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[en] ESTUDO AERODINÂMICO / [pt] NUMERICAL STUDY OF THE AERODYNAMICS OF A RACE CAR REAR WINGLUIS DANIEL PERALTA MALDONADO 11 November 2021 (has links)
[pt] In order to gain deeper understanding of the ow physics around low aspect ratio wings, the current dissertation presents a numerical study of the ow around a race-car rear wing, in particular, the PUC-Rio Formula-University car. To diminish the time it takes to prepare a numerical simulation, we evaluate the performance and accuracy of a particular utility available in Open-FOAM, namely, snappyHexMesh, which generates hexahedral unstructured grids. The effect of using such a grid in numerical simulations employing two different turbulence models (Spalart Allmaras and k - w SST) for several angles of attack is investigated. The methodology of the study comprised six steps: 3D scanning of the real geometry, geometry modeling, grid generation, ow computation, solution validation, ow visualization and analysis. The grid qualities were assessed using a simple two-dimensional case, which showed good agreement with experimental data with an absolute difference ranging between 0.39 per cent and 8 per cent. While comparing them with numerical validated data the difference ranged between 0.5 per cent and 3.6 per cent. By visualizing the velocity and pressure fields, it was confirmed that the methodology used in the current study is capable of capture the various physical phenomena present in the ow around a rear wing, which is characterized by horseshoe vortices at the end plates, local recirculation zones, tip vortices and their interaction with the boundary layer at the suction surface. The simulations showed that the size of the tip and horseshoe vortices increases with the angle of attack, as well as their in uence on the boundary-layer separation. Consequently, although the end plates are known to be useful in reduction of vortex, it was observed there is still a great waste of energy in their formation. / [en] A fim de obter uma compreensão mais profunda da física do escoamento
em torno de asas de baixa relação de aspecto, a presente dissertação
apresenta um estudo numérico do escoamento em torno da asa traseira de
um carro de corrida, em particular, o carro de fórmula da PUC-Rio. Para
diminuir o tempo que leva para preparar uma simulação numérica, avaliamos
o desempenho e a precisão de um utilitário disponível no OpenFOAM
chamado snappyHexMesh, o qual gera malhas não estruturadas usando
em sua maioria elementos hexahédricos. O efeito do uso de tal malha nos
resultados das simulações numéricas é investigado, empregando dois modelos
de turbulência diferentes (Spalart Allmaras e k - omega SST) para vários
ângulos de ataque. A metodologia do estudo foi composta por seis etapas:
a digitalização da geometria, a modelagem da geometria, a geração da
malha, o cálculo do escoamento, a avaliação da solução, a visualização e
análise do escoamento. As qualidades da malha foram avaliados através de
um caso bidimensional simples, que mostrou boa concordância com dados
experimentais com uma diferença absoluta variando entre 0,39 por cento e 8 por cento.
Em quanto que comparando-os com dados numéricos validados a diferença
variou entre 0,5 por cento e 3,6 por cento. Visualizando os campos de velocidade e os campos
de pressão, foi confirmado que a metodologia utilizada no estudo é capaz
de capturar os diversos fenômenos físicos presentes no escoamento, o qual
é caracterizado por vórtices de ferradura nas placas, zonas de recirculação
locais, vórtices de ponta e sua interação com a camada limite na superfície
de sucção. As simulações mostraram que o tamanho dos vórtices de ponta e
dos vórtices de ferradura aumenta com o ângulo de ataque, bem como sua
inuência sobre a separação da camada limite. Consequentemente, embora
as placas sejam reconhecidamente úteis na diminuição dos efeitos de ponta,
ainda há um grande desperdício de energia na formação de vórtices.
