6º Relatório Quadrimestral
de Atividades
ABR/2008
www.rpcmod.org
SUMÁRIO
Apresentação
03
Administração
05
Geração II
Geração III
BIFÁSICO
09
CORRODUTOS
86
10
87
DANODUTOS
18
hpcIN
93
19
94
DANOPLEXUS
28
mphYSCAS
105
24
106
MOSINEIP
41
PREDEM
110
42
111
50
TECH-PETRO
116
51
117
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
MULTFLOW
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
PLADISPETRO
58
59
Geração IV
SIMULOP
69
COMPHPC
70
VILARES
72
COREFLOW
130
73
131
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
- Apresentação
121
122
FRAGILPLEX
133
134
- Apresentação
QUAINT
137
138
- Apresentação
SMAMODEL
141
142
- Apresentação
Apresentação
Este relatório é o resultado do VI Encontro de Avaliação da RPCMOD, significando que estamos completando dois
anos de avaliação sistemática das atividades da rede. Os resultados deste sistema de avaliação são ainda perceptíveis
de forma mais qualitativa do que quantitativa, mas não deixam de ser importantes. Por exemplo, podemos citar que a
documentação em mídia quadrimestral nos fornece um panorama dos avanços alcançados em cada um dos projetos
com detalhes que relatórios convencionais não poderiam fornecer. O crescimento da interação entre instituições já é
uma realidade entre alguns grupos, como os das universidades UFCG, UFAL, UFRN e CEFET-PB, propiciado devido
ao aumento da interação e do conhecimento mútuo entre grupos durante os encontros de avaliação. Neste encontro
já tivemos também a apresentação dos projetos da Geração IV, que devem iniciar as atividades ainda neste ano. Estes
novos projetos são:
1. SMAMODEL - Modelagem e Identificação de Parâmetros em Atuadores de Materiais Inteligentes para Geração de
Força em Estruturas do Setor de Petróleo e Gás: desenvolver a modelagem e conseqüente simulação do comportamento
termomecânico de atuadores de ligas com memória de forma (LMF), visando sua aplicabilidade para geração de esforços
mecânicos em estruturas e/ou equipamentos do setor de petróleo e gás, principalmente aquelas incorporando uniões
aparafusadas.
2. FRAGILPLEX - Modelagem do Comportamento da Fragilização, por Transformação de Fase, dos Aços Inoxidáveis SuperDuplex e Duplex Utilizados em Tubulações: desenvolver modelos computacionais para simulação do comportamento em
serviço de tubulações de aço inoxidáveis duplex e super-duplex, sujeitos a fragilização por transformação de fase, a partir
de identificação de parâmetros de ensaios não destrutivos. Os objetivos Específicos são: I - Simular o comportamento
de parâmetros de ensaios não-destrutivos em aços inoxidáveis duplex, sujeitos a diferentes níveis de fragilização; II
- Desenvolver modelos computacionais que possam correlacionar os parâmetros de ensaios não-destrutivos à cinética
de fragilização dos aços inoxidáveis duplex; III - Simular o comportamento mecânico dos aços inoxidáveis duplex, em
serviço, sujeitos a diferentes níveis de fragilização;
3. COMPHPC - Arquitetura de Componentes de Alto Desempenho Adaptada a Automatização do Desenvolvimento
de Simuladores Multi-física: este projeto propõe atividades em três linhas interligadas de ação, que podem ser
designadas por: I - Análise de arquiteturas de componentes e do seu uso com a intenção de desenvolver estratégias de
componentização de software (software legado ou em desenvolvimento); II - Adaptação de aplicações existentes para
uma arquitetura de componentes (componentização); e III - Análise de desempenho dos sistemas componentizados.
Um dos requisitos importantes a ser considerado nestas atividades é a necessidade de prover suporte para HPC (High
Performance Computing), principalmente para softwares legados seqüenciais, através da componentização. Os exemplos
a serem considerados envolvem um “framework” para desenvolvimento de simuladores (MPhyScas) e uma aplicação
importante para o Cenpes a ser escolhida.
4. COREFLOW - Efeito da Técnica Core Flow na Termofluidodinâmica do Escoamento e Transporte do Petróleo Ultraviscoso em Dutos: o presente trabalho propõe investigar o escoamento multifásico não-isotérmico, tipo “core annular
flow”, de óleos pesados em dutos usados na indústria de petróleo via simulação numérica. Visa a formação de recursos
humanos e o fortalecimento da sustentabilidade e o aumento da competitividade das empresas do setor focada na
engenharia de dutos e de elevação e transporte de petróleos ultra-viscosos.
5. QUAINT - Propagação de Incertezas na Simulação de Reservatórios de Petróleo: este projeto propõe estudar
técnicas adequadas de propagação de incertezas nas variáveis estáticas do reservatório, essencialmente a porosidade
e a permeabilidade, nos modelos de simulação. Um dos principais obstáculos a estudos integrados como o proposto
está na sua grande demanda computacional, quer por tempo de processamento, por tempo de máquina, ou ainda por
demanda de memória. Desta forma o projeto propõe também o desenvolvimento de técnicas de redução, tanto dos
modelos quanto na dimensão do espaço probabilístico, simultâneas com o uso de computação de alto desempenho, que
viabilizem o uso rotineiro de simulações não determinísticas.
Como já fizemos notar em algumas oportunidades, a RPCMOD tem demonstrado uma tremenda vitalidade e consciência
de sua capacidade em enfrentar desafios com a intenção de prover soluções para problemas tecnológicos na área do
petróleo e do gás.
No entanto, é ainda importante que os órgãos financiadores percebam que o último projeto administrativo completa
dois anos no final deste ano, portanto, chegando ao seu término, e não havendo ainda nenhuma possibilidade de
financiamento para sua continuidade. Mesmo que se faça um esforço de economia extremo nos gastos administrativos,
este fator é preocupante, principalmente tendo em vista o longo tempo de desembolso dos recursos após a aprovação
de projetos, que tem sido a marca dos últimos editais. Acreditamos que tanto a FINEP quanto o CENPES/PETROBRÁS
compartilham conosco desta preocupação e irão envidar esforços no sentido de que não haja problemas de continuidade
na administração da rede.
Felix C. G. Santos
Coordenador - RPCMOD
Rede de Pesquisa Cooperativa em Modelagem Computacional
ADMINISTRAÇÃO
Acompanhamento dos projetos da Rede Norte-Nordeste
Relatório dos projetos ADMINISTRAÇÃO das Gerações II, III e iv
ADMINISTRAÇÃO
Coordenador: Felix C. G. Santos
Coordenador/Cenpes: Edmundo Queiroz
METAS FÍSICAS
1 - Instalação de um sistema computacional para gerência financeira, patrimonial, de acompanhamento da execução de
projetos e relacionamento com as instituições executoras e suas fundações.
1.1 - Contratação do serviço de implementação do sistema. Indicador físico: sistema implementado – 20%
2 - Avanço na profissionalização da gestão da rede.
2.1 - Contratação da administradora e de uma auxiliar.
Indicador físico: contratação executada – 50%
3 - Debater e implantar o sistema de avaliação permanente.
3.1 - Determinar a forma de implantação do sistema de avaliação permanente.
Indicador físico: sistema de avaliação em início de operação – 50% - Estacionado
4 - Realização de dois workshops e de um encontro científico da rede.
4.1 - Realização dos encontros.
Indicador físico: Encontros realizados nos prazos determinados – 50% - Falta a segunda conferência. Não houve workshops anuais.
5 - Aprimoramento da equipe de assessoria de comunicação.
5.1 - Contratação de novos serviços.
Indicador físico: serviços operantes e produtos de divulgação gerados – 100%
6 - Implementar o programa de intercâmbio entre os grupos de pesquisa.
6.1 - Agendar cursos e palestras e executar o planejamento.
Indicador físico: cursos e palestras realizados – Iniciativas isoladas – 10%
COMENTÁRIOS
a) Sistema de administração:
I- Momento de definição da atividade das fundações.
b) Gestão da rede - I:
I - Grande risco de perda de qualidade.
c) Avaliação:
I- Finep não tem demonstrado interesse;
II- Devemos avançar.
d) Intercâmbio entre grupos:
I- Iniciativas isoladas;
II- Incentivo da administração.
e) Encontros:
I- Devemos tirar maior proveito dos mesmos.
f) Gestão da rede – II:
I - Devemos avançar na definição de prioridades e regras de participação nos editais;
II- Mais 5 projetos aprovados e com convênio sendo assinado:
FINEP: solicitado R$ 1.490.168,59 – obtido R$ 1.169.946,71
Cenpes: solicitado R$ 885.514,22 – obtido R$ 885.514,22
DIFICULDADES
a) FADE ainda com problemas;
b) Fluxo de processos elevadíssimo;
c) Resposta da FINEP muito lenta;
d) Cnpq não tem funcionado adequadamente;
e) Resposta dos coordenadores extremamente lenta, quando solicitadas informações pelo coordenador.
PERSPECTIVAS E DESAFIOS
a) Organização do próximo número da revista;
b) Organização do livro;
c) Organização da próxima conferência;
d) Continuidade do debate sobre áreas de atuação da rede e regras para participação nos editais;
e) Estatutos da rede;
f) Colaboração entre grupos;
g) Bolsas.
PROJETOS
GERAÇÃO II
BIFÁSICO
VERIFICAÇÃO EXPERIMENTAL DO ESCOAMENTO
BIFÁSICO EM DUTOS COM A PRESENÇA DE VAZAMENTOS
APRESENTAÇÃO
COORDENADORA NA REDE
Nome: Cristiane Holanda Sodré
Universidade: UFAL/CTEC
Contato: (82) 9331-2420 - e-mail: [email protected]
VALOR DO PROJETO
R$ 38.000,00
Objetivos Gerais
Simular experimentalmente vazamentos em tubulações, considerando o escoamento bifásico.
Objetivos Específicos
Montagem do sistema bifásico;
Simular os vazamentos considerando diferentes condições de escoamento e diversas vazões de vazamento;
Desenvolver um sistema de intertravamento (Labview);
Estudar os transientes do processo experimental;
Localizar com precisão o vazamento;
Criação de um sistema de identificação de parâmetros.
Metas Previstas e Executadas
Meta 01 - Revisão bibliográfica;
Meta 02 - Aquisição dos equipamentos;
Meta 03 - Adaptação da unidade de teste no Lasic- laboratório;
Meta 04 - Ensaios de vazamentos- Realizar levantamento de dados de pressão para diversas posições de vazamento x
vazões de vazamento com diferentes vazões de escoamento;
Meta 05 - Os dados obtidos são usados para treinar uma RNA.
METAS REALIZADAS
Meta 01 - Revisão bibliográfica (em andamento);
Meta 02 - Aquisição dos equipamentos (quase totalmente realizada);
Meta 03 - Adaptação da unidade de teste no Lasic- laboratório (realizada);
Meta 04 – Ensaios de vazamentos - Realizar levantamento de dados de pressão para diversas posições de vazamento x
vazões de vazamento com diferentes vazões de escoamento (em andamento);
Meta 05 – Os dados obtidos são usados para treinar e testar uma RNA (em andamento).
10
11
12
PUBLICAÇÕES E CURSOS
Envio de trabalho para o CONECTE-2008;
Envio de Trabalho para o CILAMCE-2008;
Curso de Redes Neurais ministrado para integrantes da Rede no Departamento de Eng. Mecânica na UFCG.
