Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/74827
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisor1Veber Afonso Figueiredo Costapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8019969928283008pt_BR
dc.contributor.referee1Luiz Rafael Palmierpt_BR
dc.contributor.referee2Francisco Eustáquio Oliveira e Silvapt_BR
dc.contributor.referee3Ludmilson Abritta Mendespt_BR
dc.creatorJuliana Maia Duartept_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1323736407881700pt_BR
dc.date.accessioned2024-08-23T15:59:29Z-
dc.date.available2024-08-23T15:59:29Z-
dc.date.issued2023-08-31-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/74827-
dc.description.abstractMetamodeling is frequently used to propagate uncertainties, i.e., to determine output statistics of a mathematical or computational model considering the probability distributions of the input variables, and to perform sensitivity analysis of these variables. In this context, the objective of this study was to conduct a sensitivity and uncertainty analysis of the input variables in the computational model Lifesim, used for modeling loss of life stemming from natural and technological flood events. To achieve this, the hydrodynamic and loss of life modeling for the hypothetical rupture of the Pampulha Dam in Belo Horizonte - MG was performed. The methodology of the study is divided into three stages. In the first stage, a two-dimensional hydrodynamic model was updated using HEC-RAS v. 6.3 software. The second stage involved deterministic scenarios considering efficient and inefficient alert and evacuation systems for both daytime and nighttime. In the third stage, a substitute model (metamodel), based on Polynomial Chaos Expansion, was constructed using MatLab software. Overall, the results of the substitute model were appropriate. The error of the Polynomial Chaos Expansion ranged from 10^(-3) to 10^(-2) for the simulated scenarios, and the mean squared error between the substitute model output and the computational model (LifeSim) resulted in differences of 1 to 2 fatalities. The global sensitivity analysis, calculated using the Sobol Index up to the third order, was conducted for the parameters "Alerted Population," "Mobilized Population," "Alert Emission," and "Hazard Identification." For all scenarios, the variables "Alert Emission" and "Hazard Identification" had the greatest contribution to the model output, i.e., to the number of fatalities. However, in the optimistic scenarios, which assume that the population is prepared for mobilization and evacuation and that the alert and evacuation system are efficient, the variable "Mobilized Population" presented more significant indices. In conclusion, the use of the substitute model based on Polynomial Chaos Expansion for uncertainty and sensitivity analysis of the input variables proved to be useful.pt_BR
dc.description.resumoA metamodelagem é frequentemente utilizada para propagar incertezas, ou seja, determinar estatísticas de saída de um modelo matemático ou computacional considerando as distribuições de probabilidades nas variáveis de entrada, além de realizar a análise de sensibilidade dessas variáveis. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi de realizar uma análise de sensibilidade e incertezas das variáveis de entrada do modelo computacional LifeSim, utilizado para modelagem de perdas de vidas em caso de inundações naturais e tecnológicas. Para tal, foram construídos o modelo hidrodinâmico e de perdas de vidas para a ruptura hipotética da Barragem da Pampulha, Belo Horizonte - MG. A metodologia do trabalho é estabelecida em 3 etapas. Na primeira etapa foi realizada a atualização do modelo hidrodinâmico bidimensional no software HEC-RAS v. 6.3. Na segunda etapa foram utilizados cenários determinísticos considerando sistemas de alerta e evacuação eficientes e ineficientes para o período diurno e noturno do dia. Na terceira etapa, foi realizada a construção de um modelo substituto (metamodelo), baseado na Expansão de Caos Polinomial, no software MatLab. Os resultados do modelo substituto foram, de forma geral, adequados. O erro da ECP esteve entre 10-3 e 10-2 para os cenários simulados, e o erro quadrático médio gerado entre a saída do modelo substituto e o modelo computacional (LifeSim) estiveram entre 1 e 2 fatalidades. A análise de sensibilidade global, calculada pelo Índice de Sobol até a terceira ordem, foi realizada para os parâmetros “População Alertada”, “População Mobilizada”, “Emissão do Alerta” e “Identificação do Perigo”. Para todos os cenários, as variáveis “Emissão do Alerta” e “Identificação do Perigo” foram as que geraram maiores valores de contribuição para a saída do modelo, ou seja, para o número de fatalidades. Porém, para os cenários otimistas, que consideram que a população esteja preparada para a mobilização e evacuação e que o sistema de alerta e evacuação sejam eficientes, a variável “População Mobilizada” apresentou índices mais significativos. Por fim, com base nos resultados, a utilização do modelo substituto baseado na Expansão de Caos Polinomiais para análise de incertezas e sensibilidade das variáveis de entrada se apresentou de forma satisfatória.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricospt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Restritopt_BR
dc.subjectAnálise de sensibilidade globalpt_BR
dc.subjectQuantificação de incertezaspt_BR
dc.subjectModelagem hidrodinâmicapt_BR
dc.subjectSistemas de alerta e evacuaçãopt_BR
dc.subjectMetamodelagempt_BR
dc.subject.otherRecursos hídricospt_BR
dc.subject.otherModelos computacionaispt_BR
dc.subject.otherInundaçõespt_BR
dc.subject.otherCatastrofes naturaispt_BR
dc.subject.otherHidrodinâmicapt_BR
dc.subject.otherIncertezapt_BR
dc.subject.otherIncerteza - Modelos matemáticospt_BR
dc.subject.otherModelagempt_BR
dc.subject.otherEvacuação de civispt_BR
dc.subject.otherPerda (Psicologia)pt_BR
dc.subject.otherBarragens de rejeitospt_BR
dc.subject.otherCalamidades públicas - Socorropt_BR
dc.subject.otherProbabilidadespt_BR
dc.titleUso de técnicas de metamodelagem para análise de sensibilidade e quantificação de incertezas na modelagem hidrodinâmica de perdas de vidas associadas a inundações tecnológicaspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.description.embargo2025-08-31-
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Juliana_Dissertacao_BCUFMG_v4.pdf
???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.restrictionUntil??? 2025-08-31
10.2 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.