais especificamente em um modelo de circulação hidrodinâmica e um modelo euleriano de transporte de escalares em meio fluido, ambos verticalmente promediados. Designa-se o termo “direto” ao MEFD por este promover as aproximações numéricas típicas do MEF diretamente na forma diferencial das equações governantes, enquanto o MEF o faz na forma de resíduos ponderados, resultando em um esquema numérico de elementos finitos sem as típicas integrais do MEF. Esse fato confere vantagem ao MEFD em termos de desempenho computacional, sendo cerca de 50% mais rápido que o MEF em malhas de quadriláteros, e cerca de 32% mais rápido em malhas de triângulos. Entretanto acredita-se que existe potencial para aumentar o ganho computacional para cerca de 400-500% caso o algoritmo de endereçamento dos coeficientes da matriz do sistema de equações seja otimizado. A consistência dos modelos desenvolvidos via MEFD foi verificada através de diversos testes analítico-numéricos, onde atestou-se o correto funcionamento das formulações do MEFD e avaliou-se propriedades numéricas como acurácia de aproximação para a solução exata do problema e estabilidade numérica, estando estas em níveis similares ao MEF. Por fim os modelos desenvolvidos em MEFD foram aplicados em um caso real na Baía de Sepetiba, RJ, tendo seus resultados sido validados com dados de níveis e correntes medidos em campo. Os resultados do MEFD também foram confrontados com os dos modelos via MEF para esse estudo de caso e ambos apresentaram níveis similares de qualidade, com menor tempo gasto em processamento para o MEFD, colocando-o como uma alternativa viável e vantajosa para aplicações em modelos de hidrodinâmica ambiental.