DIFICULDADES E SUGESTÕES
Fundação:
Dificuldade na coleta de dados em virtude de:
- Dois Transmissores danificados e impossibilidade de reparos;
- Todos os indicadores de pressão descalibrados e impossibilitados de recalibragem;
- Válvulas solenóide subtraídas.
Sugestões:
- Proposta de alteração na rotina de aquisição de dados enquanto é aguardado o recebimento de novos transmissores de pressão.
AVALIAÇÃO
O estudo está atrasado em virtude das dificuldades mencionadas acima: Equipe pequena.
EQUIPE
Cristiane Holanda Sodré
William Gonçalves Vieira
Frede de Oliveira Carvalho- LABSIA
Almir Nunes
Hugo Valença
APRESENTAÇÃO COMPLEMENTAR
DESENVOLVIMENTO DO SOFTWARE “NEURAL – DUTOS” PARA DETECÇÃO DE VAZAMENTO EM DUTOS
BASEADO EM REDES NEURAIS
LABSIA-LASIC – UFAL
LABORATÓRIO DE SISTEMAS INTELIGENTES APLICADOS
LABORATÓRIO DE SIMULACAO E CONTROLE
13
14
15
16
EQUIPE
Frede de Oliveira Carvalho- (Coordenador)
Cristiane Holanda Sodré
William Gonçalves Vieira
Ricardo Ferreira Carlos de Amorim
Maria Betânia Gama dos Santos
17
DANODUTOS
APLICAÇÕES DE MODELOS DE DANO CONTÍNUO
NA IDENTIFICAÇÃO DE PARÂMETROS
18
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Antonio Almeida Silva
Universidade: UFCG/UAEM
Contato: (83) 3310-1255 - e-mail: [email protected]
COORDENADOR NA PETROBRAS
Nome: Eduardo Hippert Júnior
Gerência Responsável: Tecnologia de Materiais, Equipamentos e Corrosão (PETROBRAS-CENPES/PDP/TMEC)
Contato: 21.3865.7492 - e-mail: [email protected]
VALOR DO PROJETO
R$ 314.477,66 (FINEP) + 50% (CENPES)
OBJETIVOS
•
•
Desenvolver e implementar métodos, técnicas e ferramentas computacionais aplicadas à modelos de dano
contínuo, empregados de forma integrada no projeto, previsão de vida residual e monitoramento de dutos e
estruturas;
Validar os modelos utilizando técnicas de identificação experimental dos coeficientes que aparecem nas
teorias propostas através de redes neurais artificiais e lógica Fuzzy.
19
Atividades realizadas (detalhadas):
1ª META FÍSICA: pesquisa bibliográfica complementar sobre o tema. Indicador físico de execução: (90%)
• Pesquisa bibliográfica no tema integridade estrutural sob efeitos de ambiente (efeito termomecânico, fragilização
por hidrogênio, corrosão sob tensão, corrosão-fadiga);
• Aquisição de livros, teses e revistas especializadas na área.
2ª META FÍSICA: aquisição de equipamentos e infra-estrutura laboratorial. Indicador físico de execução: (80%)
• Aquisição de equipamentos para simulação computacional (computadores, hardware e softwares
comerciais - Abaqus);
• Melhoria da infra-estrutura dos laboratórios (reformas de ambientes e aquisição de instrumentação para as
realizações experimentais).
3ª META FÍSICA: formação e preparação do pessoal envolvido no projeto para desenvolvimento das atividades por
área de competência. Indicador físico de execução: (90%)
1- Cursos MEF e Redes Neurais Artificiais (UFCG), reuniões técnicas e nos temas de interesse (UFCG, UFPE, CEFET-PB),
troca de informações entre os pesquisadores, formação de bolsistas envolvidos.
4ª META FÍSICA: estudo fenomenológico dos problemas de interesse em integridade de dutos com efeitos de ambiente
utilizando a mecânica do contínuo e a mecânica da fratura. Indicador físico de execução: (80%)
INÍCIO E PROPAGAÇÃO DE TRINCAS NUM AÇO HIDROGENADO
- O fenômeno de Fragilização por hidrogênio;
Simular a FH - Modelo de Lufrano & Sofronis (1998) e de Krom (1998);
- Calcular o fator de intensidade de tensões na frente de uma trinca num material hidrogenado via MEF;
- Simular o início e propagação dessa trinca - Modelo de Bolotin & Shipkov (2001).
20
5ª META FISICA: realizações das simulações de evolução de danos devido a efeitos de ambiente com o software
comercial. Indicador físico de execução: (75%)
21
22
23
24
25
6ª META FÍSICA: desenvolvimento de técnicas para identificação experimental dos coeficientes que aparecem nas
teorias propostas. Indicador físico de execução: (70%)
3 - Confecção dos corpos de prova e realização de ensaios para obtenção de parâmetros;
4 - Identificação de parâmetros através de métodos (redes neurais);
5 - Análise dos resultados experimentais produzidos em ambiente de laboratório.
7ª META FÍSICA: avaliação dos modelos desenvolvidos na solução do problema e comparação com os resultados
experimentais. Indicador físico de execução: (60%)
- Etapa se encontra em andamento, seleção de técnicas de identificação de parâmetros.
8ª META FÍSICA: Publicações, reuniões, organização de eventos e elaboração de relatórios. Indicador físico de
execução: (85%)
CONCLUSÕES
• As etapas de modelagem computacional e de ensaios experimentais avançaram bastante nos últimos seis meses,
após a contratação de mais 02 bolsistas DTI. As simulações já apresentam resultados promissores. A conclusão do
projeto foi prorrogada para 09/2008;
• Um aspecto importante da pesquisa se refere ao aumento de publicações em veículos especializados. Em 2007, foram
publicados 02 artigos em revistas internacionais, 03 artigos em congressos internacionais, 02 artigos em congressos
nacionais, 01 dissertação e 01 monografia de graduação;
• Os contatos realizados com o CENPES/PETROBRAS através do Eng. Eduardo Hippert vem ocorrendo de forma
26
satisfatória, porém espera-se intensificar esta parceria com o compartilhamento de dados, normas adotadas pela
Petrobras, para que o projeto caminhe de forma mais adequada nesta fase final;
• As reuniões técnicas com a equipe de pesquisadores tem melhorado bastante o nível das discussões, especialmente
com a ampliação da equipe no Projeto CORRODUTOS, que vem intensificando a formação de bolsistas ITI e DTI.
PUBLICAÇÕES
• ARAÚJO, B.A. Análise de resultados experimentais de ensaios em corpos de prova sob corrosão-fadiga em dutos e
estruturas metálicas. Monografia de Graduação, (ANP/PRH-25/UFCG), Campina Grande-PB, Defesa: 14/08/2007;
• ARAÚJO, B.A.; SILVA, A.A.; FARIAS, M.A. Análise de resultados experimentais de ensaios em corpos de prova de
fadiga em materiais para dutos API 5L-X60. In: 4º PDPETRO, 2007, Campinas. Anais do 4º PDPETRO, 2007;
• BARBOSA, J.M.A.; DUDA, F.P.; GUIMARÃES, L.J.; SOUZA, A.C.C. Simulação da evolução de dano em materiais
elásticos com acoplamento de deformação-difusão. CIBIM 8, 2007, Cusco-Perú;
• CARRASCO, J.A.P. Aplicação de modelos de fratura elástica e de dano para a simulação numérica da influência do
hidrogênio na propagação de trincas em aços de alta resistência, Dissertação de Mestrado, PPG-CEMat, UFCG, Defesa:
02/2008;
• CARRASCO, J.A.P.; BARBOSA, J.M.A.; SANTOS, N.C.; SILVA, A.A. Simulación numérica del efecto del hidrógeno en
modelos de cuerpo de prueba sometidos a cargamentos de tracción. In: XVII CNIM, Fev/2008, Gijón-España;
• CARRASCO, J.A.P.; SANTOS, N.C.; SILVA, A.A. Análisis numérico del efecto del hidrógeno sobre las deformaciones
de una chapa cargada axialmente. In: 8° Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica, CIBIM 8, 2007, CuscoPerú;
• CARRASCO, J.P.; SILVA, A.A.; SANTOS, N.C. Numerical simulation of the hydrogen effect on the deformations of test
body models loaded under tensile stress. International Journal of Modeling and Simulation for the Petroleum Industry, v.
1, p.55-62, 08/2007;
• DUDA, F.P.; BARBOSA, J.M; GUIMARÃES, L.J.; SOUZA, A.C. Modeling of coupled deformation-diffusion-damage in
elastic solids, International Journal of Modeling and Simulation for the Petroleum Industry, v. 1, p. 85-91, 2007;
• DUDA, F.P.; SOUZA, A.C.C.; GUIMARÃES, L.J.; BARBOSA, J.M.A. An one dimensional coupled model for deformation,
degradation and solute diffusion in elastic solids. In: Solid Mechanics in Brazil, Foz de Iguaçu. ABCM, 2007. v. 1. p. 199213;
• Nóbrega Sobrinho, C. A., Gadelha Neto, O.S., Santos, N.C., Silva, A.A., Silva, E. M. Study of the phase transformation
of a SAE 1045 Steel by sound velocity measure, 6º Encontro SBPMat, Natal-RN, Out / 2007.
EQUIPE
Antonio Almeida Silva (UFCG)
Marco Antonio dos Santos (UFCG)
José Maria A. Barbosa (UFPE)
Alunos DTI (3); ITI (3); PRH-25 (1)
Colaboladores:
Carlos José de Araújo (UFCG)
Neilor César Santos (CEFET)
Edgard Macedo (CEFET-PB)
Eudésio O. Vilar (UFCG-DEQ)
27
DANOPLEXUS
SIMULAÇÃO MULTI-FÍSICA DA EVOLUÇÃO DE DANOS EM DUTOS SOB EFEITOS AMBIENTAIS
DE CORROSÃO E FRAGILIZAÇÃO PELO HIDROGÊNIO EMPREGANDO O SISTEMA PLEXUS
28
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Felix Christian Guimarães Santos - UFPE
Contato: (81) 2126 8231 R. 216 - e-mail: [email protected]
TÉCNICO RESPONSÁVEL:
Nome: Ismael H. F. Santos PETROBRAS (CENPES)
Contato: (21) 3865-4365 - e-mail: [email protected]
VALOR CONCEDIDO
Recurso FINEP: R$ 108.000,00
Recurso PETROBRAS: R$ 117.894.48
OBJETIVO
Esta proposta tem por objetivo geral o desenvolvimento de modelos, métodos e técnicas que permitam a simulação dos
principais fenômenos que concorrem de forma acoplada para a evolução de danos em dutos carregados (sob tensão) considerando os efeitos dos fatores ambientais de corrosão e fragilização pelo hidrogênio. Este estudo será feito com o auxílio
do MPhyScas, que permite o desenvolvimento de simuladores com grande reusabilidade.
ATIVIDADES PROPOSTAS PARA O PERÍODO
- Foi proposto um remanejamento das atividades, dividindo-as em duas etapas, ou seja, uma etapa até Abril e outra etapa
após Abril (até o final do convênio);
- Basicamente, as atividades relacionadas com elasticidade, difusão e dano estariam nesta primeira etapa, enquanto as
atividades que incluiriam fenômenos associados a corrosão entrariam na segunda etapa;
- Métodos adaptativos no espaço não seriam mais considerados (adaptação do passo no tempo já estava incluída).
