Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gaze, Felipe Nascimento
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10220
Resumo: Targeting the development of a Lagrangian Particle Dispersion Model (LPDM) that simulates the movement and fate of oil slick in the marine environment, the work concentrates its efforts in the implementation of computer algorithms to achieve the proposed objective. The first algorithm is related to the kernel density method for calculating the concentration of a pollutant, implemented as an alternative to the box method. Six forms for the kernel function are inserted in the LPDM: Gaussian, Epanechnikov, bi-, tri-, quad-and quintweight. In a test conducted in a square bay (mm000.5000.5×) and forced by a tidal wave, and comparing the results with an analytical solution, all forms of kernel achieve accurate concentration compared to the method box for any number of particles released .Among the forms of the kernel, the Gaussian is shown slightly more advantageous than the others. An algorithm that simulates the process of evaporation of the oil slick in the marine environment is also implemented in order to represent at least one of the physical-chemical processes active in the oil slick at sea. Based on the method of exposure evaporated, the LPDM simulates satisfactorily the loss of mass due to evaporation when the data are compared with results from field, showing a tendency to eliminate more than % 50 the volume of a light oil already in the firsth24 , with a loss of mass equal to almost zero after h40 . A simulation of a hypothetical oil spill in the Espírito Santo bay within the Porto de Tubarão, is conducted to illustrate an application of the model developed. The procedure finds a provision of the slick to leave the region through the southeast exit, and the other fraction of the oil still trapped in the port. In the case of a heavy oil, the rate of evaporation is around %30 of the loss of volume in the first day after the spill.
id UFES_e1486716c015b5bc596f301d8e1cec7a
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/10220
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Pereira, Maxsuel Marcos RochaAquije Chacaltana, Julio TomásGaze, Felipe NascimentoRigo, DanielInnocentini, Valdir2018-08-24T22:53:04Z2018-08-242018-08-24T22:53:04Z2009-08-24Targeting the development of a Lagrangian Particle Dispersion Model (LPDM) that simulates the movement and fate of oil slick in the marine environment, the work concentrates its efforts in the implementation of computer algorithms to achieve the proposed objective. The first algorithm is related to the kernel density method for calculating the concentration of a pollutant, implemented as an alternative to the box method. Six forms for the kernel function are inserted in the LPDM: Gaussian, Epanechnikov, bi-, tri-, quad-and quintweight. In a test conducted in a square bay (mm000.5000.5×) and forced by a tidal wave, and comparing the results with an analytical solution, all forms of kernel achieve accurate concentration compared to the method box for any number of particles released .Among the forms of the kernel, the Gaussian is shown slightly more advantageous than the others. An algorithm that simulates the process of evaporation of the oil slick in the marine environment is also implemented in order to represent at least one of the physical-chemical processes active in the oil slick at sea. Based on the method of exposure evaporated, the LPDM simulates satisfactorily the loss of mass due to evaporation when the data are compared with results from field, showing a tendency to eliminate more than % 50 the volume of a light oil already in the firsth24 , with a loss of mass equal to almost zero after h40 . A simulation of a hypothetical oil spill in the Espírito Santo bay within the Porto de Tubarão, is conducted to illustrate an application of the model developed. The procedure finds a provision of the slick to leave the region through the southeast exit, and the other fraction of the oil still trapped in the port. In the case of a heavy oil, the rate of evaporation is around %30 of the loss of volume in the first day after the spill.Almejando o desenvolvimento de um modelo lagrangiano de trajetória de partículas que simule o movimento e envelhecimento de mancha de óleo em ambiente marinho, o trabalho concentra seus esforços na implementação de algoritmos computacionais para alcançar a finalidade proposta. Os primeiros algoritmos estão relacionados ao método do kernel de densidade para cálculo da concentração de um dado poluente, implementados como uma alternativa ao método box. Seis formas diferentes de funções kernels são inseridas no Modelo Lagrangiano de Partículas com Deslocamento Aleatório (MLPDA): gaussiana, Epanechnikov, bi-, tri-, quad- e quintweight. Testes são realizados em uma baia hipotética de e forçada por uma onda de maré em uma de suas extremidades, e os resultados comparados com a solução analítica. Nesses testes, todas as formas do kernel alcançam resultados precisos de concentração em comparação ao método box para qualquer número de partículas lançadas. Dentre as formas do kernel e para um mesmo número de partículas, a gaussiana se mostra ligeiramente mais precisa que as demais. Posteriormente, um algoritmo que simula o processo de evaporação da mancha de óleo em ambiente marinho é implementado, considerando, deste modo, ao menos um dos processos físico-químicos atuantes na mancha de óleo. Baseado no método da Exposição Evaporativa, os resultados do MLPDA reproduzem satisfatoriamente a perda de massa em comparação com resultados de campo, mostrando uma tendência de a evaporação eliminar mais de do volume de um óleo leve já nas primeiras , com uma perda quase nula após do lançamento inicial. Uma simulação de um derrame hipotético de óleo na Baía do Espírito Santo, no interior do Porto de Tubarão, é conduzida para ilustrar uma aplicação do modelo desenvolvido. O procedimento constata uma disposição de parte da mancha em deixar a região pela sua saída a sudeste, sendo que a outra fração do óleo fica consignada no próprio porto. Por se tratar de um óleo pesado, sua taxa de evaporação gira em torno dos de volume perdido no primeiro dia após o derramamento.TextGAZE, Felipe Nascimento. Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas. 2009. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2009.http://repositorio.ufes.br/handle/10/10220porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalUFESBRCentro TecnológicoKernelLagrangian modelOil spill modelingEvaporationModelagem computacional lagrangianaModelagem de dadosDerramamento de óleoLagrange, Funções deKernel, Funções deEvaporaçãoEngenharia Sanitária628Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALdissertao Felipe Gaze 78.pdfapplication/pdf1534954http://repositorio.ufes.br/bitstreams/8755ac28-a7f0-4c8a-9041-1d9c8c43e3c2/download0d2ab421eba3ca5116e86843ab41b3edMD5110/102202024-07-17 16:57:08.758oai:repositorio.ufes.br:10/10220http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:56:02.663549Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
title Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
spellingShingle Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
Gaze, Felipe Nascimento
Kernel
Lagrangian model
Oil spill modeling
Evaporation
Modelagem computacional lagrangiana
Engenharia Sanitária
Modelagem de dados
Derramamento de óleo
Lagrange, Funções de
Kernel, Funções de
Evaporação
628
title_short Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
title_full Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
title_fullStr Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
title_full_unstemmed Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
title_sort Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas
author Gaze, Felipe Nascimento
author_facet Gaze, Felipe Nascimento
author_role author
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Pereira, Maxsuel Marcos Rocha
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Aquije Chacaltana, Julio Tomás
dc.contributor.author.fl_str_mv Gaze, Felipe Nascimento
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Rigo, Daniel
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Innocentini, Valdir
contributor_str_mv Pereira, Maxsuel Marcos Rocha
Aquije Chacaltana, Julio Tomás
Rigo, Daniel
Innocentini, Valdir
dc.subject.eng.fl_str_mv Kernel
Lagrangian model
Oil spill modeling
Evaporation
topic Kernel
Lagrangian model
Oil spill modeling
Evaporation
Modelagem computacional lagrangiana
Engenharia Sanitária
Modelagem de dados
Derramamento de óleo
Lagrange, Funções de
Kernel, Funções de
Evaporação
628
dc.subject.por.fl_str_mv Modelagem computacional lagrangiana
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Engenharia Sanitária
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Modelagem de dados
Derramamento de óleo
Lagrange, Funções de
Kernel, Funções de
Evaporação
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 628
description Targeting the development of a Lagrangian Particle Dispersion Model (LPDM) that simulates the movement and fate of oil slick in the marine environment, the work concentrates its efforts in the implementation of computer algorithms to achieve the proposed objective. The first algorithm is related to the kernel density method for calculating the concentration of a pollutant, implemented as an alternative to the box method. Six forms for the kernel function are inserted in the LPDM: Gaussian, Epanechnikov, bi-, tri-, quad-and quintweight. In a test conducted in a square bay (mm000.5000.5×) and forced by a tidal wave, and comparing the results with an analytical solution, all forms of kernel achieve accurate concentration compared to the method box for any number of particles released .Among the forms of the kernel, the Gaussian is shown slightly more advantageous than the others. An algorithm that simulates the process of evaporation of the oil slick in the marine environment is also implemented in order to represent at least one of the physical-chemical processes active in the oil slick at sea. Based on the method of exposure evaporated, the LPDM simulates satisfactorily the loss of mass due to evaporation when the data are compared with results from field, showing a tendency to eliminate more than % 50 the volume of a light oil already in the firsth24 , with a loss of mass equal to almost zero after h40 . A simulation of a hypothetical oil spill in the Espírito Santo bay within the Porto de Tubarão, is conducted to illustrate an application of the model developed. The procedure finds a provision of the slick to leave the region through the southeast exit, and the other fraction of the oil still trapped in the port. In the case of a heavy oil, the rate of evaporation is around %30 of the loss of volume in the first day after the spill.
publishDate 2009
dc.date.issued.fl_str_mv 2009-08-24
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-24T22:53:04Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-24
2018-08-24T22:53:04Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv GAZE, Felipe Nascimento. Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas. 2009. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2009.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/10220
identifier_str_mv GAZE, Felipe Nascimento. Aplicação do método do Kernel de densidade na modelagem lagrangiana da trajetória e evaporação de mancha de óleo em águas rasas. 2009. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2009.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/10220
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Ambiental
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/8755ac28-a7f0-4c8a-9041-1d9c8c43e3c2/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 0d2ab421eba3ca5116e86843ab41b3ed
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813022532280778752