Modelagem matemática e métodos numéricos para a dispersão de poluentes: simulações em meios aquáticos e aéreos

dc.contributor.advisor1Silveira, Graciele Paraguaia
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6251988404047002por
dc.contributor.authorRocumba, Ludmila Vitória Ribeiro
dc.date.accessioned2024-12-16T13:10:17Z
dc.date.available2024-12-16T13:10:17Z
dc.date.issued2024-12-05
dc.description.abstractThe growing environmental impact caused by human activities, stemming from industrialization and urbanization, along with the improper disposal of substances, necessitates enhancing the understanding of pollutant dispersion to mitigate their harmful effects on ecosystems. This undergraduate thesis aimed to study the behavior of pollutants in aquatic and aerial environments using mathematical modeling as a tool. For this purpose, the Partial Differential Equation of Advection-Diffusion and the Euler Equations were employed. The Advection-Diffusion Equation was numerically handled using the Finite Difference method, with a forward difference approximation for the temporal discretization, an Upwind scheme for the advective term, and a second-order centered approximation for the spatial discretization of the diffusive term. Meanwhile, the Euler Equations were discretized using the Lax-Friedrichs method, modified to account for numerical flux. Both models were implemented computationally using the Python programming language, and simulations were performed to analyze the pollutant’s behavior over time. It is expected that results from simulations like these can provide information for the creation of public policies and preventive measures aimed at mitigating the damage caused by pollutants, thereby contributing to environmental preservation.eng
dc.description.resumoO crescente impacto ambiental causado por atividades humanas, decorrentes da industrialização e da urbanização, junto ao descarte incorreto de substâncias, tornam necessário aprimorar a compreensão acerca da dispersão de poluentes, para que assim seja possível mitigar seus efeitos nocivos aos ecossistemas. Este Trabalho de Conclusão de Curso teve como objetivo estudar o comportamento de poluentes em meios aquáticos e aéreos, utilizando a modelagem matemática como ferramenta. Para isto, foram empregadas a Equação Diferencial Parcial da Difusão-Advecção e as Equações de Euler. A Equação da Difusão-Advecção foi tratada numericamente pelo método de Diferenças Finitas, a saber, a aproximação para a primeira derivada do tipo diferença avançada para a discretização temporal, esquema UpWind para o termo advectivo e a aproximação centrada de segunda ordem para a discretização espacial do termo difusivo. Já as Equações de Euler foram discretizadas a partir do método de volume finito Lax-Friedrichs, modificado para considerar o fluxo numérico. Ambos os modelos foram implementados computacionalmente por meio da linguagem Python e, a partir de simulações realizadas, foram analisados os comportamentos dos poluentes ao longo do tempo. Espera-se que os resultados de simulações como estas possam ser usados para fornecer informações para a criação de políticas públicas e medidas preventivas que visam mitigar os danos causados devido a presença de poluentes, contribuindo, portanto, para a preservação do meio ambiente.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationROCUMBA, Ludmila Vitória Ribeiro. Modelagem matemática e métodos numéricos para a dispersão de poluentes: simulações em meios aquáticos e aéreos. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21136.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21136
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus Sorocabapor
dc.publisher.courseFísica - FL-Sopor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPoluentespor
dc.subjectEquações de Eulerpor
dc.subjectEquação da Difusão-Advecçãopor
dc.subjectMétodos Numéricospor
dc.subjectSimulações Computacionaispor
dc.subjectPollutantseng
dc.subjectEuler Equationseng
dc.subjectAdvection-Diffusion Equationeng
dc.subjectNumerical Methodseng
dc.subjectComputational Simulationseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADApor
dc.titleModelagem matemática e métodos numéricos para a dispersão de poluentes: simulações em meios aquáticos e aéreospor
dc.title.alternativeMathematical modeling and numerical methods for pollutant dispersion: simulations in aquatic and aerial environmentseng
dc.typeTCCpor

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