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[pt] DEMOCRACIA E FORMAS DE GOVERNO EM ESPINOSA E MAQUIAVEL: OUTRA PERSPECTIVA SOBRE A MODERNIDADE / [en] DEMOCRACY AND FORMS GOVERNMENT BY SPINOZA AND MACHIAVELLI: ANOTHER PERSPECTIVE OF THE MODERN ERAVICTOR FREITAS LOPES NUNES 16 March 2021 (has links)
[pt] Democracia formas de governo em Espinosa e Maquiavel: outra
perspectiva sobre a Modernidade analisa os meios através dos quais a tradição
espinosano-maquiaveliana, uma alternativa a outras vertentes teóricas da
Modernidade, compreende os fundamentos jurídico-constitucionais que sustentam
as formas de governo e, particularmente, a democracia, bem como suas estratégias
de conservação. Pretende-se responder ao seguinte questionamento: em que
medida esta tradição oferece alternativas para a compreensão dos alicerces das
formas de governo e, em particular, da democracia, de modo permitir o
entendimento dos meios necessários à conservação daqueles princípios
constitucionais que sustentam o Estado de Direito? Acredita-se, como hipótese,
que a duração de uma forma de governo instituída exige a incorporação da
dinâmica conflitiva dos afetos às estruturas que promovem a gestão dos assuntos
comuns do Estado, o que permitiria a canalização da potência constituinte e,
consequentemente, ofereceria meios para o aperfeiçoamento da própria forma de
governo. Este estudo alinha-se à vertente das pesquisas de caráter eminentemente
compreensivo, uma vez que se volta a um exame qualitativo dos conceitos
traçados a partir da teoria crítica da fortuna. Ante a variação das circunstâncias, a
conservação da dinâmica afetiva de um governo democrático requer um retorno
aos princípios para promover a reintrodução do desejo de liberdade, uma vez que
a república deve estar aberta à participação e livre de meios que concentrem as
decisões a gestão dos assuntos comuns do Estado, mantendo-as sempre abertas as
discussões, bem como os próprios canais de decisão à população. / [en] Democracy and forms government by Spinoza and Machiavelli: another
perspective of the Modern Era analyzes the means by which the Spinoza-
Machiavelli tradition presents itself as an alternative to the mainstream
constitutional thought developed after their works. The understanding of the
constitutional foundations that support not only democracy, but the other forms of
government as well intends to demonstrate its conservation strategies by
answering the following question: to what extent does this tradition offer
alternatives to improve the understanding of the forms of government and, in
particular, of democracy? In order to allow an understanding of the means
necessary for the conservation of those constitutional principles that maintain the
rule of law, it is believed that every government needs to incorporate the
conflictive dynamic of the affects to its structures and, therefore, promote a plural
management of the political affairs. This is the basis which would offer means for
the improvement of the form of government itself. Methodologically, this study
develops a qualitative examination of the concepts drawn from the critical theory
of fortune in order to comprehend the varying circumstances that allow the
preservation of that democratic dynamics that governments require. In this matter,
a return to those principles experienced by past democratic experiments should
clarify the means to the reintroduction of the desire for freedom. Throughout the
opening to the participation that involves the absence of means that concentrate
decisions in the just a few people, every form of government keeps power in its
population hands.
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[pt] INVESTIGAÇÃO NUMÉRICA DA EVOLUÇÃO DOS PADRÕES DE FLUXO SANGUÍNEO DE DIFERENTES ANOS EM PACIENTES COM ANEURISMA DE AORTA ASCENDENTE / [en] NUMERICAL INVESTIGATION OF THE EVOLUTION OF BLOOD FLOW PATTERNS OF DIFFERENT YEARS IN PATIENTS WITH ASCENDING AORTIC ANEURYSMGABRIELA DE CASTRO ALMEIDA 29 April 2019 (has links)
[pt] Aneurisma arterial é definido como uma dilatação excessiva do diâmetro normal de uma artéria. O aneurisma da aorta ascendente é geralmente assintomático, portanto, é frequentemente identificado acidentalmente durante exames de imagem de rotina. Após a identificação do aneurisma, caso não haja indicação cirúrgica, o paciente deve ser acompanhado de maneira adequada, pois a ruptura arterial pode ser fatal. A influência do fluxo sanguíneo no remodelamento aórtico é uma importante área de investigação. O objetivo deste estudo é identificar padrões hemodinâmicos em aneurismas de aorta ascendente que possam estar relacionados com o aumento do aneurisma. Cada paciente do estudo foi avaliado em dois momentos distintos. Um modelo tridimensional do aneurisma de aorta ascendente foi gerado para cada paciente a partir de exames de angiotomografia de aorta. O padrão de fluxo foi determinado numericamente com a utilização de um software comercial. Foi demonstrado que o ângulo entre a entrada do fluxo principal e o tronco braquiocefálico pode induzir a uma incidência de um jato incidente na parede da aorta, ocasionado áreas de recirculação na região posterior do jato, além de altos valores de pressão e tensão cisalhante. Os presentes achados hemodinâmicos podem estar relacionados com o remodelamento da aorta ascendente. / [en] Arterial aneurysmal is defined as an excessive dilation of the normal diameter of an artery. Ascending aortic aneurysm is generally asymptomatic, so it is often accidentally identified during routine imaging examinations. After the aneurysm has been identified, if there is no surgical indication, the patient should be followed adequately, since arterial rupture can be fatal. The influence of blood flow on aortic remodeling is an important area of investigation. The aim of this study is to identify hemodynamic patterns in ascending aortic aneurysms that may be related to aneurysm enlargement. Each patient in the study was evaluated at two different times. A three-dimensional model of the ascending aortic aneurysm was generated for each patient from aortic angiotomography examinations. The flow field was numerically determined with a commercial software. It has been shown that the angle between the entrance of the main flow and the brachiocephalic trunk can induce an incident jet on the aortic wall, causing areas of recirculation in the posterior region of the jet, besides high values of pressure and wall shear stress. The present hemodynamics findings may be related to remodeling of the ascending aorta.
