Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2014 |
| Autor(a) principal: |
Costa, Felipe Lins de Brito
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| Orientador(a): |
Cruz, Frederico Alan de Oliveira |
| Banca de defesa: |
Nascimento, Carlos Alexandre do,
Dias, Cláudia Mazza |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e Computacional
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| Departamento: |
Instituto de Ciências Exatas
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: |
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| Palavras-chave em Inglês: |
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| Área do conhecimento CNPq: |
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| Link de acesso: |
https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/14347
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Resumo: |
Nos últimos anos um número expressivo de equipamentos tem sido produzido com base em simulações computacionais, fornecendo informações necessárias para sua construção física. Muitas dessas simulações usam o chamado Método dos Elementos Finitos (MEF), que tem como ideia básica dividir o domínio do problema em sub-regiões, onde é possível descrever um meio contínuo a partir da sua discretização em elementos com as mesmas propriedades de quem os originou. No caso específico de problemas que envolvem conceitos eletromagnéticos, o MEF mostra-se bastante eficiente, principalmente em função da complexidade de se determinar uma solução analítica em algumas situações ou mesmo quando ela e´ impossível de ser determinada. Dentro dos fenômenos eletromagnéticos, a análise numérica baseada no MEF tem se mostrado, nos últimos anos, uma poderosa ferramenta para estudar o comportamento das características dos materiais condutores e supercondutores, quando percorrido por uma corrente. Sendo assim, nesse do trabalho utilizamos as ferramentas de modelagem e simulação computacional, com o objetivo de compreender as características eletromagnéticas do supercondutor YBCO e sua dissipação de energia (perda AC), quando percorrido por uma corrente alternada. Para o estudo do comportamento das propriedades elétricas dos materiais, foi realizada uma simulação utilizando o MEF, com base nas características eletromagnéticas envolvidas no problema. Devido a sua complexidade, optamos por resolver o problema usando o pacote comercial Comsol Multiphysics 4.3a (c). O nosso estudo foi realizado no seguinte conjunto de etapas: (1) Na primeira delas realizamos a implementação de uma estrutura retangular em 2D; (2) o passo seguinte foi realizar a escolha de diferentes dimensões e tipos de malha a serem utilizados na simulação do material supercondutor YBCO; (3) A fase seguinte ocorreu pela implementação de equações que levassem em consideração mais parâmetros do material, como temperatura e campo magnético aplicado; (4) finalmente foi realizada a análise da perda AC no material, em função das correntes aplicadas. Observamos, como era de se esperar, que a não linearidade das equações que descrevem o problema influenciam na convergência da solução, assim a melhor relação custo x benefício foi com elementos quadrangulares de primeira ordem. Os efeitos elétricos e magnéticos encontrados na simulação correspondem ao modelo teórico, e as perdas AC estão dentro do valor esperado pela literatura, sendo assim, o modelo virtual elaborado pode ser utilizado como ferramenta norteadora de um protótipo real que utilize supercondutores do tipo II. |
