No abstract

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The purpose of this work is to efficiently evaluate the design of cathodic protection (CP) systems of tank bottoms using concentric ring or linear anodes. As customary in current CP systems, the outer surface of the tank bottom is usually in electrical contact with a slender homogeneous layer of conductive concrete (or something similar) which in turn is in direct contact with the homogeneous deep soil region. The boundary element method (BEM) together with a subregion technique has been widely adopted to analyse such CP systems where the domain consists of two (or even more) homogeneous zones. However, the numerical solution of the final matrix system of equations can be quite time-consuming, especially if the slender intermediate layer is to be discretised, requiring a considerable number of elements, due to its somewhat reduced thickness. To overcome this problem, the present work proposes a new methodology in which the slender subregion is indirectly introduced, as a theoretically created polarisation curve, acting as a new boundary condition at the boundary of the soil domain (original common interface). Numerical simulations have been carried out using BEM implementations and results are discussed, including CP studies of practical axisymmetric and three-dimensional engineering problems.

<p>O objetivo do presente trabalho é obter uma ferramenta que possa contribuir para a predição da umidade no solo, considerando um solo heterogêneo e bem drenado, para um determinado período de tempo. No balanço hídrico, como critério de redistribuição da água no solo é feita uma analogia com o modelo de competição em dinâmica de populações. Esta analogia pode ser explicada observando o movimento da água no solo a partir de uma “competição” pela água entre os diferentes compartimentos do solo. Esta competição pela água ocorre na prática pela diferença de potencial hidráulico em cada profundidade de um perfil de solo. Dessa forma, a modelagem proposta é baseada nos modelos de competição interespecífica. Além disso, a metodologia apresentada se caracteriza por possuir uma solução numérica mais estável e mais eficiente do que a tradicional e altamente não-linear equação de Richards. Resultados numéricos foram comparados a partir de resultados obtidos pelo programa Hydrus-1D.</p><p><strong>Palavras chave</strong>: Modelagem matemática, equação de Richards, simulação numérica, recursos hídricos.</p>