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[en] 2D SPATIAL MODEL OF THE HUMAN GAIT SINGLE SUPPORT PHASE BASED ON PREDICTIVE DYNAMICS / [pt] MODELO ESPACIAL 2D DA FASE DE APOIO SIMPLES DO CAMINHAR HUMANO BASEADO EM DINÂMICA PREDITIVAMANUEL LUCAS SAMPAIO DE OLIVEIRA 23 July 2019 (has links)
[pt] A simulação do movimento do corpo humano é uma ferramenta valiosa para diferentes campos, como robótica e biomecânica. Mesmo com o crescente número de pesquisas, ainda existem poucos grupos no Brasil que trabalham desenvolvendo modelos de movimento humano. Tal simulação tem sido um problema desafiador do ponto de vista de modelagem e computacional. Esta dissertação traz uma revisão bibliográfica de conceitos de dinâmica estrutural e dos principais determinantes da dinâmica do caminhar humano. Quatro modelos bidimensionais de crescente complexidade encontrados na literatura são inicialmente analisados para entender a influência dos diversos elementos e graus de liberdade na qualidade dos resultados obtidos. Antes de introduzir estes modelos, uma investigação de algumas variáveis cinemáticas, conhecidas como determinantes da caminhada, é realizada para a fase de apoio simples. O modelo mais simples considera um pêndulo invertido e, em seguida, articulações são adicionadas para simular o quadril, joelho, tornozelo/pé e, finalmente, todo o mecanismo de perna é substituído por uma mola. Os efeitos das adições sucessivas de graus de liberdade são analisados e os resultados são comparados com os resultados experimentais de Winter para torques e forças de reação. Com base nestas análises este trabalho propõe um modelo bidimensional do caminhar humano durante a fase de apoio simples (SSP) com sete graus de liberdade. As forças resultantes das ações musculares são representadas por torques em cada articulação. Todas as massas de segmentos corporais superiores são agrupadas. O modelo é baseado na dinâmica inversa, sendo os deslocamentos angulares interpolados por B-splines de 5º grau e a cinemática do corpo é calculada usando a formulação robótica de Denavit-Hartenberg (DH). As equações de movimento são obtidas com base em uma formulação Lagrangiana recursiva, em virtude de sua eficiência computacional. Um problema de otimização é estabelecido para obter os pontos de controle das B-splines, onde a função objetivo é definida pelo o esforço dinâmico. As restrições impostas ao movimento são de dois tipos: as restrições dependentes do tempo (limites de torque/ângulo e estabilidade dinâmica definida pelo critério do Zero Moment Point) e as restrições independentes do tempo (estado inicial e final). Os resultados do modelo são favoravelmente comparados com os dados experimentais de Winter, em particular as forças de reação do solo. / [en] The simulation of human body movement is a valuable tool for different fields such as robotics and biomechanics. Even with the growing number of researches, there are still few groups in Brazil that work on developing models of human movement. Such simulation has been a challenging problem from a modeling and computational point of view. This dissertation brings a bibliographical review of concepts of structural dynamics and the main determinants of the dynamics of human walking. Four two-dimensional models of increasing complexity found in the literature are initially analyzed to understand the influence of the various elements and degrees of freedom on the quality of the obtained results. Before introducing these models, an investigation of some kinematic variables, known as determinants of walking, is performed for the simple support phase. The simpler model considers an inverted pendulum, and then joints are added to simulate the hip, knee, ankle/foot, and finally the entire leg mechanism is replaced by a spring. The effects of successive additions of degrees of freedom are analyzed and the results are compared with Winter s experimental results for torques and reaction forces. Based on these analyzes, this work proposes a two-dimensional model of human walking during the simple support phase (SSP) with seven degrees of freedom. The forces resulting from muscular actions are represented by torques at each joint. All masses of upper body segments are grouped. The model is based on inverse dynamics, with angular displacements being interpolated by 5th degree B-splines and the body kinematics is calculated using the Denavit-Hartenberg (DH) robotic formulation. The equations of motion are obtained based on a recursive Lagrangian formulation, due to its computational efficiency. An optimization problem is established to obtain the B-splines control points, where the objective function is defined by the dynamic effort. The constraints imposed on movement are of two types: the time-dependent constraints (torque/angle limits and dynamic stability defined by the Zero Moment Point criterion) and the independent time constraints (initial and final state). The results of the model are favorably compared with Winter s experimental data, in08:22 23/07/2019 particular the ground reaction forces.
