Navegando por Assunto "Mathematical model"

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Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de sistema computacional integrado de dimensionamento e representação gráfica de canais de macrodrenagem
(Universidade Federal do Pará, 2022-05-23) MARTINS, Vania Carla Dias; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244; https://orcid.org/0000-0002-3144-1787
Concepção, desenvolvimento e aplicação de sistema computacional integrado de dimensionamento e representação gráfica de canais de macrodrenagem, denominado de SIDCAM e composto por modelo central em Java integrado a três softwares externos: Google Earth, HEC-RAS e AutoCAD. A pesquisa foi realizada em três etapas: (1) identificação de métodos e softwares necessários ao desenvolvimento de projeto de macrodrenagem; (2) desenvolvimento do SIDCAM com a confecção do software MACRO 1.0 em Java, para o dimensionamento hidrológico e hidráulico, , integração de ferramentas de importação e exportação de dado, entre o MACRO 1.0 e os softwares Google Earth, HEC-RAS e AutoCAD; e (3) avaliação da funcionalidade e confiabilidade do SIDCAM, por meio da sua aplicação no estudo de caso do projeto de macrodrenagem do Tucunduba, Belém/PA. Foi verificado que no módulo inicial é possível reproduzir o diagrama unifilar da rede hidrológica da bacia; no módulo hidrológico são gerados os hietogramas e hidrogramas de projeto, utilizando os métodos do Curver Number (SCS), blocos alternados e hidrograma triangular (SCS); o módulo hidráulico promove o projeto geométrico do canal; no módulo hidrodinâmico é validado o projeto geométrico do SIDCAM, observando a coincidência dos picos de vazão com pico de maré alta; e no módulo gráfico são geradas peças gráficas editáveis dos perfis longitudinal e transversais. Também foram construídos diretórios de importação de curvas IDF e maregráficas, alimentados por dois bancos de dados, para coeficientes IDF de 165 municípios brasileiros e de curvas marégraficas de 334 estações da marinha do Brasil. Os resultados da análise de confiabilidade do SIDCAM foram classificados como “Bom” e “Muito Bom”, com coeficientes Nash-Sutcliffe superiores a 0,97, erro percentual mínimo de 1,19% e máximo de 3,19%. Isso permite concluir que, ao concentrar diversas atividades em uma única estrutura integrada, a ferramenta desenvolvida é uma contribuição importante para os responsáveis pela elaboração do projeto de macrodrenagem.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-01) SANTANA, Ádina Lima de; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; ARAÚJO, Marilena Emmi; http://lattes.cnpq.br/8983914018546682
A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R2 próximos da unidade.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem e simulação da solidificação direcional vertical ascendente de ligas binárias: solução via método das linhas
(Universidade Federal do Pará, 2015-07-08) GIRARD, Cássia Karina Teixeira; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
O Método das Linhas (MOL) foi utilizado na análise das equações que descrevem o processo de transferência de calor durante o processo de solidificação de ligas binárias. O modelo físico consistiu em simular a solidificação dessas ligas com base em resultados experimentais, existentes na literatura, obtidos em um dispositivo de solidificação direcional vertical ascendente. Um código computacional baseado em linguagem de programação FORTRAN 90/95, utilizando a sub-rotina DIVPAG da biblioteca IMSL, foi desenvolvido para resolver numericamente os sistemas de equações diferencias ordinárias. As variáveis térmicas tais como velocidade da isoterma liquidus (VL), gradiente térmicos (GL) e taxa de resfriamento (TR) foram determinadas a partir das curvas de resfriamento para ligas de três diferentes sistemas utilizados nesse trabalho (Al- Sn, Al-Cu e Sn-Pb). Finalmente, foram realizadas comparações dos resultados numéricos obtidos nesse estudo com valores da literatura, demonstrando a potencialidade da técnica utilizada em tratar problemas dessa natureza.
Acesso aberto (Open Access)
Proposta de modelo matemático e estimativa de parâmetros cinéticos da lixiviação da lama vermelha através de técnicas bayesianas
(Universidade Federal do Pará, 2019-09-13) VIEGAS, Bruno Marques; ESTUMANO, Diego Cardoso; http://lattes.cnpq.br/5521162828533153; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A lama vermelha, resíduo da indústria de produção da alumina, é obtida durante o processamento da bauxita através do processo Bayer. Devido ser gerada em grande quantidade e possuir muitos óxidos de interesse industrial, a cinética de lixiviação da lama vermelha tornou-se objeto de estudo de muitos pesquisadores. Este trabalho propõe um modelo matemático e a estimativa dos parâmetros cinéticos da lixiviação da lama vermelha, utilizando o método de Monte Carlo via Cadeia de Markov com o algoritmo de Metropolis-Hastings. Para a estimativa dos parâmetros, utilizaram-se dados reais, obtidos a partir de diferentes experimentos envolvendo a lixiviação da lama vermelha com ácido sulfúrico. Baseado no modelo do núcleo não reagido, foi proposto um modelo matemático, em termos de um sistema de equações diferenciais acopladas, visando a representação da cinética de lixiviação do resíduo. O modelo matemático proposto foi validado ao reproduzir os dados experimentais e a utilização da estatística Bayesiana se mostrou adequada.