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Simulação numérica e controle ótimo em sistemas de águas rasas
dc.creator | Perin, Rafael Zanovelo | |
dc.date.accessioned | 2024-10-09T12:14:29Z | |
dc.date.available | 2024-10-09T12:14:29Z | |
dc.date.issued | 2021-12-16 | |
dc.identifier.citation | PERIN, Rafael Zanovelo. Simulação numérica e controle ótimo em sistemas de águas rasas. 2021. 112 f. Dissertação(Mestrado em Modelagem Matemática) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2021. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14232 | |
dc.description.abstract | In this work, the simulation of flows in shallow water systems is presented in order to contribute to studies of environmental disasters, such as the case of dam break. The numerical simulations are conducted using the Finite Element Method (FEM). The temporal discretization of the equations is developed through the Characteristic-Based Split (CBS) scheme. The optimal control theory is associated with the governing equations of the flow with the objective of searching for an optimal control flow curve that minimizes the objective function, maintaining the water height according to the objective. For this purpose, an evolutionary algorithm SCE-UA (Shuffled Complex Evolution - University of Arizona) is employed, optimizing the parameters of control flow curves, linear and quadratic. Examples of flow in shallow water systems are presented for the application of the methodology, characterizing dam break, wind action and optimal control, comparing the results obtained with the literature. Lastly, a flood set is projected for the Pelotas city, in Rio Grande do Sul, where a numerical simulation of a rupture in the Santa Barbara Dam is performed. Finally, it’s worth emphasizing the results obtained for the dam-break flow characterize an event of harmful consequences, flooding the inhabited region by up to 3 meters in approximately 30 minutes. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Equações de águas rasas | pt_BR |
dc.subject | Método dos elementos finitos | pt_BR |
dc.subject | Método das direções características | pt_BR |
dc.subject | Controle ótimo | pt_BR |
dc.subject | Pelotas | pt_BR |
dc.title | Simulação numérica e controle ótimo em sistemas de águas rasas | pt_BR |
dc.title.alternative | Numerical simulation and optimal control in shallow water systems | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-7671-8372 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/4184347921178166 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-9720-8013 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2408574220216968 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Awruch, Armando Miguel | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7289200323639282 | pt_BR |
dc.description.resumo | Neste trabalho, é apresentada a simulação de escoamentos em sistemas de água rasas a fim de contribuir com estudos de desastres ambientais, como é o caso do rompimento de barragem. As simulações numéricas são conduzidas utilizando o método dos elementos finitos (Finite Element Method - FEM). A discretização temporal das equações desenvolve-se pelo método das linhas ou direções características (Characteristic-Based Split – CBS). A teoria do controle ótimo é associada às equações governantes do escoamento com o propósito de buscar uma curva de vazão de controle ótima que minimize a função objetivo, mantendo a altura de água de acordo com o objetivo. Para isso, emprega-se um algoritmo evolutivo SCE-UA (Shuffled Complex Evolution – University of Arizona), otimizando os parâmetros de curvas de vazão de controle, linear e quadrática. Exemplos de escoamentos em sistemas de águas rasas são apresentados para a aplicação da metodologia, caracterizando o rompimento de barragem, a ação do vento e o controle ótimo, comparando-se os resultados obtidos com a literatura. Por fim, projeta-se um cenário de inundação para a cidade Pelotas, no Rio Grande do Sul, onde se faz a simulação numérica do rompimento da Barragem Santa Bárbara. Por fim, vale ressaltar que os resultados obtidos para o fluxo de rompimento caracterizam um evento de nefastas consequências, inundando a região habitada em até 3 metros em aproximadamente 30 minutos. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Quadros, Régis Sperotto de | |
dc.subject.cnpq1 | MATEMATICA | pt_BR |