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[pt] DINÂMICA TERRITORIAL RESULTANTE DO ACESSO E USO DO MICROCRÉDITO RURAL NOS TERRITÓRIOS QUILOMBOLAS DE ORIXIMINÁ - P.A. / [en] TERRITORIAL DYNAMICS RESULTING FROM THE ACCESS AND USE OF RURAL MICROCREDIT IN THE QUILOMBOLA TERRITORIES OF ORIXIMINÁ - P.ALEANDRO SERRA SILVA PEREIRA 10 January 2020 (has links)
[pt] O processo de difusão das microfinanças e de microcrédito é característico do momento atual da fase da ideologia neoliberal de mercado, que tende a valorizar novos espaços para a reprodução das relações rentistas. Os reflexos na produção, na sociedade e na refuncionalização dos territórios são extremamente complexos. Neste contexto de intensificação dos fluxos de capital e predominância da produção do espaço capitalista via processos de financeirização, faz-se necessário compreender as transformações nas dinâmicas territoriais, devido a complexidade das múltiplas escalas em que perpassam os territórios. Dessa maneira, buscaremos entender a dinâmica territorial das famílias remanescentes de quilombos do rio Trombetas, o acesso e uso da linha de microcrédito rural do Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar (PRONAF) e como o Programa transforma (e/ou perpetua) a dinâmica territorial das populações agroextrativistas. A racionalidade econômica e ambiental não são novidades na Amazônia, nem nos territórios quilombolas do estudo de caso. Os negros escravizados sempre estiveram inviabilizados e subalternos pelas relações de poder que buscam homogeneizar o espaço e deslegitimar o acesso à terra e a reprodução da dinâmica territorial e do modo de vida elaborado por esse grupo étnico. Foi assim com o sistema produtivo escravocrata no século XVIII, com as tentativas de destruição dos quilombos e reintegração da mão-de-obra negra ao quadro produtivo, com a chegada das unidades de conservação e da empresa de mineração de bauxita. Atualmente, os programas de ―desenvolvimento social são os novos elementos da lógica das relações de mercado que chegam aos países periféricos. A difusão do microcrédito é oriundo das diretrizes do Banco Mundial, FMI e outras instituições responsáveis pela administração da pobreza. Dessa forma, esta pesquisa tem como objetivo principal da analisar as singularidades das transformações na dinâmica territorial a partir do acesso e uso do microcrédito rural (PRONAF B) nos Territórios Quilombolas do Rio Trombetas, Oriximiná-PA. / [en] The process of diffusion of microfinance and microcredit is characteristic of the current moment of the phase of neoliberal market ideology, which tends to value new spaces for the reproduction of rentier relations. The repercussions on production, society and the refunctionalization of the territories are extremely complex. In this context of intensification of capital flows and predominance of the production of capitalist space through financialization processes, it is necessary to understand the transformations in territorial dynamics, due to the complexity of the multiple scales in which they pass through the territories. In this way, we will try to understand the territorial dynamics of the remaining families of quilombos of the Trombetas river, the access and use of the rural microcredit line of the National Program for Strengthening Family Agriculture (PRONAF) and how the Program transforms (and / or perpetuates) the dynamics of the agro-extractive populations. Economic and environmental rationality are not new in the Amazon, nor in the quilombola territories of the case study. The enslaved Negroes have always been unfeasible and subalternos by the relations of power that seek to homogenize the space and to delegitimize the access to the land and the reproduction of the territorial dynamics and the way of life elaborated by this ethnic group. This was the case with the slave-owning productive system in the eighteenth century, with attempts to destroy the quilombos and reintegration of the black labor force into the productive framework, with the arrival of the conservation units and the bauxite mining company. Nowadays, social development programs are the new elements of the logic of market relations that reach peripheral countries. The spread of microcredit comes from the World Bank, IMF and other institutions responsible for managing poverty. Thus, this research has as main objective to analyze the singularities of the transformations in the territorial dynamics from the access and use of rural microcredit (PRONAF B) in Quilombola Territories of the Trombetas River, Oriximiná-PA.
