Incidentes envolvendo despejo de poluentes em meios hídricos vem se tornando cada vez mais frequentes, tornando importante o estudo de novos métodos a fim de desenvolver estratégias que permitam prever esses episódios e amenizar seus danos à natureza e à vida humana. O presente trabalho tem como objetivo fazer uma comparação entre modelos unidimensionais de difusão e advecção para a dispersão de poluentes usando como exemplo de aplicação o rio Paraibuna, com o propósito de discutir e explorar as características de cada modelo. Para isso, foram utilizados o método GILTT (Generalized Integral Laplace Transform Technique) e o método de Taylor para obter a solução do modelo difusivo e o método de Separação de Variáveis com Transformada de Laplace para a solução do modelo advectivo. São apresentadas simulações de dispersão de poluentes para cada metodologia e os resultados são discutidos e comparados com dados reais observados obtidos em literatura. Os resultados mostram que no modelo advectivo, a nuvem de poluente permanece compacta durante todo o processo, apresentando uma boa aproximação do momento no qual ocorre a concentração máxima em uma posição fixa; enquanto no modelo difusivo, para ambas as soluções, nota-se que a quantidade de poluente é maior em locais próximos a fonte, levando um tempo considerável para sua diluição. Foi possível concluir que cada modelo fornece informações satisfatórias que vão de encontro as expectativas teóricas para a dispersão de poluentes e que a metodologia utilizada foi prática e eficaz para os propósitos deste trabalho.
A poluição dos corpos hídricos e formas de minimizá-la têm sido pautas cada vez mais discutidas na atualidade, de modo que a modelagem matemática vem desempenhando um papel essencial para o estudo do comportamento de poluentes quando inseridos em mares e rios. No presente trabalho, foi utilizado o método Generalized Integral Laplace Transform Technique (GILTT) para o cálculo da solução de um modelo bidimensional e transiente de advecção-difusão para descrever o transporte de efluentes contaminantes em meios hídricos, e foram realizadas simulações computacionais utilizando dados de experimento de campo com o intuito de validar o modelo utilizado. Os resultados mostram que, comparados aos dados experimentais encontrados na literatura, os dados simulados podem ser utilizados para a modelagem do problema em questão, tornando possível concluir que a metodologia utilizada, além de prática, está de acordo com o processo de dispersão de poluentes que ocorre na realidade.
The following work aims to present the numerical solution for a two-dimensional and transient model for heat transfer on storage bins during the period of one year, in which it was supposed that the structure is exposed to ambient temperature, which depends on time. From this hypothesis, it was executed curve fitting of a relation between those quantities, using meteorological data from the city of Pelotas/RS in the year 2021, and the influence that the outside temperature of a bin has over the process of heat transfer that occurs inside the structure was analyzed. Upon executing simulations of heat transfer inside fictitious bins located in this southern Brazilian city, results show that the boundary condition causes considerable variations in grain temperature, which are more intense in points near the bin's surface. Furthermore, it was concluded that containers of least storage show larger variations in inner temperature during the analyzed period when compared to the behavior of bins containing larger sizes.
Rice is one of the most consumed cereals in the world, and the cultivation of this crop has significant relevance in the southern region of Brazil. When subjected to inadequate conditions of temperature and humidity, rice becomes susceptible to attacks from pests and fungi and, therefore, care in the storage process is of paramount importance, since this is largely responsible for the quality of the harvest. Such care allows the food to arrive without harm to the consumer. In this sense, the mathematical modeling, among numerous possibilities, allows for evaluating the internal temperature of a silo and, through this, taking preventive measures so that the grains maintain their quality. The objective of this work is to model the heat transfer process in a silo prototype containing rice in husk through the explicit finite difference method for a one-dimensional and transient model considering two approaches centered on the spatial derivative: error of order 2 and 4. In addition, the thermal diffusivity of the grain with average value was analyzed. The results obtained by the solutions were analyzed through graphs and statistical indexes comparing with the experimental data of the literature, and the computer simulation was performed through the Google Colab platform. The chosen methodology proved effective for the work, and the predicted temperatures for the approximations of order 2 and 4 denote similarities both graphically and in the precision of the statistical indexes.
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