ATIVIDADES PROPOSTAS PARA O PERÍODO (SITUAÇÃO JAN/2008)
1. Modelos sem acoplamento:
a) Elasticidade – situação: terminado;
b) Difusão – situação: terminado;
c) Dano – situação: não há simulação independente;
d) Corrosão – situação: falta formulação matemática adequada.
2. Modelos com acoplamentos:
a) Elasticidade-Difusão – situação: terminado;
b) Elasticidade-Dano – situação: em fase de término;
c) Elasticidade-Difusão-Dano – situação: formulações matemática exata e discreta terminadas;
d) Difusão-Corrosão – situação: depende da formulação matemática da corrosão;
29
e) Elasticidade-Difusão-Corrosão – situação: depende da formulação matemática da corrosão;
f) Elasticidade-Difusão-Corrosão-Dano – situação: depende da formulação matemática da corrosão.
3. Tecnologias associadas:
a) Aperfeiçoamento do MPhyScas:
I. Matrizes e vetores de alto desempenho – situação: terminado;
II. Interfaces genéricas para Group’s e resolvedores lineares – situação: terminado;
III. Produção automática de funções de forma e suas derivadas (até 3-D) – situação: terminado;
IV. Automação da geração de pontos e pesos de integração numérica (até 3-D) – situação: terminado;
V. Automação do processo de integração numérica – situação: terminado;
VI. Desenvolvimento da interface gráfica para entrada de dados de simulação – situação: terminado (faltam
alguns aperfeiçoamentos).
b) Processos adaptativos:
I. Estimação de erro para Elasticidade e Difusão – situação: metodologia desenvolvida, falta implementação;
II. Adaptação h da malha geométrica – situação: falta implementação .
PLANEJAMENTO
I) Estacionar a implementação de processos adaptativos (item (3.b)). A geração de malha pode já fornecer uma malha
mais “adaptada”;
II) Utilizando um modelo mais simples de corrosão, como o descrito em (A.a)-(A.d), passamos imediatamente à formulação discreta do fenômeno da corrosão e sua implementação no MPhyScas (item (1.d)) (três meses);
III) Com este resultado passamos para a elaboração e implementação do item (2.d) e (2.e);
IV) Para a execução do item (2.f) não considerar termos relacionados com o fenômeno da corrosão na equação de
dano.
ATIVIDADES EXECUTADAS
I) Formulação mais “simplificada” para corrosão (item 1.d);
II) Simulador para Elasticidade-Difusão-Dano completo (item 2.c).
30
31
32
DIFICULDADES
a) Complexidade dos problemas (acoplamentos requerem recuperação de gradientes, presença de operadores diferenciais
descontínuos, modelagens matemáticas inconsistentes...);
b) MPhyScas está paralelizado somente de forma parcial, o que dificulta o seu desempenho, resultando ainda em longo
tempo de processamento (afetando principalmente os testes).
CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS
a) O re-planejamento de atividades permitiu um caminho para a execução mais objetiva dos objetivos do projeto;
b) Modelo com Elasticidade-Difusão-Dano completo (faltando ainda alguns testes);
c) Modelagem matemática mais simplificada da corrosão permite a sua incorporação junto às outras físicas do problema.
Isto deve demorar alguns meses.
PUBLICAÇÕES
Congressos (trabalhos completos aceitos):
- Acomen 2008 – Belgium;
- HPCS 2008 – Cyprus;
- Eccomas 2008 – Italy;
- PARA 2008 – Norway.
33
Congressos (trabalhos completos em avaliação):
- Cilamce 2008 – Maceió;
- SC 2008 – USA.
EQUIPE
Eduardo Roberto Ribeiro Brito Jr.
José Maria Andrade Barbosa
José Maria Bezerra Silva
Manassés Nascimento Monteiro
Felix C. G. Santos
Sérgio Castelo Branco Soares
Ricardo Massa
Renata Medeiros
Fernando Rocha
César Augusto Oliveira
34
ANEXO I
MODELAGEM DE CORROSÃO METÁLICA EM MEIO AQUOSO
MODELO ELETROQÚIMICO
Transporte iônico – Equação de Nernst - Plank.
Difusão e Eletro-transporte das espécies envolvidas:
Jk : Fluxo da especie k, mol/m2s;
Ck : Concentração da especie k, mol/m3;
zk : Carga (valencia);
Φ : Potencial elétrico no eletrólito;
Sk : Produção e destruição da espécies iônicas.
Lei de Faraday:
Condição de eletro -neutralidade:
Processo eletroquímico no eletrodo (anodo)
Reação anódica no eletrodo
Equação de Nernst no lado anódico.
Potencial do eletrodo com corrente nula
35
Processo eletroquímico no eletrodo (catodo)
Reação catódica no eletrodo:
Reação C predominante cineticamente:
Equação de Nernst no lado catódico:
Processo eletroquímico (Condições de contorno)
Considera fluxo não nulo no eletrodo ativo. Usando a lei de Faraday:
Processo eletroquímico ( Equação de Butler-Volmer)
36
Processo eletroquímico (condições iniciais)
Processo Mecânico
37
MODELO MECÂNICO DE DIFUSÃO POR HIDROGÊNIO
Processo Mecânico nos eletrodos – Eqs. Balanço
Processo Mecânico nos eletrodos – evolução do dano
Processo Mecânico nos eletrodos
Condições de contorno:
Dano:
Difusão:
Condições de contorno – Reações de produção de ions de hidrogênio
38
Condições de contorno – Reações superficiais com o hidrogênio
Reação de redução de Volmer
Reação de recombinação quimica de Tafel
Reação absorção
Condições de contorno – Reações do hidrogênio
Redução Eletroquimica:
Recombinação quimica:
Absorção de hidrogênio no regime permanente;
Absorção de hidrogênio:
Cobertura de hirogênio
REFERÊNCIAS
39
40
MOSINEIP
GERAÇÃO AUTOMÁTICA DE DEFEITOS
DE CORROSÃO EM DUTOS
41
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Silvana Maria Bastos Afonso
Universidade: UFPE
COORDENADOR NA PETROBRAS
Nome: Edmundo Queiroz de Andrade
Gerencia Responsável: MC
Objetivo
Desenvolvimento de ferramentas computacionais para gerar automaticamente modelos para análise via o MEF de defeitos
causados por corrosão em dutos metálicos usados para transporte de hidrocarbonetos.
Histórico
•
•
•
•
Pesquisa na temática abordada há cerca de 8 anos;
Dissertações orientadas e defendidas na área;
Orientações de bolsistas DTI;
Consultoria prestada na área.
PROJETOS EXECUTADOS
•
•
•
“Análise de Integridade e Projeto Econômico de Dutos e Travessias”;
Vigência: (dezembro/2000-Agosto/2004);
Apoio: FINEP/CTPETRO/CNPq, referência no. 1286/00 (convênio nº 65.00.0406.00).
“Análise por elementos finitos de defeitos longitudinais elípticos”;
Vigência: maio/2005-abril/2006;
Financiamento: CENPES/PETROBRAS (projeto Petrobrás Nº 601295).
“Análise de Integridade e Projeto Econômico de Estruturas da Indústria do Petróleo”;
Vigência: agosto/2004-agosto/2006;
Apoio:CNPq/CTPETRO (processo no.502214/2003-1).
Atividades previstas/executadas
6° quadrimestre - Metas Físicas
2. Geração de defeitos elípticos em superfície interna e /ou externa:
Etapas:
2.4 - Script para geração de “n” defeitos elípticos em superfície interna e /ou externa, em posições arbitrárias
do duto;
3. Interface Gráfica;
4. Programa final integrado;
Etapas:
3.3 - Interface gráfica final para defeitos elípticos;
42
4.1 - Interface gráfica final integrando os módulos de geração de defeitos elípticos e retangulares;
5. Análise por elementos finitos (EF) de dutos corroídos considerando defeitos de formato elíptico, cujas geometrias
foram geradas utilizando a interface;
Etapas:
5.1 - Análise adotando discretizações do modelo de EF utilizando o padrão do CENPES (malhas estruturadas);
5.2 - Automatização da visualização dos resultados.
DIFICULDADES E SUGESTÕES
•
•
•
•
Incompatibilidade na visualização dos resultados e análise entre o ANSYS 9.0 e o MSC.Patran 2005;
Dificuldades de atrair/fixar recursos humanos especializados na área;
Inserção de itens; remanejamento de rubricas;
Apoio administrativo para gerir os recursos específicos do presente projeto.
AUTO-AVALIAÇÃO
•
•
•
Os trabalhos foram desenvolvidos de forma bastante satisfatória, produzindo resultados além do esperado;
Maior parte das funções implementadas foram reaproveitadas para defeitos elípticos, o que contribuiu para a
redução do tempo de conclusão das novas tarefas;
A interface gráfica atual é bastante intuitiva e amigável, possuindo o aspecto adotado pelo Sistema do Patran.
INTERFACE GRÁFICA ENGLOBANDO DEFEITOS ELÍPTICOS
43
INTERFACE GRÁFICA DO CARREGAMENTO, CONDIÇÕES DE CONTORNO, E VIZUALIZAÇÃO DO
RESULTADO
Geração de “n” defeitos elípticos internos em posições arbitrarias
44
Geração de “n” defeitos elípticos externos em posições arbitrarias
45
Geração de “n” defeitos elípticos alinhados longitudinalmente externo
Geração de “n” defeitos elípticos alinhados circunferencialmente interno
46
Geração de “n” defeitos elípticos alinhados circunferencialmente externo
ANÁLISES VIA MEF DOS DEFEITOS ELÍPTICOS EM POSIÇÃO ARBITRÁRIA
47
CONCLUSÃO
As ferramentas automáticas do PIPEFLAW se mostraram bastante flexíveis, robustas e eficientes na geração automática
de bons modelos de EF. Desta forma, modelos adequados para simulações precisas e confiáveis podem ser rapidamente
gerados;
Os modelos do PIPEFLAW são criados automaticamente a partir do uso de ferramentas gráficas iterativas criadas durante
o presente projeto. Os modelos criados são portáveis para vários programas comerciais que implementam o MEF;
Através deste projeto, recursos humanos de vários níveis foram e continuam sendo gerados, contribuindo na formação
de mão-de-obra especializada em assunto de grande interesse para o setor;
Presente estágio: a implementação de ferramentas automáticas para geração de “n” defeitos circunferencialmente
e longitudinalmente alinhados, bem como em posição arbitrária ao longo do duto; bem como implementação das
metodologias gráficas correspondentes para os casos acima;
Foram iniciados os procedimentos de visualização automática dos resultados das análises através do ambiente gráfico
do PIPEFLAW;
As ferramentas aqui desenvolvidas servirão de base para a extensão do PIPEFLAW para acomodar outras geometrias a
serem desenvolvidas: defeitos idealizados, defeitos reais para várias configurações de localização dos mesmos ao longo
do duto, etc;
A continuidade deste projeto se dará através de financiamento de recursos da Petrobrás, gerência MC do CENPES com
o projeto de título: Ferramentas Computacionais para Análise de Dutos Corroídos.
48
PUBLICAÇÕES
•
•
•
MOTTA,R.S.; AFONSO, S.M.B.; WILLMERSDORF,R.B.; CABRAL,H.L.D.; TEIXEIRA, M.M.C.A.D.; LYRA, P.R.M.; ANDRADE, E.Q., 2008. “FINITE ELEMENT ANALYSES OF PIPELINES WITH MULTIPLE ELLIPTIC OR RECTANGULAR CORROSION DEFECTS”, CILAMCE2008, MACEIO-AL, Brasil;
MOTTA,R.S.; AFONSO, S.M.B.; WILLMERSDORF,R.B.; CABRAL,H.L.D.; TEIXEIRA, M.M.C.A.D.; LYRA, P.R.M.;
ANDRADE, E.Q., 2008. “MODELAGEM E GERAÇÃO AUTOMÁTICA DE MALHAS DE DUTOS COM DEFEITOS
CAUSADOS POR CORROSÃO LOCALIZADOS EM POSIÇÕES ARBITRÁRIAS”, CILAMCE2008, MACEIO-AL, Brasil;
VALENÇA,C.J.G.M.; FERREIRA ,A.D.M.; MOTTA,R.S.; AFONSO, S.M.B.; LYRA, P.R.M.; WILLMERSDORF,R.B.;
TEIXEIRA, M.M.C.A.D., 2008 “GERAÇÃO AUTOMATIZADA DE MODELOS DE DUTOS COM DEFEITOS CAUSADOS
POR CORROSÃO DE GEOMETRIA RETANGULAR ATRAVÉS DE CRITÉRIOS PRÉ-ESTABELECIDOS”, CILAMCE2008, MACEIO-AL, Brasil.
EQUIPE
Pesquisadores:
Bernardo Horowitz - UFPE
Ézio Araújo - UFPE
Darlan Carvalho – UFPE
Paulo Lyra - UFPE
Ramiro Willmersdorf – UFPE
Silvana Bastos - UFPE
Colaboradores:
Leonardo Guimarães – UFPE
Áurea Holanda – UFC
Evandro Parente – UFC
Gustavo Koury – CEFET
Bolsistas:
No D: 3
No DTI: 2
Hélder Cabral
Manoela Correia
No M: 10
Antônio Souza
Renato Motta
No IC: 11
Rodrigo Pereira
Cláudio Valença
49
MULTFLOW
ESCOAMENTO MULTIFÁSICO EM DUTOS
50
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Antônio Gilson Barbosa de Lima
Universidade: UFCG/UAEM - UFRN/DEQ
Contato: 33101317, 88183209 - e-mail: [email protected]
COORDENADOR NA PETROBRAS (CENPES)
Gerência Responsável: José Roberto Fagundes Neto
(Tecnologia de Elevação, Escoamento e Processamento)
Contato: 21.3865.6510 - e-mail: [email protected]
Técnico Responsável: Eduardo Gaspari
Contato: 21.3865.4396 - e-mail: [email protected]
Recursos
FINEP: R$ 197.182,64
PETROBRAS (CENPES): R$ 98591,32
TOTAL: R$ 295.773,96
OBJETIVOS
• Modelar e simular o escoamento pistonado tipo bolha de Taylor em dutos horizontais e curvados;
• Modelar e Simular o escoamento bifásico gás-líquido através de acessórios e conexões tipo T e
Y em duto circular.
ATIVIDADES PROPOSTAS
• Simulação do escoamento multifásico tipo bolha de Taylor em dutos horizontais;
• Estudo dos parâmetros e mecanismos de interação que ocorrem entre bolhas individualmente e bolha e líquido na esteira no slug de líquido;
• Simulação do escoamento multifásico tipo bolha de Taylor em dutos curvados;
• Simulação do escoamento multifásico tipo bolha de Taylor em conexões tipo T e Y.
ATIVIDADES EXECUTADAS
• Todas as atividades previstas.
51
Simulações (CFX)
52
53
54
Da esq. p. a dir.: 1,2(BFC, ar, monofásico);3,4(Cart,T distorcido, ar, monofásico);5,6,7(água,
monofásico,capilar,Cart.inlets diferentes).Phoenics 3.4.
55
Simulação Bifásica Transiente com Bolha Esférica. R1= 0.2 (ar) e R2 =0.8 (água). Duto de seção
quadrada. Campo de velocidade Fase 1.
DIFICULDADES
ENTENDIMENTO DO MODELO:
Dificuldades estão sendo encontradas em minimizar a dispersão da fase gasosa, bolha de gás, durante
as simulações realizadas. Houve a necessidade de estudar as sub-rotinas e modificá-las para atender
tal situação. O problema ainda não está totalmente resolvido.
CONCLUSÕES
COM RELAÇÃO ÀS ATIVIDADES:
Foram realizadas todas as atividades planejadas e contidas no cronograma, que são: simulação
numérica do escoamento em duto horizontal, curvado e em conexões tipo T e Y, e entendimento do
fenômeno. Devido à complexidade do tema em estudo e do melhor uso do software CFX para resolver
tal problema, as simulações estão passíveis ainda de melhoramento. Bolhas estão se formando
naturalmente ao longo do escoamento.
56
COM RELAÇÃO AO TEMA:
Apesar da procura, continua-se observando na literatura que existem vários trabalhos sobre escoamento
bifásico tipo bolha de Taylor em dutos verticais, contudo escassos são os trabalhos em dutos horizontais,
o que fortalece a equipe executora para ampliar e aprofundar os estudos nesta linha de pesquisa.
PUBLICAÇÕES
• B. G. Coutinho, F. Marcondes, A. G. B. de Lima. Numerical simulation of oil recovery through
water flooding in petroleum reservoir using boundary-fitted coordinates. INTERNATIONAL JOURNAL
OF MODELING AND SIMULATION FOR THE PETROLEUM INDUSTRY, 2008;
• J. L. G. Marinho; R. A. S. Racine; E. Gaspari; S. R. Farias Neto; A. G. B. de Lima Escoamento de bolha
de Taylor em dutos curvados: modelagem e simulação. V CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA
MECÂNICA, 2008;
• R. A. S. Racine; J. L. G. Marinho; S. R. Farias Neto; A. G. B. de Lima. Análise numérica do
comportamento da bolha de Taylor em bifurcações y. V CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA
MECÂNICA, 2008;
• R. A. S. Racine; J. L. G. Marinho; S. R. Farias Neto; A. G. B. de Lima. Simulação numérica do
escoamento de bolha de Taylor em conexões e bifurcações ‘Y’. XVII CONGRESSO BRASILEIRO DE
ENGENHARIA QUÍMICA, 2008;
EQUIPE
Prof. Antonio Gilson Barbosa de Lima (Coordenador) UFCG/UAEM
Prof. Severino Rodrigues de Farias Neto (Pesquisador) UFCG/UAEQ
Profa. Vanja Maria de França Bezerra (Pesquisadora) UFRN/DEQ
José Luis G. Marinho (Mestrando em Eng. Química e Bolsista DTI CNPq) FCG/UAEQ
Ricardo Alexandre Silva Racine (Mestrando em Eng. Química) UFCG/UAEQ
Ana Cláudia Bento Melchiades (Bolsista DTI CNPq) UFCG/UAEM
Marcelo H. R. Nobre (Graduando Eng. de Computação e Bolsista ITI CNPq) FRN/DEQ
Wagner Celso Paiva B. de Lima (Grad. Eng. Mecânica e Bolsista ITI ATECEL) UFCG/UAEM
Júlio Dantas L. Andrade (Grad. Eng. de Computação e Bolsista ITI ATECEL) UFRN/DEQ
57
PLADISPETRO
LOGÍSTICA DE TRANSPORTE DE DERIVADOS
DE PETRÓLEO POR CABOTAGEM
58
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: João Inácio Soletti
Universidade: UFAL/CTEC
Contato: 82.3214.1292 - e-mail: [email protected]
COORDENADOR NA PETROBRAS
Nome: Luiz Fernando de J. Bernardo
Gerência Responsável: Gerente de Distribuição, Logística e Transporte - PETROBRAS CENPES/PDAB/DLT
Contato: 21.3865.6104 - e-mail: [email protected]
VALOR DO PROJETO
R$ 60.000,00
Objetivo
Desenvolver um programa simulador para o sistema de transporte de granéis líquidos, via navios, dos centros produtores
até os centros consumidores objetivando a minimização do custo de logística.
Metas
Meta 01 - Pesquisa bibliográfica complementar e análise dos métodos e técnicas existentes:
ATIVIDADE: Foi realizado um levantamento bibliográfico sobre o tema objeto deste estudo, e métodos de solução, tais como,
programação linear inteira mista, programação dinâmica, redes neurais, dentre outros. Como foram inseridos novos participantes
na equipe, houve necessidade de treinamento dos bolsistas.
EXECUÇÃO: 100% realizada.
CONCLUSÃO PREVISTA MÊS/ANO: Em andamento.
OBSERVAÇÕES: Esta meta é realizada continuamente.
Meta 02 - Aquisição dos equipamentos e adaptação do laboratório:
ATIVIDADE: O laboratório de sistema de separação e otimização de processos encontra-se em ampliação, com previsão de
término prevista para agosto. Foram adquiridos parte dos equipamentos previstos no projeto nos primeiros meses de 2007.
Será solicitado uma mudança de rubrica na comprar de software.
EXECUÇÃO: 70% realizada; 30% a realizar
CONCLUSÃO PREVISTA MÊS/ANO: Junho/2008
OBSERVAÇÕES: Inicialmente pretendia-se adquirir o software ARENA. No entanto após análise optou-se por investir no GAMS,
com a aquisição de novos solvers. Falta a aprovação da rubrica.
59
Meta 03 - Identificação do problema existente:
ATIVIDADE: Esta etapa objetivou a familiarização com o problema de transporte existente, onde foi estudada a condição do
sistema de distribuição de combustíveis via navios, identificando-se as inter-relações entre os centros distribuidores e os
centros consumidores. Não foi iniciado o estudo para o sistema de coleta de petróleo bruto das plataformas e transporte até as
refinarias.
EXECUÇÃO: 90% realizada; 10% a realizar
CONCLUSÃO PREVISTA MÊS/ANO: Junho/2008
OBSERVAÇÕES: Tem-se o domínio do problema na sua essência, no entanto, atualmente existem algumas dificuldades
relacionadas ao entendimento da sistemática de tomada de decisão, quanto ao direcionamento de navios e quanto ao seu
retorno, ou seja, se retorna ao porto de origem ou se é direcionado a um outro centro produtor.
Meta 04 – Estudo de método de decomposição e geração de rotas:
ATIVIDADE: Foram estudados vários métodos de decomposição e geração de rotas, assim como, implementado um sistema de
geração de rotas, associado ao cenário e navios disponíveis.
EXECUÇÃO: 100% realizada
CONCLUSÃO MÊS/ANO: março/2007
OBSERVAÇÕES: O modelo proposto e simulado atende às expectativas.
Meta 05 - Desenvolvimento de modelos matemáticos e simulação para a condição de haver um centro produtor para abastecer
vários centros consumidores (produtos refinados – claros):
ATIVIDADE: Esta condição foi modelada e implementada, tendo sido analisadas todas as variáveis operacionais, associadas ao
problema. Atualmente estão sendo simuladas novas alternativas para implementação do problema de agendamento de navios,
obtidos a partir dos resultados simulados, ANEXO 1
EXECUÇÃO: 100% realizada
CONCLUSÃO MÊS/ANO: maio/2007
OBSERVAÇÕES: Etapa concluída. Estão sendo inseridos ao modelo aspectos voltados ao agendamento dos navios, observandose o atendimento da demanda, e sem que haja conflito nos portos
Meta 06 - Desenvolvimento de modelos matemáticos e simulação para a condição de haver várias plataformas para abastecer
uma refinaria (petróleo bruto):
ATIVIDADE: Neste caso, uma dada refinaria terá o suprimento de petróleo fornecido por diferentes plataformas, considerando
uma determinada frota de navios. A importância deste estudo está no fato que, através dele, poderão ser conhecidas as variáveis
envolvidas o sistema de transporte.
EXECUÇÃO: 80% realizada; 20% a realizar
CONCLUSÃO PREVISTA MÊS/ANO: junho/2008
OBSERVAÇÕES: Três modelos distintos estão sendo desenvolvidos: plataformas; refinarias; e modelagem utilizando estrutura
de grafos.
60
Meta 07 - Desenvolvimento de modelos matemáticos e simulação para a condição de haver mais de um centro produtor que
abasteça vários centros consumidores:
ATIVIDADE: Este modelo representa a condição real do sistema onde um ou mais navio pode transportar um ou mais produtos,
de um centro produtor para diferentes centros consumidores. Em andamento, estudo dos modelos para planejamento
(“scheduling”), a fim de agendar os tempos de viagem associado a cada navio em um determinado horizonte de tempo.
EXECUÇÃO: 80% realizada; 20% a realizar
CONCLUSÃO PREVISTA MÊS/ANO: junho/2008
OBSERVAÇÕES: Este é o objetivo final do projeto visando a obtenção de um modelo que descreva a condição real do sistema
de transporte. Estudo de novas técnicas, utilizando teoria de grafos.
DESEMPENHO COM BASE NAS METAS PROPOSTAS
Considerando as metas propostas, o projeto tem alcançado bons resultados;
Atualmente estamos desenvolvendo modelos de “scheduling” associados a refinarias e plataformas;
Desenvolvimento de novas técnicas matemáticas para solução do problema.
Dificuldades
• Fundações;
• Coleta de dados;
• Entendimento real do processo de distribuição;
• Dificuldade quanto a modelagem do sistema dinâmico;
• Remanejamento dos recursos.
PUBLICAÇÕES
Soletti J. I. , Carvalho S. H. V. , Luna H. P. L. e Soletti L, 2007, “ PLANEJAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE DERIVADOS DE
PETROLEO VIA TRANSPORTE MARÍTIMO”, XXVIII CILAMCE - Iberian Latin American Congress on Computational Methods in
Engineering cidade do Porto , Portugal. Publicado nos anais do congresso;
Soletti J. I. , Carvalho S. H. V. , Luna H. P. L. e Soletti L, 2007 , ”SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE TRANSPORTE NAVAL PARA
DISTRIBUIÇÃO DE PRODUTOS PETROQUÍMICOS” SPOLM , Rio de Janeiro, Anais do congresso;
Já iniciamos e temos como objetivo, ao término deste projeto ,apresentar um software que possibilite ao armador ter uma
ferramenta a mais no planejamento do sistema de distribuição de granéis líquidos;
Está sendo elaborado um artigo final para ser submetido a uma revista internacional.
EQUIPE
João Inácio Soletti
Liliane Soletti
Sandra Helena V. Carvalho
Henrique Pacca L. Luna
Paulo Aliberto Pucu
Dorival Freire Carvalho
Adrian Muract
61
SEGUNDA PARTE
MODELO MATEMÁTICO
CONJUNTOS
ÍNDICES
62
PARÂMETROS
63
variáveis
64
(01) Garante que a demanda seja atendida estritamente;
(02) O somatório dos tempos deve ser menor ou igual ao horizonte de tempo;
(03) Apenas um tipo de produto poderá ocupar o mesmo compartimento;
(04) O somatório dos volumes dos compartimentos não pode ser maior que a capacidade máxima do navio;
(05) O comprimento do navio deve ser menor ou igual ao comprimento do pier de atracamento;
(06) O calado do navio deve ser menor ou igual à profundidade do berço de atracação;
(07) O somatório dos produtos transportados pelos navios deve ser menor ou igual ao estoque de combustível nos portos
das unidades distribuidoras;
(08) O volume de combustível alocado em um determinado compartimento não deve exceder sua capacidade
de armazenamento.
65
ESTUDO DE CASO
Demanda a ser atendida
Atendimento da demanda
Horizonte de tempo
• Prazo máximo para o atendimento da demanda: 25 dias.
66
67
CONCLUSÃO 1
O modelo consegue, dentro dos parâmetros pré-estabelecidos, obter uma condição ótima que reduza os custos
associados ao problema de planejamento de distribuição proposto.
TRABALHOS FUTUROS
- Adequar o modelo a uma condição de transporte real;
- Estudo do problema de escoamento da produção de plataformas;
- Inserir aspectos de “scheduling” ao problema de transporte.
CONCLUSÃO 2
• Os trabalhos estão sendo desenvolvidos, de uma maneira geral, dentro do cronograma proposto. Novos aspectos do
sistema, que não foram idealizados inicialmente, estão sendo estudados.
68
SIMULOP
SIMULAÇÃO DA RECUPERAÇÃO AVANÇADA DE ÓLEOS PESADOS
COM PROCESSAMENTO PARALELO
69
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Ramiro Brito Willmersdorf - UFPE
Contato: 81.2126.8231 - R. 239
E-mail: [email protected]
Coordenador no CENPES:
Nome: Celso Branco
Contato: 21.3865.6701
E-mail: [email protected]
Objetivo Geral
Desenvolvimento e expansão de simuladores computacionais paralelos, que executem eficientemente em “clusters” de
computadores, adequados à simulação de técnicas de recuperação avançada de óleos pesados.
Metas Físicas
• Previstas:
– Simulador térmico operacional, paralelo, auto-adaptativo, testado e validado;
• A realizar:
– Soluções multi-níveis não funcionando ainda;
– Testes e validação.
DIFICULDADES ENCONTRADAS
• Framework usado mostrou-se menos adequado do que o esperado para formulações totalmente implícitas;
• Possível revisão da opinião sobre vantagens do armazenamento em malhas estruturadas;
• Demora no remanejamento prejudicou atualização (e operação) do cluster.
CONCLUSÕES
• Andamento da implementação mais lento do que esperado, não possibilitando recuperar o atraso dos
quadrimestres anteriores;
• Problemas nos modelos podem ser tratados com sucesso.
PERSPECTIVAS
• Espera-se a conclusão das atividades no prazo estendido do projeto;
• Unidade RN mostrou grande interesse em nosso interesse em simulação composicional (in house ou comercial).
PUBLICAÇÕES
• Não houve publicações relacionadas a este projeto neste período;
• Enviadas para os congressos que ocorrerão ao longo do ano.
70
EQUIPE
• PADMEC
Ramiro Brito Willmersdorf
Ézio da Rocha Araújo
Darlan Karlo Elisiário de Carvalho
Rogério Soares
Rafael Cabral Moura
71
VILARES
VISUALIZAÇÃO E MODELAGEM COMPUTACIONAL DE
SISTEMAS ESTRUTURAIS PARA ÁGUAS PROFUNDAS
72
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Adeildo Soares Ramos Jr.
Universidade Federal de Alagoas
Contato: 82.9323.2022
E-mail: [email protected]
COORDENADOR NA PETROBRAS
Nome: Edmundo Queiroz - PDEP/MC
Contato: [email protected]
VALOR DO PROJETO
R$ 531.010,10 (Despesas correntes e de capital: R$ 275.005,45 + Bolsas: 79.001,28 + Contrapartida Petrobras: R$
177.003,40)
OBJETIVOS
•
•
Estudar, desenvolver e implementar ferramentas computacionais para visualização gráfica de resultados obtidos em simulações numéricas de estruturas offshore;
Essas ferramentas permitem a visualização 3D, inclusive com estereoscopia, dos resultados em salas de realidade virtual, aumentando a capacidade de interpretação física dos fenômenos associados ao comportamento mecânico
da dinâmica de linhas de ancoragem e de modelos particulados.
73
Mais especificamente, o objetivo da proposta era desenvolver dois sistemas computacionais:
ATIVIDADES PREVISTAS
1ª ETAPA:
Compra de equipamentos;
Obras e instalações;
Formação de equipes.
2ª ETAPA:
Levantamento bibliográfico;
Estudo das ferramentas computacionais básicas;
Início do desenvolvimento dos sistemas.
3ª e 4ª ETAPAS:
Continuidade no desenvolvimento dos sistemas.
5ª ETAPA:
Continuidade no desenvolvimento dos sistemas;
Incorporação de estereoscópia nos sistemas.
6ª ETAPA:
Testes de modelos;
Validação de resultados;
Participação em workshops;
Participação em congressos.
74
ATIVIDADES EXECUTADAS
1ª ETAPA:
Compra de equipamentos;
Obras e instalações;
Formação de equipes.
2ª ETAPA:
Levantamento bibliográfico;
Estudo das ferramentas computacionais básicas;
Início do desenvolvimento dos sistemas.
3ª e 4ª ETAPAS:
Continuidade no desenvolvimento dos sistemas.
5ª ETAPA:
Continuidade no desenvolvimento dos sistemas;
Incorporação de estereoscópia nos sistemas.
6ª ETAPA:
Testes de modelos;
Validação de resultados;
Participação em workshops;
Participação em congressos.
Desenvolvimento de um ambiente gráfico‑interativo usado na visualização dinâmica de linhas de ancoragens e risers de
estruturas offshore.
75
Visualização de Linhas de Ancoragem e Risers
76
77
78
Visualização dinâmica através do MED
Desenvolvimento de um ambiente gráfico‑interativo usado na visualização dinâmica de problemas de engenharia analisados pelo MED.
79
80
Infra-estrutura e Equipamentos
81
82
DIFICULDADES ENCONTRADAS
- Sala de Visualização: sofreu atraso em sua execução provocado por problemas burocráticos envolvendo o processo
de licitação da empresa responsável pela obra.;
- Contratação de Bolsistas no Início do Projeto.
CONCLUSÃO
Resultados satisfatórios.
Resultados alcançados
- Montagem da Sala de Realidade Virtual;
- Ambiente computacional para visualização de linhas de ancoragem e risers;
- Ambiente computacional para visualização da resposta dinâmica de problemas analisados pelo MED;
- Atividades previstas foram quase que 100% executadas. Execução não seguiu a ordem pré-estabelecida;
- Formação de recursos humanos na área em questão;
- Interação com outras instituições.
MPhyScaS – Um Ambiente para Desenvolvimento Automático de Simuladores Multi-física e Multi-escala
Félix Christian Guimarães Santos
Eduardo Roberto R. de Brito Jr.
83
Continuidade
Execução técnica da pesquisa nos projetos da Rede Temática de Computação Científica e Visualização.
PUBLICAÇÕES
Martins, M.A.L; Fernandes, R.A., Varady Filho, C.A.F., Silva, R.M.S. da, Lira, W.W.M. COMPUTER GRAPHICS PROCEDURES FOR RISERS AND MOORING LINES VISUALIZATION. In 19th Congress of Mechanical Engineering, 2007,
Brasília;
Varady Filho, C.A.F., Martins, M.A.L; Fernandes, R.A., Silva, R.M.S. da, Lira, W.W.M.; DESENVOLVIMENTO DE RECURSOS GRÁFICOS COMPUTACIONAIS PARA VISUALIZAÇÃO DE LINHAS DE ANCONRAGEM E RISERS. In I Congresso de
Engenharia, Ciência e Tecnologia, 2007, Maceió;
Martins, M.A.L, Fernandes, R.A., Varady Filho, C.A.F., Silva, R.M.S. da, Lira, W.W.M.; UM AMBIENTE GRÁFICO COMPUTACIONAL PARA VISUALIZAÇÃO DE CABOS E RISERS. In I Congresso de Engenharia, Ciência e Tecnologia, 2007,
Maceió;
Fernandes, R.A., Martins, M.A.L, Varady Filho, C.A.F., Silva, R.M.S. da, Lira, W.W.M.; UM AMBIENTE DE REALIDADE
VIRTUAL PARA VISUALIZAÇÃO DE LINHAS DE ANCORAGEM E RISERS. In I Congresso de Engenharia, Ciência e Tecnologia, 2007, Maceió;
Fernandes, R.A., Martins, M.A.L, Varady Filho, C.A.F., Silva, R.M.S. da, Lira, W.W.M.; UMA ESTRATÉGIA NUMÉRICA
PARA INTERPOLAÇÃO NODAL DE LINHAS DE ANCORAGEM E RISERS. In I Congresso de Engenharia, Ciência e Tecnologia, 2007, Maceió;
CINTRA, Diogo Tenório ; AMORIM, José Adeildo de ; LIRA, W. W. M. . UMA INTERFACE GRÁFICA-INTERATIVA PARA
VISUALIZAÇÃO DINÂMICA DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS. In: XXVII Cilamce’2006, 2006, Belém. XXVII
Cilamce’2006 - Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering, 2006. v. 01;
ANJOS, Jorel Lopes Rodrigues dos ; SILVEIRA, Eduardo Setton Sampaio da ; LIRA, W. W. M. . DESENVOLVIMENTO DE
UM SISTEMA COMPUTACIONAL PARA A SIMULAÇÃO DINÂMICA DE CRAVAÇÃO DE ESTACAS DE ANCORAGEM. In:
XXVII Cilamce’2006, 2006, Belém. XXVII Cilamce’2006 - Iberian Latin American Congress on Computational Methods in
Engineering, 2006. v. 01.
EQUIPE
William Wagner Matos Lira
Adeildo Soares Ramos Junior
Eduardo Nobre Lages
Eduardo Setton Sampaio da Silveira
José Adeildo Amorim
Rodrigo Mero Sarmento da Silva
Diogo Tenório Cintra
Ricardo Albuquerque Fernandes
Christiano A. Ferrario Varady Filho
Michele Agra Lemos
84
PROJETOS
GERAÇÃO III
Corrodutos
Modelagem de Corrosão Metálica em Meio Aquoso
86
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Antonio Almeida Silva
Universidade: UFCG/UAEM
Contato: 83.3310.1255
E-mail: [email protected]
Coordenador na Petrobras
Nome: Eduardo Hippert Júnior (PETROBRAS-CENPES/PDP/TMEC)
Contato: (21) 3865 7492;
E-mail: [email protected]
Valor do projeto
R$ 306.136,63 (FINEP) + R$ 150.000,00 (CENPES)
OBJETIVOS
• Estudo da fragilização do Aço API 5L-X60 associada tanto a permeação do hidrogênio em sua estrutura cristalina, bem como sua exposição ao sulfeto de hidrogênio;
• Projeto e construção de 02 células de corrosão para permitir a Identificação de parâmetros constitutivos de
amostras sujeitas a carregamento sob ambiente de fragilização por hidrogênio;
• Validação de modelos computacionais de dano contínuo para serem aplicados de forma integrada no projeto
e previsão de vida residual, restauração e monitoração de dutos e estruturas.
EQUIPE
Antonio Almeida Silva (UFCG/DEM)
Carlos José de Araújo (UFCG/DEM)
Eudésio Oliveira Vilar (UFCG/DEM)
Marco Antonio dos Santos (UFCG/DEM)
José Maria A. Barbosa (UFPE/DEMEC)
Neilor Cesar Santos (CEFET-PB)
Edgard de Macedo Silva (CEFET-PB)
Alunos Bolsistas: DTI (3); ITI (2); PRH-25 (1)
- Jorge A. Palma Carrasco
- Marco A. Silva Irmão
- Vera Lúcia A. Freitas
- Bruno Alisson Araújo
87
Cronograma de Execução das Atividades
ATIVIDADES REALIZADAS
1ª META FÍSICA: pesquisa bibliográfica sobre o tema de fragilização por hidrogênio em aços de alta resistência. Indicador físico de execução: (40%)
1- Cursos MEF, reuniões técnicas e grupos de estudos nos temas de interesse, troca de informações entre os
pesquisadores, formação de bolsistas envolvidos;
2ª META FÍSICA: aquisição de materiais permanentes e equipamentos para a melhoria dos ambientes de trabalho.
Indicador físico de execução: (20%)
1- CEFET-PB (3 micros e 1 laptop; reforma de lab. com piso, paredes, iluminação, usinagem e preparação de corpos
de prova);
3ª META FÍSICA: formação e preparação do pessoal envolvido no projeto para o desenvolvimento das atividades. Indicador físico de execução: (20%)
CEFET-PB/UFCG: treinamento com Ultra-som, Curso de Elementos Finitos, Contratação de 01 bolsista ITI (André Felipe
C. Silva), 02 bolsistas DTI (Bruno Allison e Niédson);
4ª META FÍSICA: projeto e construção de células de corrosão eletroquímica para simulação da fragilização por hidrogênio Indicador físico de execução: (20%)
Foram recebidos materiais acrílico, eletrodos Prata, etc.
Célula em fase de usinagem, conforme projeto anexo.
Outros instrumentos estão em fase de compra;
88
Bancada experimental (Lab. Eletroquímica / UFCG)
Vista principal da célula eletroquímica proposta (Araújo, 2007)
89
Célula eletroquímica para determinação da permeabiliade do H2.
ASTM G148-97
5ª META FÍSICA: planejamento experimental, confecção dos corpos de prova e realização de ensaios sob efeito da
fragilização por hidrogênio. Indicador físico de execução: (30%)
1 – Planejamento experimental e realização de ensaios com a célula de corrosão sob condição estática de permeação
de hidrogênio nas amostras, seguido de carregamento numa máquina de ensaio de tração;
2 – Planejamento experimental e realização de ensaios com células de corrosão instaladas numa máquina de ensaio sob
flexão repetida em condições de trabalho contínuo (corrosão-fadiga).
Ensaios de Laboratório UFCG (Wanderley / Vera Lúcia):
Corpos de prova de Aço API X60 (Normas ASTM E8M-04 e ASTM G49-85).
90
Realização de ensaios experimentais para identificação de parâmetros (Amostras de Aço API 5L X60 – como recebido)
Máquina de Ensaios INSTRON (LAMMEA/UFCG)
Curva de tração-deformação para um aço API 5L-X60, Relatório 04/2008).
91
CONCLUSÕES
• Grande parte da revisão bibliográfica já vem sendo conduzida pela mesma equipe do projeto Danodutos, o que irá abreviar esta etapa neste projeto;
• Os ensaios para identificação experimental avançaram bastante nos últimos meses. A parte de ensaios do material sem a ação do hidrogênio já tem resultados promissores. A parte de hidrogenação deverá ser iniciada no próximo mês;
• As atividades com Células de corrosão também já avançaram um pouco mais. Um primeiro protótipo está em fase
de usinagem, e já foi planejado alguns experimentos com amostras padronizadas de corpos de provas sob várias condições de fragilização;
• Algumas ações para sanar dificuldades no processo de licitação de obras e importação de equipamentos está
sendo tentada junto à fundações locais.
92
HPCIn
computação de alto desempenho
93
APRESENTAÇÃO
Coordenador:
Manoel E. de Lima - CIn-UFPE
E-mail: [email protected]
Coordenador no CENPES:
Ismael H. F. Santos - CENPES
Telefone: 21.3865.4365
E-mail: [email protected]
AGENDA
•
•
•
•
•
•
•
–
•
•
Contextualização do problema;
Motivação;
Paradigma HardwareXsoftware;
Plataformas;
Plataforma RASC;
Plataforma PCI;
MAC;
Plataforma PCI/AVNET (prova de conceito);
Conclusões;
Próximos passos.
INTRODUÇÃO E MOTIVAÇÃO
• Existe uma demanda crescente por desempenho computacional em diversas aplicações:
94
Limitação de Velocidade de Soluções com CPUs Tradicionais
• Limite Térmico do Silício:
Motivação
95
Computação de alto desempenho
96
Análise Hardware/Software
PROBLEMA
• Desenvolver módulos de software;
• Desenvolver módulos de hardware;
• Integrar hwxsw.
97
Plataformas
•
•
•
•
•
Cray-XD1
Sun/Timelogic
• PCI, PCI-X, PCI-e
SGI-Altix350
• PCI-e
Extremedata
• Infinitband
• Xeon
……………..
• Numalink
• Itanium
• ………..
• Opteron
• PowerPC
• …………….
• Xilinx
• Altera
• RASC (SGI)
• PCI
98
Ambiente de Desenvolvimento Completo
O RASC
•
•
•
Supercomputador reconfigurável de aplicação específica desenvolvido pela SGI (Silicon Graphics);
Formado por dois módulos:
– Altix 350 – Módulo de computação base;
– RC100 – Módulo reconfigurável.
Os módulos se comunicam através de uma interface NUMAlink (3,2GB/s).
99
O Altix 350
•
•
•
•
•
Duas portas SGI NUMAlink 4 (3.2 GB/s);
Um ou dois Intel Itanium 2 (1.4 GHz);
Até 24 GB DIMM RAM;
Quatro slots PCI/PCI-X;
Suporte a Ethernet, SCSI, DVD-ROM, USB...
O RC100
ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
•
•
•
•
Execução remota do HelloWorld;
Desenvolvimento de uma estrutura de projeto modular;
Desenvolvimento de um núcleo (core) multiplicador de matrizes inteiras;
Estudo e domínio da ferramenta de simulação.
Plataforma PCI (prova de conceito)
Desenvolvimento de um Device Driver, em Linux, para acessar um dispositivo via barramento PCI (AVNet board);
Geração de CorePCI no CoreGenerator da Xilinx;
Prototipação do CorePCI juntamente com uma aplicação de teste, para validar a troca de dados entre PC e FPGA via
barramento PCI.
Plataforma AVNET – Xilinx Virtex-II
6 Milhões de gates
100
Aplicação do MAC
O co-processador: Virtex II – XC2v6000
MAC
• Padrão 754-IEEE/ANSI
101
• Pipeline:
• Arquitetura:
– Pipeline de 14 estágios
– 55 unidades internas
102
• Desempenho Esperado MAC 64 bits/FPGA
MAC – Acesso à memória/RASC
• Custo de acesso por MAC na plataforma RASC
– 64 bits * 2 * 200 MHz = 3.2 Gbytes/MAC
• Estratégia de acesso em função da biblioteca
– BLAS 1 (Sem Reuso de dados) (vetor x vetor)
• 3.2 Gbytes/MAC
– BLAS 2 (Reuso de Linha) (vetor x matriz)
• 1.6 Gbytes/MAC
– BLAS 3 (Reuso de Linha e Coluna) (matriz x matriz)
• 3.2*2/n Gbytes/ MAC
DESAFIOS RASC (RESOLVIDOS)
• Incompatibilidade de Ambientes e Acesso Remoto:
– Alguns aplicativos eram compatíveis com o processador Itanium e Linux Red Hat (ambiente da Altix 350),
diferente do que temos em nosso laboratório;
• Ferramenta de depuração e compilação:
– Dificuldade em depurar os cores já em FPGA usando a ferramenta de debug gdbFPGA;
– Debug em Hardware limitado;
– Problemas com versão ImpulseC para plataforma RASC;
• Simulação antes de prototipação:
– Problemas na geração de Makefiles para trabalhar com múltiplas linguagens;
• RASC Core Services – Verilog;
• Algoritmo – VHDL;
• Integração do algoritmo:
– O processo de integração com o core é 100% manual (margem a inserção de erros);
• Atualização de Ferramentas:
– As ferramentas estão sendo constantemente atualizadas pela SGI.
103
DESAFIOS – PCI (RESOLVIDOS)
• Integração do IP-core na plataforma;
• Desenvolvimento de device drivers especiais para suportar aplicações no FPGA da placa PCI.
METAS REALIZADAS NO PERÍODO
• Implantação de um laboratório específico para o projeto (≈ 43 m2);
• Aquisição de estações de trabalho e servidor;
• Implementação do MAC (64 bits, ponto flutuante);
• Estudo e compreensão do sistema RASC;
• Uma dissertação de Mestrado;
• Uma Tese de Doutorado;
• Três trabalhos na revista RPCMOD;
• Dois trabalhos submetidos a congressos QUALIS A.
PRÓXIMOS PASSOS
• Finalizar simulações dos núcleos de hardware (cores) já desenvolvidos e corrigir os problemas identificados;
• Disponibilizar ferramentas no RASC para automatizar ao máximo o desenvolvimento do projeto e da simulação afim de aumentar a produtividade da equipe;
• Implementar: BLAS 1; BLAS 2; BLAS 3 nas plataformas PCI, PCI-X, PCI-e, RASC;
• Análise de desempenho e potência;
• Especificar e adquirir plataformas PCI e Supercomputador/FPGA.
EQUIPE
• 5 professores Doutores
– UFPE, CEFET, UPE;
• 2 alunos de doutorado;
• 5 alunos de mestrado;
• 8 alunos de IC;
• 1 auxiliar técnico – administrative.
104
MPhyScaS
Multi-Physics and Multi-Scale Solver Environment
105
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Sérgio Soares
E-mail: [email protected]
Universidade: UPE
OBJETIVO
Construção de um ambiente para o desenvolvimento automático de simuladores multi-físicos baseados no Método do
Elemento Finito (FEM).
MOTIVAÇÃO
• Potencializar o reuso de algoritmos e componentes de software implementados e validados;
• Implementar um repositório para facilitar o acesso e gestão de componentes de software;
• Automatizar tarefas repetitivas na construção de simuladores.
CARACTERÍSTICAS
• Repositório de componentes de software científicos;
• Interface para modelagem e geração de simuladores;
• Interface para entrada de dados e execução de simulação;
• Framework de simulação.
VISÃO GERAL
106
Arquitetura Candidata
• Repositório de componentes:
– Contém códigos-fonte, bibliotecas, executáveis, descrição de interface, parâmetros e documentação de cada componente;
– Ferramenta de administração do repositório;
– Permite realizar cadastro e busca por componentes;
• Ferramenta de modelagem e geração (Builder):
– Definição de um novo simulador a partir da composição de componentes do repositório;
– Geração do produto final - simulador modelado;
– Framework de simulação;
– Implementa infra-estrutura de simulação;
• Interface de entrada de dados de simulação;
– Apresenta a estrutura e documentação do simulador;
– Permite entrar dados para a simulação;
– Interface de configuração (Configurator);
– Permite alterar a estrutura de um simulador já gerado (sem acesso ao repositório do Builder);
• Pré-processador:
– Processamento dos dados necessários à execução da simulação.
ABORDAGEM INICIAL - CONCLUÍDA
•
Implementação do protótipo de um simulador:
– Geração de UM simulador usando o MPhyScaS;
– Melhor entendimento dos requisitos;
– Utilizando experiência e resultados do projeto Danoplexus.
ESTÁGIO ATUAL
•
Implementação do sistema final:
– Trabalho com o protótipo foi concluído;
– Interface única com 3 perspectivas;
– Builder/Configurator;
– Repository;
– Simulator: interface de entrada dos dados para a simulação (em andamento).
107
INTERFACE ATUAL
PRÓXIMOS PASSOS
• Definição de requisitos do Repositório;
• Definição do Banco de Dados;
• Implementação da infra-estrutura do Repositório.
MILESTONES
02/05 Release 11: Infra-estrutura do repositório criada;
23/05 Release 12: Construção de Kernel, Blocos e Grupos (Builder);
06/06 Release 13: Builder funcional: adaptação para nova interface e formatos de arquivos;
20/06 Release 14: Repositório funcional;
04/07 Release 15: Pré-processamento;
18/07 Release 16: Integração com framework de simulação.
DIFICULDADES
•
•
Dificuldade em implementar bolsas CNPq:
– Ainda há uma bolsa solicitada em Jan/2008 não implantada;
Burocracia das fundações:
– 1o aporte (FINEP) em Jan/2008 (4o mês);
– 2o aporte (CENPES) em Abr/2008 (7o mês).
CONCLUSÃO
•
•
•
Apesar dessas dificuldades, o projeto não sofreu atraso no cronograma;
O projeto avança com progressos contínuo;
Sucesso na aplicação de:
– técnicas de desenvolvimento ágeis (Scrum);
– ferramentas de gerência de projetos (controle de versão, publicação de documentação e testes).
108
PUBLICAÇÕES
•
•
Dynamic Interfaces for Multi-physics Simulators. César Oliveira, Fernando Rocha, Renata Medeiros, Ricardo Lima, Sérgio Soares, Félix Santos, Ismael Santos. International Journal of Modeling and Simulation for the Petroleum In
dustry, 2008;
Automatic GUI generation with support on input data validation. Fernando Rocha, Renata Medeiros, César Oliveira, Sérgio Soares, Ricardo Massa, Félix Santos, Ismael Santos. 21st ACM Symposium on User Interface Software and Technology, 2008.
109
PREDEM
Geração de Partículas para o Método dos Elementos
Discretos a partir de Técnicas de Reconhecimento de Padrões
110
APRESENTAÇÃO
COORDENADOR NA REDE
Nome: Adeildo Soares Ramos Júnior
Universidade: UFAL
E-mail: [email protected]
COORDENADOR NA PETROBRAS
Nome: Edmundo Queiroz/Isaías Masetti
Gerência Responsável: PDEP/MC
Contato: [email protected]
VALOR DO PROJETO
R$ 286.982,88 (Despesas correntes e de capital: R$ 59.421,48 + Bolsas: R$ 46.701,40 + Contrapartida Petrobras: R$
180.860,00).
MOTIVAÇÃO
• Necessidade de uma representação mais realística da malha inicial do método dos elementos discretos.
OBJETIVOS GERAIS
• Definir uma sistemática para a geração da malha inicial de elementos discretos a partir do emprego de técnicas de reconhecimento de padrão, buscando-se incorporar na malha gerada a variabilidade espacial, a granulometria e a porosidade.
ATIVIDADES PREVISTAS
111
ATIVIDADES EXECUTADAS
Janeiro de 2008 a Abril de 2008
Distribuição das Atividades
Técnicas DIFICULDADES ENCONTRADAS
• Dificuldade de substituição do bolsista para a atividade de processamento de imagens;
• Demora no repasse para a FUNDEPES dos recursos Petrobras.
112
CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS
•
•
•
Apesar das dificuldades iniciais para contratação do bolsista para a atividade de processamento de imagens, as atividades técnicas restantes do projeto estão sendo desenvolvidas de forma satisfatória e com boa perspectivas de resultados;
Com base nos resultados produzidos até o momento, percebe-se que o uso de modelos estatísticos permitirá uma simulação mais realística da representação da distribuição espacial e granulométrica do meio granular;
As atividades laboratoriais ligadas à coleta de imagens estão com as metodologias sendo definidas.
PUBLICAÇÕES
Trabalho de conclusão de curso:
Título: A simulação de processos pontuais em problemas de engenharia
Aluno: Giancarlo de Gusmão Gonçalves
Trabalho submetido no CILAMCE 2008:
Título: Simulação de processos pontuais em problemas de engenharia
Autores: Giancarlo de Gusmão Gonçalves, William Wagner Matos Lira, Alejandro Frery e Adeildo Soares Ramos Júnior
EQUIPE
Doutores da instituição envolvidos:
Adeildo Soares Ramos Jr
Eduardo Nobre Lages
Alejandro Frery
William Wagner de Matos Lyra
Viviane Carrilho Leão Ramos
Doutorando:
Heitor S. Ramos Filho
Bolsistas ITI: 3
Valkiria Calheiros da Silva
Ivânia Silva de Lima
Definição em andamento
Bolsistas DTI: 1
Edwin (em processo de contratação)
DADOS COLETADOS
Caracterização física:
113
Ensaio de Granulometria
Cálculo de Índice de vazios
O índice de vazios é calculado a partir de outros índices físicos.
Índices Físicos
Índice de Vazios Máximo e Mínimo de Areias
emin
emax
114
METODOLOGIA
As principais etapas do projeto do pré-processador são:
1. Coleta de dados – coleta de amostras de solos e aquisição das imagens das amostras sob condições controáveis e repetíveis;
2. Indexação e processamento das imagens – análise prévia das imagens e indexação em função do local e das condições de captura a fim de deixá-las aptas para a análise automática;
3. Extração de informações de granulometria – aplicações de técnicas de granulometria para obtenção das estimativas da distribuição espacial dos elementos de interesse no solo;
4. Proposta e validação de modelos estatísticos paramétricos - aplicação de modelos estatísticos paramétricos parsi
moniosos e expressivos que descrevam a distribuição granulométrica do solo;
HISTÓRICO E JUSTIFICATIVAS
•
•
•
Projetos DEM e DEM-Paralelo contratado junto ao setor de Métodos Científicos do Cenpes para simular a
cravação de estacas torpedo;
Constatou-se a necessidade de automatizar a malha inicial de partículas;
Dificuldade de uma representação realística da granulometria, porosidade e da distribuição espacial para representação do solo.
INTRODUÇÃO
•
•
•
O Método dos Elementos Discretos (DEM) mostra-se bastante promissor na simulação de problemas que envolvem
fenômenos de fragmentação ou fraturamento, impacto e colisão, cravação e fluxo, entre outros;
Este método consiste na discretização do domínio em um número grande de partículas separadas e,
possivelmente, conectadas em pontos discretos ao longo de sua superfície;
A principal vantagem deste método consiste na não dependência da hipótese do contínuo, o que explica sua boa adaptação a problemas envolvendo meios granulares ou frágeis.
115
Tech-Petro
Desenvolvimento de Tecnologias:
Realidade Aumentada Sem Marcadores e Reconstrução 3D
116
APRESENTAÇÃO
COORDENADORA NA REDE
Nome: Judith Kelner – Cin/UFPE
Contato: [email protected]
Vice-Coordenadora na Rede:
Nome: Veronica Teichrieb
Contato: [email protected]
COORDENADOR NA PETROBRAS
Nome: Ismael Santos
Contato: [email protected]
OBJETIVO
• Estudar, analisar e desenvolver infra-estrutura de software para soluções baseadas em:
1) Reconstrução 3D (R3D) a partir de imagens 2D
2) Realidade Aumentada Sem Marcadores (MAR)
• Implementar soluções baseadas em um framework:
1) Aplicações para a Engenharia
ATIVIDADES OUT-ABR/08
• Estudo áreas R3D e MAR:
– Estudo aprofundado de técnicas específicas: R3D e MAR;
• Montagem da infra-estrutura;
• Implementação de protótipos: R3D e MAR;
• Especificação de requisitos do framework;
• Implementação do framework;
• Estudos de caso para validação do framework;
• Otimização das técnicas;
• Documentação do framework;
• Produção científica: 3 artigos submetidos CILAMCE;
• Formação de recursos humanos: 2 doutorandos, 2 mestres, 8 mestrandos, 2 ICs .
DIFICULDADES
• Compreensão dos conceitos matemáticas e estatísticos complexos envolvidos;
• Falta de documentação de algumas técnicas e bibliotecas;
• Implementação das bolsas.
117
CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS
• Cronograma cumprido para os seis primeiros meses do projeto
• Resultados
– Protótipo do framework de MAR
• 2 técnicas Model Based (IPB e TBD) com estudos de casos
• + 1 técnica Edge Based sendo refinada
• + 1 técnica SfM Based sendo refinada
Resultados: SfM Based
Resultados: Model Based
118
EQUIPE
Coordenação:
Prof. Judith Kelner
Prof. Veronica Teichrieb
Equipe:
2 doutorandos
2 mestres
8 mestrandos
2 graduandos
119
PROJETOS
GERAÇÃO IV
COMPHPC
Arquitetura de Componentes de Alto Desempenho Adaptada a
Automatização do Desenvolvimento de Simuladores Multi-física
121
APRESENTAÇÃO
COORDENADORA NA REDE
Nome: Felix Christian Guimarães Santos - UFPE
Contato: (81) 2126 8231 R. 216 - e-mail: [email protected]
CO-EXECUTORES:
UPE
COORDENADOR NA PETROBRAS
Ismael Santos - Cenpes/Petrobrás
E-mail: [email protected]
VALOR SOLICITADO
Recurso FINEP: R$ 383.399,43
VALOR CONCEDIDO
Recurso FINEP: R$ 358.296,71
Recurso PETROBRAS: R$ 117.894.48
OBJETIVOS
a. Analisar as características do CCA;
b. Desenvolver uma estratégia de componentização de códigos legados (simuladores) utilizando o CCA;
c. Componentizar um código legado relevante para o Cenpes de forma compatível com o CCA;
d. Modificar a arquitetura do MPhyScas para que possa produzir simuladores paralelos;
e. Desenvolver um simulador com o MPhyScas que implemente a aplicação do Cenpes considerada neste projeto (exemplo);
f. Análise de desempenho das aplicações.
122
123
124
125
126
127
128
OUTRAS CARACTERÍSTICAS
a. Comunicação com uso intensivo de threads para que processos possam comunicar entre si e processar dados ao mesmo tempo;
b. Arquitetura hierárquica com refinamento intenso do processamento permite o gerenciamento de vários níveis de memória, incluindo os níveis de cache e o uso tecnologias de aceleração com o uso de cells, gpu´s, fpga´s, sem afetar os níveis mais altos do processamento;
c. A formatação dos dados distribuídos e o encapsulamento dos mecanismos de comunicação permitem que cada processo funcione quase como se fosse um programa serial (em SPMD);
d. A hierarquia permite que métodos de “scheduling” sejam empregados possibilitando esquemas em MPMD,
podendo significar ganhos significativos em escalabilidade.
PRINCIPAIS IMPACTOS
a. Detalhamento de estratégias para componentização de simuladores com documentação detalhada e estudos de casos reais;
b. Simulador legado relevante componentizado e com acesso a HPC;
c. Framework (MPhyScas) compatível com o CCA e operante, permitindo seu uso no desenvolvimento de outros simuladores de forma que o acesso a HPC seja o mais transparente possível para o desenvolvedor;
d. Treinamento de profissionais dentro e fora do Cenpes no uso da tecnologia de componentes.
EQUIPE
Eduardo Roberto Ribeiro Brito Jr.
José Maria Andrade Barbosa
José Maria Bezerra Silva
Manassés Nascimento Monteiro
Felix C. G. Santos
Sérgio Castelo Branco Soares
Ricardo Massa
Renata Medeiros
Fernando Rocha
César Augusto Oliveira
129
COREFLOW
Efeito da Técnica COREFLOW na Termofluidodinâmica do Escoamento e
Transporte de Petróleo Ultra-Viscoso em Dutos
130
APRESENTAÇÃO
COORDENADORA NA REDE
Nome: Antonio Gilson Barbosa de Lima
Universidades: UFCG/UAEM - UFRN/DEQ
Contato: 83 33101317, 88183209
E-mail: [email protected]
COORDENADOR NA PETROBRAS
Gerência Responsável: José Roberto Fagundes Neto (Tecnologia de Elevação, Escoamento e Processamento)
Contato: 21 3865-6510
E-mail: [email protected]
Técnico Responsável: Carlos Henrique Monteiro de Carvalho
Contato: 21 3865 6903
E-mail: [email protected]
RECURSOS:
FINEP: R$ 181246,92
PETROBRAS (CENPES): R$ 149532,00
TOTAL: R$ 330778,92
OBJETIVOS
•
•
•
Simular o escoamento multifásico não-isotérmico de óleos pesados em dutos horizontais;
Simular o escoamento multifásico não-isotérmico de óleos pesados em dutos verticais;
Estudar a redução de atrito e distribuição de velocidade, pressão, fração de vazio e temperatura das fases presentes no escoamento.
Óleos Pesados
131
problemas
A PESQUISA
132
FRAGILPLEX
MODELAGEM DO COMPORTAMENTO DA FRAGILIZAÇÃO, POR TRANSFORMAÇÃO DE FASE,
DOS AÇOS INOXIDÁVEIS SUPER-DUPLEX E DUPLEX UTILIZADOS EM TUBULAÇÕES
133
APRESENTAÇÃO
COORDENADORA NA REDE
Nome: Prof. Neilor Cesar dos Santos (GSCMat)
CSTAInd/AInd/CEFETPB,
Conato: [email protected]
Contato CENPES/PETROBRAS:
Marcelo Torres Piza Daes
OBJETIVO GERAL
Desenvolver modelos computacionais para simulação do comportamento em serviço de tubulações de aço inoxidáveis
duplex e super-duplex, sujeitos a fragilização por transformação de fase, a partir de identificação de parâmetros de ensaios
não destrutivos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Utilizar parâmetros de ensaios não-destrutivos para caracterizar a cinética de fragilização em aços inoxidáveis duplex e
super-duplex;
Desenvolver modelos computacionais que possam correlacionar os parâmetros de ensaios não-destrutivos, a cinética de
fragilização dos aços inoxidáveis duplex;
Simular o comportamento mecânico dos aços inoxidáveis duplex, em serviço, sujeitos a diferentes níveis de fragilização.
APLICAÇÕES
Utilizados nas indústrias química e petroquímica, de papel e celulose, siderúrgicas, alimentícias e de geração de
energia.
134
AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX – Diagrama de precipitações
135
METAS FÍSICAS
EQUIPE
Prof. Neilor Cesar dos Santos (Dr., CEFET-PB);
Prof. Edgard de Macedo Silva (Dr., CEFETPB);
Prof. Carlos José de Araújo (Dr., UFCG);
Prof. Antonio Almeida Silva (Dr., UFCG).
Colaboradores
Prof. Fernando Pereira Duda (Dr., COPPE/UFRJ);
Prof. Sergio Souto Maior Tavares (Dr., UFF).
136
QUAINT
Propagação de Incertezas na Simulação de Reservatórios de Petróleo
137
APRESENTAÇÃO
SIMULAÇÃO DETERMINÍSTICA
SIMULAÇÃO ESTOCÁSTICA
138
MÉTODOS CLÁSSICOS
•
Baseados em amostragem:
– Monte Carlo (e variações);
– Quase Monte Carlo;
– Amostragem com Hipercubo.
MÉTODOS EFICIENTES
• Redução no número de amostras:
– Caos polinomial para representação da saída;
– Karhunem-Loeve pare representação da entrada;
– Coeficientes polinomiais calculados com colocação estocástica.
OBJETIVO
Estudar, entender e implementar métodos de simulação estocástica eficientes aplicados à simulação de reservatório de
petróleo (caixa preta), com aplicações a ajuste histórico.
METAS FÍSICAS E ATIVIDADES
• Revisão bibliográfica:
– Aquisição de literatura;
– Estado da arte.
139
• Estudo de Caos Polinomial:
– Desenvolvimento teórico;
• Estudo das Decomposições de Karhunem-Loeve:
– Desenvolvimento teórico.
• Estudo das Decomposições Espectrais de Posto:
– Desenvolvimento teórico.
• Implementação Seqüencial de Caos Polinomial:
– Código seqüencial.
• Implementação Seqüencial de Karhunem-Loeve:
– Código seqüencial.
• Implementação Seqüencial das Decomposições Espectrais de posto:
– Código seqüencial.
• Implementação Paralela dos Algoritmos:
– Código transportado para clusters de computadores.
• Comparação com técnicas de Monte Carlo:
– Testes comparativos, seqüenciais e paralelos.
• Aplicação a problemas inversos – ajuste histórico de produção:
– Aplicação a reservatórios sintéticos;
– Aplicação a reservatórios reais.
• Aplicação a propagação de incertezas – gerenciamento da produção
– Aplicação a reservatórios sintéticos;
– Aplicação a reservatórios reais.
• Discretização do espaço probabilístico:
– Implementação p;
– Implementação hp.
EQUIPE
PADMEC-UFPE
Bernardo Horowitz
Ézio da Rocha Araújo
Paulo Roberto Maciel Lyra
Ramiro Brito Willmersdorf
Silvana Maria Bastos Afonso
Alunos IC, Mestrado, Doutorado
140
SMAMODEL
Modelagem e Identificação de Parâmetros em Atuadores de Materiais Inteligentes
para Geração de Força em Estruturas do Setor de Petróleo e Gás
141
APRESENTAÇÃO
COORDENADORA NA REDE
Nome: Prof. Carlos José de Araújo - UFCG
E-mail: [email protected]
Coordenador na Petrobras:
Eng. José Luiz Arias Vidal
OBJETIVO GERAL
Desenvolver a modelagem e conseqüente simulação do comportamento termomecânico de atuadores de ligas com memória
de forma (LMF) visando sua aplicabilidade para geração de esforços mecânicos em estruturas e/ou equipamentos do setor
de petróleo e gás, principalmente aquelas incorporando uniões aparafusadas.
142
143
144
EQUIPE
Prof. Carlos José de Araújo (Dr., UFCG)
Prof. Antonio Almeida Silva (Dr., UFCG)
Prof. Celso Rosendo Bezerra Filho (Dr., UFCG)
Prof. Neilor César dos Santos (Dr., CEFET-PB)
Prof. Cícero da Rocha Souto (MSc., UFCG)
Colaboradores:
Prof. Marcelo Amorim Savi (Dr., COPPE/UFRJ)
Prof. Walter Andrés Vermehren Valenzuela (MSc., UEA)
145
146