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[en] A FORMULATION OF DYNAMIC DAMPING OF SOILS IN THE LIGHT OF POROMECHANICS / [pt] UMA FORMULAÇÃO DO AMORTECIMENTO DINÂMICO DE SOLOS À LUZ DA POROMECÂNICAKARL IGOR MARTINS GUERRA 15 April 2021 (has links)
[pt] A natureza física do amortecimento nos solos e sua formulação matemática têm sido objeto de intensa pesquisa ao longo do último meio século. Estes vários ensaios para explicar os mecanismos de perda de energia durante os episódios de vibração surgem da importância do amortecimento no problema de propagação de ondas para fins de engenharia. O objetivo deste estudo é propor uma maneira alternativa de analisar o fenômeno do amortecimento em solos, considerando o problema de vibração como um problema matemático poromecânico acoplado onde deslocamentos relativos e velocidades entre as duas fases que compõem o material geológico, fluido e sólido, gera forças de interação nas interfaces e pode desempenhar um papel importante na perda de energia vibracional dos solos. Presume-se que o problema seja resolvido na escala de poros, concentrando-se nas condições cinéticas e dinâmicas na interface entre o esqueleto sólido e o fluido de saturação. Variáveis adimensionais que misturam propriedades fluidas e sólidas permitem o acoplamento do problema, resultando no surgimento de uma massa aparente, coeficientes de amortecimento e rigidez que serão introduzidos posteriormente nas equações de movimento. A equação proposta de amortecimento será então justaposta a testes de laboratório e uma comparação com os modelos mais importantes da literatura será feita usando o software DEEPSOIL para análise de propagação de ondas para verificar sua validade. / [en] The physical nature of damping in soils and its mathematical formulation attempts have been the subject of intensive researches along the last half century. These several trials to explain the mechanisms of energy loss during vibration episodes arise from the importance of damping in the wave propagation problem for engineering purposes. The aim of this study is to propose an alternative way to analyze the damping phenomenon in soils by looking at the vibration problem as a coupled poromechanical mathematical problem where relative displacements and velocities in between the two phases that compose the geological material, fluid and solid, generates interaction forces at the interfaces and can play an important role in the vibrational energy loss of soils. The problem is assumed to be solved at the pore scale, focusing on the kinetic and dynamic conditions at the interface in between the solid skeleton and the saturating fluid. Dimensionless variables that mixes fluid and solid properties allows the coupling of the problem, resulting on the rising of an apparent mass, damping and stiffness coefficients that will be introduced later in the equations of motion. The proposed equation of damping will thus be juxtaposed to laboratory tests data and a comparison with the most important models in the literature will be done further using the software DEEPSOIL for wave propagation analysis to check its validity.
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[pt] INSTABILIDADE E COMPORTAMENTO DINÂMICO NÃO LINEAR DE ESTRUTURAS MULTIESTÁVEIS / [en] INSTABILITY AND NONLINEAR DYNAMIC BEHAVIOR OF MULTI-STABLE STRUCTURESCARLOS HENRIQUE LIMA DE CASTRO 17 June 2024 (has links)
[pt] Nos últimos anos, tem-se observado um interesse crescente em estruturas
multiestáveis. Sistemas com múltiplas configurações de equilíbrio estável
geralmente são obtidos através de uma cadeia de unidades biestáveis conectadas
por elementos rígidos ou flexíveis. Entretanto, pouco se sabe sobre seu
comportamento estático e dinâmico não linear. Neste trabalho realiza-se uma
análise não linear estática e dinâmica detalhada de sistemas multiestáveis formados
por duas unidades biestáveis abatidas, especificamente, duas treliças de von Mises
ou dois arcos, conectados em ambos os casos por elementos rígidos ou flexíveis.
Para isto, as equações não lineares de equilíbrio e de movimento são obtidas através
do princípio da energia potencial estacionária e do princípio de Hamilton,
respectivamente, considerando um material elástico linear. Utilizando algoritmos
de continuação, os caminhos de equilíbrio são obtidos e a estabilidade analisada
utilizando o princípio da energia potencial mínima. Múltiplos caminhos de
equilíbrio são identificados, levando a múltiplas soluções coexistentes, estáveis e
instáveis, e vales potenciais intimamente ligados às simetrias dos sistemas. O efeito
das inevitáveis imperfeições iniciais é também esclarecido. As oscilações não
lineares e as bifurcações dos sistemas sob carregamento harmônico são estudadas
através de diagramas de bifurcação, mapas de Poincaré e bacias de atração. Estuda-se também o efeito do pré-carregamento estático na dinâmica global. Observam-se,
em virtude de sequências de bifurcações emergindo de cada posição de equilíbrio
estável, um elevado número de soluções coexistentes, periódicas e aperiódicas,
levando a bacias de atração complexas e com amplas regiões fractais. Por um lado,
estes cenários podem ser valiosos em diversas aplicações. Por outro, múltiplos
atratores e suas bacias fractais podem levar à perda da estabilidade e integridade
dinâmica. Desta forma, o conhecimento do comportamento estático e dinâmico não
linear de sistemas multiestáveis é imprescindível em qualquer aplicação em
engenharia. Como exemplo de aplicação, se utiliza um sistema formado por treliças
de von Mises no processo de coleta de energia através de elementos piezoelétricos.
O comportamento altamente não linear resulta em movimentos de grande amplitude
para largas faixas de excitação, aumentando sua eficiência e aplicabilidade. / [en] In the last years, an increasing interest in multistable structures has been
observed. Multistable systems are generally attained by a chain of bistable units
connected by rigid or flexible elements. However, little is known about their
nonlinear static and dynamic responses. In this work, a detailed nonlinear static and
dynamic analysis of multistable systems formed by two shallow bistable units is
conducted, specifically, two von Mises trusses or two arches, connected in both
cases by rigid or flexible elements. For this, the nonlinear equilibrium equations
and equations of motion are obtained through the principle of stationary potential
energy and Hamilton s principle, respectively, considering a linear elastic material.
Using continuation algorithms, the nonlinear equilibrium paths are obtained, and
stability analyzed using the principle of minimum potential energy. Multiple
equilibrium paths are identified, leading to several stable and unstable coexisting
solutions and potential wells with are closely linked to the systems symmetries. The
effect of unavoidable initial imperfections is also clarified. The nonlinear dynamics
and bifurcations of systems under harmonic forcing are studied using bifurcation
diagrams, Poincaré maps and cross-sections of the basins of attraction. The effect
of a static pre-load on global dynamics is also studied. Due to the bifurcation
sequences emerging from each stable equilibrium configuration, a high number of
coexisting solutions are observed, both periodic and aperiodic, leading to complex
basins of attraction with broadening fractal regions. On the one hand, these
scenarios can be valuable in several applications. On the other hand, multiple
attractors and their fractal basins can lead to the loss of stability and dynamic
integrity. Therefore, knowledge on the nonlinear static and dynamic behavior of
multistable systems is primordial in any engineering application. As an application
example, a system composed by two von Mises trusses is used in the process of
energy harvesting through piezoelectric elements. The highly nonlinear behavior
results in large amplitude oscillations for a wide range of excitation frequency,
increasing its efficiency and applicability.
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[en] NON-LINEAR DYNAMICAL ANALYSIS OF COMPOSITE FLOORS CONSIDERING THE EFFECTS OF PARTIAL INTERACTION AND BEAM TO COLUMN AND BEAM TO BEAM CONNECTIONS / [pt] ANÁLISE DINÂMICA NÃO LINEAR DE PISOS MISTOS CONSIDERANDO-SE OS EFEITOS DA INTERAÇÃO PARCIAL E DAS LIGAÇÕES VIGA-COLUNA E VIGA-VIGAELVIS DINATI CHANTRE LOPES 18 February 2013 (has links)
[pt] O crescimento dos problemas de vibrações excessivas em edificações oriundos de atividades humanas rítmicas tem conduzido à necessidade de desenvolvimento de critérios específicos para projetos estruturais submetidos à ação dessas cargas dinâmicas. Esta foi uma das motivações para o desenvolvimento de uma metodologia de análise para investigação da resposta dinâmica de sistemas estruturais de pisos mistos (aço-concreto). Objetiva-se verificar a influência da interação aço-concreto (interação total e parcial) e, bem como, das ligações estruturais (ligações viga-coluna e viga-viga), sobre a resposta dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto). Deste modo, são utilizados três modelos de carregamento dinâmico representativos das atividades humanas rítmicas referentes a saltos à vontade e ginástica aeróbica. As cargas dinâmicas são obtidas por meio de testes experimentais e, também, com base em normas e recomendações internacionais de projeto. Com referência a interação aço-concreto, vários tipos de conectores (tipo stud e perfobond) são considerados ao longo da investigação. Mesmo sabendo-se que a análise de vibrações de pisos induzidas por atividades humanas tem sido alvo de inúmeras investigações ao longo dos últimos dois séculos (1828-2012), os autores desconhecem na literatura técnica um trabalho de pesquisa tão abrangente, no que diz respeito à análise dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto) submetidos à ação de atividades humanas rítmicas, com base na consideração dos efeitos dos conectores (interação aço-concreto) e das ligações (viga-coluna e viga-viga). Diante do exposto, o quadro global investigado neste trabalho de pesquisa demonstra, claramente, um indicativo de que os critérios de projeto devem levar em conta o caráter dinâmico da excitação e, especialmente, a influência da interação aço-concreto e das ligações estruturais, no que tange a verificação dos estados limites de utilização (conforto humano), associados ao comportamento estrutural de pisos mistos de edificações. / [en] The increasing incidence of building vibration problems due to human activities led to a specific design criterion to be addressed in structural design. This was the main motivation for the development of a design methodology centred on the steel-concrete composite floors non-linear dynamic response submitted to loads due to human rhythmic activities. This way, the main objective of this work is to investigate the influence of steel-concrete interaction degree (from total to various levels of partial interaction) and the beam-to-column and beam-to-beam connections effect over the non-linear dynamic behaviour of composite floors. Thus, three dynamic loading models were utilized, in order to simulate human rhythmic activities such as jumping and aerobic gymnastics. The dynamic loads were obtained through experimental tests and based on international design codes and recommendations. Regarding the steel-concrete interaction degree, the stud and perfobond connectors are considered in this investigation. Even though this topic has been studied in the technical literature for nearly two centuries, the steel-concrete composite floors non-linear dynamic analysis submitted to human rhythmic activities has not yet been addressed so comprehensively, as far as the authors are concerned in this investigation, based on the consideration of the connectors (steel-concrete interaction degree) and connections (beam-to-column and beam-to-beam) effects. Considering all aspects mentioned before, the results have demonstrated that the design criteria should include the original nature of the dynamic excitation and, specially, the steel-concrete interaction degree and structural connections effects when the steel-concrete composite floors structural behaviour, related to the serviceability limit states (human comfort) are investigated.
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[en] ANALYSIS AND PASSIVE CONTROL OF RECTANGULAR PLATES / [pt] ANÁLISE E CONTROLE PASSIVO DAS VIBRAÇÕES DE PLACAS RETANGULARESFABIO JORGE DIAS MACHADO 21 February 2008 (has links)
[pt] Neste trabalho é apresentado um método numérico de
resolução para a
equação diferencial de placas: o método de Galerkin
Iterativo. O método é
utilizado para obtenção das cargas críticas de flambagem e
das freqüências
naturais para placas retangulares com condições de
contorno arbitrárias. São
determinados ainda os modos de vibração de placas para
diversas condições de
contorno. É também apresentada uma análise do
comportamento estático e
dinâmico de placas planas retangulares. Utilizando-se dos
resultados obtidos
nesta análise e do método de Galerkin Iterativo, analisa-
se a influência dos
carregamentos axiais sobre as propriedades de vibração de
uma placa com
diversas condições de contorno, como proposta de um meio
de controle passivo
de vibrações em placas retangulares. Realiza-se uma
análise linear para o
carregamento no plano médio da placa e outra não-linear no
caso de placas
submetidas a carregamentos excêntricos, ou seja, fora do
plano médio da placa.
Mostra-se que o método de Galerkin Iterativo permite a
obtenção de modos de
vibração ortogonais possibilitando a resolução de
problemas dinâmicos através
do método de superposição de modos. Além disso, mostra-se
que o método de
controle passivo de vibrações em placas, através da
aplicação de forças de
compressão no plano, reduz a amplitude da resposta na
região de ressonância. / [en] The aim of this work is to present a procedure for the
solution of differential
equations for plates: the Iterative Galerkin method. With
the aid of this method,
the buckling loads and natural frequencies of plates are
obtained for plates with
arbitrary sets of boundary conditions. The vibration modes
of plates with various
boundary conditions are obtained and compared with results
found in literature.
An analysis of the static and dynamic behavior of unloaded
and in-plane loaded
rectangular plates is presented. The use of in-plane loads
as a passive vibration
control technique for rectangular plates is investigated
using the results obtained
by the Iterative Galerkin`s method. A linear analysis is
conducted for loads
applied on the plate mid-surface and a non-linear one for
plates with in-plane
eccentric loads. Moreover, it is shown that the Iterative
Galerkin method leads to
a set of orthogonal vibration modes allowing the use of
superposition methods in
the solution of dynamic problems. Furthermore, the results
show that the
proposed passive vibration control through the use of in-
plane compression
loads, decrease the response in the resonance region.
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[en] PERFORMANCE OPTIMIZATION OF THE ERBIUM-DOPED FIBER AMPLIFIERS FOR OPERATION IN OPTICAL WDM NETWORKS / [pt] OTIMIZAÇÃO DO DESEMPENHO DE AMPLIFICADORES A FIBRA DOPADA COM ÉRBIO PARA OPERAÇÃO EM REDES ÓPTICAS WDMDJEISSON HOFFMANN THOMAS 20 December 2007 (has links)
[pt] Nas redes ópticas que contém EDFAs (amplificadores à fibra
dopada com
Érbio), a característica variável do tráfego faz com que a
potência de entrada do
amplificador oscile, causando rápidas flutuações de ganho
que podem inviabilizar
a transmissão de dados nos canais WDM (multiplexados por
divisão de
comprimento de onda) co-propagantes. As variações de
tráfego podem ser lentas,
quando originadas pela adição ou remoção de canais WDM em
qualquer nó da
rede (roteamento dos canais WDM), ou rápidas, quando
causadas pela
transmissão aleatória de pacotes ou rajadas de dados
através da rede. Logo, para
alcançar uma alta qualidade de transmissão é necessário
garantir a operação
estável do EDFA, independentemente da natureza das
variações de sua potência
de entrada. Por isto, nós otimizamos o desempenho da
técnica da oscilação laser
em anel para controlar o ganho do EDFA, empregando dois
comprimentos de
onda espectralmente opostos, um acima e outro abaixo da
banca C. A partir da
ótima estabilidade de ganho alcançada com o emprego desta
técnica de controle
em uma unidade amplificadora, implementamos um sistema de
armazenamento de
sinais ópticos com ótimo desempenho e mostramos como
minimizar as flutuações
de ganho acumuladas após muitos EDFAs em cascata, tornando
os enlaces ópticos
de longo alcance mais eficientes. / [en] In optical networks containing EDFAs (Erbium-Doped Fiber
Amplifiers),
the variable traffic characteristic lead the input power
to the amplifier to oscillate
and cause fast time-dependent gain fluctuations that can
impair the transmission
of data on co-propagating WDM (Wavelength Division
Multiplexing) channels.
Traffic variatons can be slow, when originated by add or
drop of WDM channels
at any network node (WDM routing), or fast, when come from
random
transmission of packet/burst data through the network.
Consequently, to reach a
high quality transmission it is necessary to ensure a
stable EDFA operation,
regardless the nature of its input power variations.
Therefore, we optimized the
performance of the ring-laser technique to clamp the EDFA
gain, using two
spectrally oposite lasing wavelengths, one above and
another below the C-band.
Based on the excellent gain stability reached with the
employment of this gain
control technique over one amplifier unit, we assembled a
high-performance alloptic
buffer memory and showed how to miminize the accumulated
gain
fluctuations after many cascaded EDFAs, enabling more
efficient long distance
optical links.
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