Dissertação

{pt_PT=Simulação discreta de partículas num tambor rotativo horizontal: Quantificação da incerteza dos parâmetros físicos do meio granular} {} EVALUATED

{pt=Este trabalho aborda as dinâmicas existentes nos escoamentos granulares em tambores cilíndricos rotativos com recurso a ferramentas de simulação computacional, mais concretamente com o método dos elementos discretos (Discrete Element Method - DEM na versão anglo-saxónica). Este método permite realizar o seguimento das partículas de uma forma discreta, ou seja, é possível determinar o estado de cada partícula existente no interior do tambor em todos os instantes de tempo. O método apresenta uma elevada robustez no cálculo dos sistemas granulares, contudo requer um elevado custo computacional, principalmente quando os sistemas modelados são de grandes dimensões (elevado número de partículas). O estudo realizado neste trabalho incide na propagação da incerteza na dinâmica do material granulado, através da introdução de incerteza nos parâmetros de entrada do modelo. Os parâmetros analisados estão relacionados com as propriedades físicas das partículas que têm influência nas interações existentes no escoamento granular, tal como os coeficientes de atrito, coeficientes de restituição, módulos de Young, coeficientes de Poisson entre outros parâmetros. A propagação da incerteza é estudada através de soluções estocásticas que foram determinadas com o recurso ao método de projecção espectral não intrusivo, baseado na expansão polinomial do caos. Este método permite que o estudo seja concretizado com base nas soluções obtidas pelo modelo computacional tridimensional, ou seja, pelas soluções determinísticas., en=This work deals with the dynamics of the granular flows in rotating cylindrical drums using the discrete element method (DEM) to create a three-dimensional computational model. The method has the capacity to track each particle that is in the drum and determine the dynamic state of each one. This method use a robust way to calculate the interactions and the movements of the particles, however, it has a high computational cost, especially when the systems are large (high number of particles). The study performed in this work was focused on the uncertainties from the input parameters of the computational model. The analysed input parameters are related to the physical characteristics of the particles that influence the existent interactions on the granular flows, such as friction coefficients, restitution coefficients, Young's modulus, Poisson's ratios and others input parameters. The propagation of uncertainty from the model input parameters to the output solutions are quantified using a non-intrusive spectral projection, based on the polynomial theory of the chaos expansion that allows the determination of stochastic solutions from a set of deterministic simulation of the computational model. With a defined range of uncertainty that are introduced in the input parameters, this method determines the propagation of the uncertainty throughout the model and the stochastic solutions of the model which allows a uncertainty quantification with the capacity to understand how the input parameters has impact on the granular flows.}
{pt=Método dos elementos discretos, Tambor rotativo, Meio granular, Quantificação da incerteza, Análise estocástica., en=Discrete element method, Rotational drum, Granular flows, Uncertainty quantification, Stochastic analyses.}

Junho 19, 2017, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

José Manuel Da Silva Chaves Ribeiro Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

José Carlos Fernandes Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático