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[en] STATISTICAL OPTIMIZATION OF SPATIAL HIERARCHICAL STRUCTURES SEARCHS / [pt] OTIMIZAÇÃO ESTATÍSTICA DE BUSCAS PARA ESTRUTURAS HIERÁRQUICAS ESPACIAISRENER PEREIRA DE CASTRO 29 May 2008 (has links)
[pt] Este trabalho surgiu da seguinte observação: os clássicos
algoritmos de busca em 2d-tree começam da raiz para acessar
dados armazenados nas folhas. Entretanto, como as folhas
são os nós mais distantes da raiz, por que começar as
buscas pela raiz? Com representações clássicas de 2d-trees,
não existe outra forma de acessar uma folha. Existem 2d-
trees, porém, que permitem acessar em tempo constante
qualquer nó, dado sua posição e seu nível. Para o algoritmo
de busca, a posição é conhecida, mas o nível
não. Para estimar o nível de um nó qualquer, um método de
otimização estatística do custo médio das buscas é
proposto. Como os piores custos de busca são obtidos quando
se começa da raiz, este método melhora ambos: o consumo de
memória pelo uso de 2d-trees que permitem acessar em
tempo constante qualquer nó, e o tempo de execução através
da otimização proposta. / [en] This work emerged from the following observation: usual
search procedures for 2d-trees start from the root to
retrieve the data stored at the leaves. But since the
leaves are the farthest nodes to the root, why
start from the root? With usual 2d-trees representations,
there is no other way to access a leaf. However, there
exist 2d-trees which allow accessing any node in constant
time, given its position in space and its depth in the
2d-tree. Search procedures take the position as an input,
but the depth remains unknown. To estimate the depth of an
arbitrary node a statistical optimization of the average
cost for the search procedures is introduced. Since the
highest costs of these algorithms are obtained when
starting from the root, this method improves on both, the
memory footprint by the use of 2d-trees which allow
accessing any node in constant time, and execution
time through the proposed optimization.
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[en] EMPIRICAL STUDY TO PROPOSE GUIDELINES FOR THE IMPLEMENTATION OF BIM IN SMALL AND MEDIUM-SIZED ENTERPRISES IN BRAZIL / [pt] ESTUDO EMPÍRICO PARA PROPOSTA DE DIRETRIZES PARA IMPLANTAÇÃO DO BIM EM PEQUENAS E MÉDIAS EMPRESAS NO BRASILJOAO FELIPE LEMGRUBER COELHO 18 September 2017 (has links)
[pt] Embora o uso de tecnologias de informação na construção seja de extrema relevância para o aumento da produtividade em busca do desenvolvimento sustentável, não se encontra na literatura orientações claras para sua implantação. O propósito deste trabalho é identificar barreiras e benefícios para propor diretrizes de implantação do Building Information Modeling (BIM) no Brasil. O protocolo adotado para a pesquisa é qualitativo e quantitativo, contendo as etapas de revisão sistemática da literatura, estudo empírico, proposição de diretrizes, validação e conclusão. Há evidências na literatura de barreiras em tecnologias, envolvendo limitações de softwares e falta de interoperabilidade, frequentemente citadas. Além disso, identificou-se falta de colaboração e diferentes expectativas entre disciplinas em fluxos de trabalho. Sobretudo, a falta de conhecimento, a resistência à mudança e a descontinuidade das equipes afetam a implantação de BIM. Após comparar o que foi observado no estudo empírico com o identificado na literatura, analisando as barreiras e benefícios, propõem-se diretrizes envolvendo processo, tecnologia e pessoas para guiar a implantação de BIM. Finalmente, é utilizada uma pesquisa do tipo survey para validação do proposto. / [en] Although the use of information technologies in construction is highly relevant for increasing productivity seeking sustainable development, the literature lacks clear guidelines for its implementation. The purpose of this study is to identify barriers and benefits to propose a set of guidelines for implementation of Building Information Modeling (BIM) in Brazil. The study protocol is qualitative and quantitative, containing the stages of systematic literature review, empirical studies, guidelines proposal, validation and conclusion. Evidence in the literature points to barriers in technologies, involving frequently cited software limitations and lack of interoperability. Lack of collaboration and different expectations between disciplines involved in the work flow were also identified. Above all, lack of knowledge, resistance to change, and team turnover affects the implementation of BIM. After comparing the observations from empirical studies and the literature, analyzing barriers and benefits, guidelines are proposed that involve process, technology, and people to guide the implementation of BIM. Finally a survey is used to validate the findings.
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[en] A GEOMETRIC MODELER FOR GENERATION OF TWO - AND THREE - DIMENSIONAL FINITE ELEMENT MESHES / [es] INTEGRACIÓN DE ALGORITMOS DE GENERACIÓN DE MALLAS DE ELEMENTOS FINITOS / [pt] INTEGRAÇÃO DE ALGORITMOS DE GERAÇÃO DE MALHAS DE ELEMENTOS FINITOSANTONIO CARLOS DE OLIVEIRA MIRANDA 19 February 2001 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta algoritmos de geração automática de
malhas de elementos finitos bidimensionais e
tridimensionais que, juntamente com outros algoritmos
desenvolvidos dentro da linha de pesquisa ao qual ele está
inserido, são integrados consistentemente em um pacote
computacional. Os algoritmos geradores de malhas foram
modificados para serem independentes dos pré-processadores,
podendo assim serem incorporados em diferentes programas.
Um novo algoritmo bidimensional de geração de elementos
triangulares é proposto. Este algoritmo incorpora novas
idéias, adaptadas de um algoritmo de geração tridimensional
de malhas em volume arbitrário, e procura gerar elementos
de melhor qualidade geométrica possível. Duas técnicas de
geração de malhas sólidas são apresentadas: uma de
mapeamento transfinito tridimensional, onde a malha sólida
é construída a partir das seções transversais do modelo; e
uma técnica de sweep, onde a malha sólida é construída
pelo - arrasto - de uma seção transversal ao longo de um
curva no espaço.
Os algoritmos são incorporados em um modelador
geométrico tridimensional, o MG (Mesh Generator), e alguns
exemplos são feitos para demonstrar a capacidade de
modelagem do ambiente criado. Em particular são mostrados
exemplos para modelagem composta com diferentes métodos de
construção de malhas e diferentes tipos de elementos
finitos em um mesmo modelo.
Também é feito um estudo de algumas medidas de
distorção para elementos finitos planos. O cálculo dessas
medidas de distorção é implementado em um modelador
bidimensional gráfico interativo. A visualização das
medidas de distorção é feita através de uma escala de cores. / [en] This work presents algorithms for two-dimensional and three-
dimensional mesh
generation of finite elements that, together with another
algorithms developed by its research
group, are integrated in a computational package. The mesh
generation algorithms become
independent of the preprocessor, and may be incorporated in
different programs. An algorithm
for two-dimensional planar triangular mesh generation is
proposed. The algorithm incorporates
new ideas, adapted from a three-dimensional mesh generation
algorithm for arbitrary domains,
which is focused on the generation of - optimal - shape
elements. Two techniques of solid mesh
generation are presented: a three-dimensional transfinite
mapping, that generates the solid
mesh interpolating cross-section meshes; and a sweep
technique, that generates the solid mesh
by sweeping a cross-section mesh along a curve in space.
The algorithms are integrated in a three-dimensional
geometric modeler, MG (Mesh
Generation), and some examples demonstrate the modeling
capability of the created
environment. Specifically, the examples show the capability
for composite modeling with
different methods of mesh generation and different types of
finite elements in the same model.
A study of some distortion measures for planar finite
elements is also performed.
Computation of these distortion measures is implemented in
a two-dimensional interactive
graphics modeler. The visualization of the distortion
measures is made through a color scale. / [es] Este trabajo presenta algoritmos de generación automática de mallas de elementos finitos bidimensionales y
tridimensionales que, conjuntamente con otros algoritmos desarrollados dentro de esta línea de investigación, son
integrados consistentemente en un paqueote computacional. Los algoritmos generadores de mallas fueron
modificados para ser independentes de los preprocesadores, permitiendo que sean incorporados a diferentes
programas. Se propone un nuevo algoritmo bidimensional de generación de elementos triangulares. Este algoritmo
incorpora nuevas ideas, adaptadas de un algoritmo de generación tridimensional de mallas en volumen arbitrario, y
busca generar elementos de la mejor calidad geométrica
posible. Se presentan dos técnicas de generación de mallas sólidas: una de mapeamiento transfinito
tridimensional, donde la malla sólida se construye a partir de las secciones transversales del modelo; y una
técnica de swep, donde la malla sólida se construye al arrastrar una sección transversal a lo largo de una curva
en el espacio. Los algoritmos se incorporan en un modelador geométrico tridimensional, el MG (Mesh Generator),
y se incluyen algunos ejemplos para demostrar la capacidad de modelaje del ambiente creado. En particular son
mostrados ejemplos que contemplan diferentes métodos de construcción de mallas y diferentes tipos de
elementos finitos en un mismo modelo. También se realiza un estudio de algumas medidas de distorción para
elementos finitos planos. EL cálculo de esas medidas de distorsión se implementa en un modelador bidimensional
gráfico interactivo. La visualización de las medidas de distorsión se efectua a través de una escala de colores.
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[en] NEURONAL CIRCUIT SPECIFICATION LANGUAGE AND TOOLS FOR MODELLING THE VIRTUAL FLY BRAIN / [pt] LINGUAGEM DE ESPECIFICAÇÃO DE CIRCUITO NEURONAL E FERRAMENTAS PARA MODELAGEM DO CÉREBRO VIRTUAL DA MOSCA DA FRUTADANIEL SALLES CHEVITARESE 03 May 2017 (has links)
[pt] O cérebro da Drosophila é um sistema atrativo para o estudo da lógica do circuito neural, porque implementa o comportamento sensorial complexo com um sistema nervoso que compreende um número de componentes neurais que é de cinco ordens de grandeza menor do que o de vertebrados. A análise do conectoma da mosca, revelou que o seu cérebro compreende cerca de 40 subdivisões distintas chamadas unidades de processamento local (LPUs), cada uma das quais é caracterizada por circuitos de processamento
únicos. As LPUs podem ser consideradas os blocos de construção funcionais da cérebro, uma vez que quase todas LPUs identificadas correspondem a regiões anatômicas do cérebro associadas com subsistemas funcionais específicos tais como a sensação e locomoção. Podemos, portanto, emular todo o cérebro da mosca, integrando suas LPUs constituintes. Embora o nosso conhecimento do circuito interno de muitas LPUs está longe de ser completa, análises dessas LPUs compostas pelos sistemas olfativos e visuais da mosca sugerem a existência de repetidos sub-circuitos que são essenciais para as funções de processamento de informações fornecidas por cada LPU. O desenvolvimento de modelos LPU plaussíveis, portanto, requer
a habilidade de especificar e instanciar sub-circuitos, sem referência explícita a seus neurônios constituintes ou ligações internas. Para este fim, este trabalho apresenta um arcabouço para modelar e especificar circuitos do cérebro, proporcionando uma linguagem de especificação neural chamada CircuitML, uma API Python para melhor manipular arquivos CircuitML e um conector otimizado para neurokernel para a simulação desses LPUs em GPU. A CircuitML foi concebida como uma extensão para NeuroML (NML), que é uma linguagem para de descrição de redes neurais biológicas baseada em XML que fornece primitivas para a definição de sub-circuitos neurais. Sub-circuitos são dotados de portas de interface que permitem a sua ligação a outros sub-circuitos através de padrões de conectividade neural. / [en] The brain of the fruit y Drosophila Melanogaster is an attractive model system for studying the logic of neural circuit function because it implements complex sensory-driven behavior with a nervous system comprising a
number of neural components that is five orders of magnitude smaller than that of vertebrates. Analysis of the fly s connectome, or neural connectivity map, using the extensive toolbox of genetic manipulation techniques developed for Drosophila, has revealed that its brain comprises about 40 distinct modular subdivisions called Local Processing Units (LPUs), each of which is characterized by a unique internal information processing circuitry. LPUs can be regarded as the functional building blocks of the y, since almost all identified LPUs have been found to correspond to anatomical regions of the y brain associated with specific functional subsystems such as sensation and locomotion. We can therefore emulate the entire
y brain by integrating its constituent LPUs. Although our knowledge of the internal circuitry of many LPUs is far from complete, analyses of those LPUs comprised by the fly s olfactory and vision systems suggest the existence of repeated canonical sub-circuits that are integral to the information processing functions provided by each LPU. The development of plausible LPU models therefore requires the ability to specify and instantiate sub-circuits without explicit reference to their constituent neurons and internal connections. To this end, this work presents a framework to model and specify the circuit of the brain, providing a neural circuit specification language called CircuitML, a Python API to better handler CircuitML files and an optimized connector to neurokernel for the simulation of those LPUs on GPU. CircuitML has been designed as an extension to NeuroML (NML), which is an XML-based neural model description language that
provides constructs for defining sub-circuits that comprise neural primitives. Sub-circuits are endowed with interface ports that enable their connection to other sub-circuits via neural connectivity patterns.
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[en] CHARACTERIZATION OF HEAVY METAL TRANSPORT PROPERTIES IN RESIDUAL SOILS IN RIO DE JANEIRO / [pt] CARACTERIZAÇÃO DE PROPRIEDADES DE TRANSPORTE DE METAIS PESADOS EM SOLOS RESIDUAIS DO RIO DE JANEIRORAFAEL GERARD DE ALMEIDA DEMUELENAERE 14 September 2004 (has links)
[pt] A contaminação do meio ambiente de subsuperfície com
resíduos perigosos e tóxicos tem se tornado um dos maiores
problemas ambientais em vários países, com muitos locais
apresentando contaminação da água subterrânea.
A dissertação visa a caracterização de propriedades de
transporte em solos residuais do estado do Rio de Janeiro;
em especial será focalizado o comportamento e a mobilidade
neste solo de metais pesados como o cádmio, zinco, cromo e
chumbo. O conhecimento do comportamento dos metais no solo
é importante para a previsão de acidentes ambientais e para
a avaliação de possíveis soluções. Mudanças no ambiente,
como variação do pH, podem interferir no comportamento do
metal, desta forma o conhecimento das condições locais é
importante para previsão do comportamento do contaminante.
Foram realizados ensaios de batelada e de coluna com
diferentes metais, para entender como se comportam nos
solos residuais caracterizados. Para complementar o estudo
uma modelagem geoquímica foi feita a partir dos dados
experimentais com o programa computacional PHREEQC. / [en] The contamination of the underground environment by
hazardous and toxic
wastes has become one of the main environment problems in
several countries
where many sites present groundwater infection.
The project purpose is the characterization of the
transport properties in
residual soils of the Rio de Janeiro state. Mainly it will
be focused the behaviour and
the mobility of heavy metals, for example, the cadmium, the
zinc, the chromium and
the lead in this kind of soil.
To know the behaviour of the metals in the soil is
important for the prevision of
environmental accidents and for the evaluation of possible
solutions. Changes in the
environment, as the pH variation, may interfere in the
metal conduct thus the
knowledge of the local conditions is essential for the
prevision of the contamination
procedure.
Batch and column tests were made using different metals in
order to
understand how they act in the characterized residual soils.
To complement the studies a geochemical modeling was made
using the
experimental data with the compute program, PHREEQC.
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[en] REDUCTION OF COMPLEXITY IN COMBUSTION THERMOCHEMISTRY / [pt] REDUÇÃO DE COMPLEXIDADE DA CINÉTICA QUÍMICA DA COMBUSTÃOAMERICO BARBOSA DA CUNHA JUNIOR 20 June 2011 (has links)
[pt] O desenvolvimento de modelos computacionais para simulação de escoamentos reativos operando em regime de turbulencia requer a soluçao das equações diferenciais parciais que representam os balanços de massa, quantidade de movimento linear, espécies químicas e energia. Além disso, as reações químicas do modelo necessitam de um mecanismo cinético detalhado para descrição dos fenomenos físico-químicos associados. Um dos maiores desafios encontrados é a rigidez da simulação numérica desses modelos e a natureza não linear do termo de produção das espécies químicas. Esta dissertação apresenta uma revisão das principais técnicas disponíveis na literatura para o desenvolvimento de modelos reduzidos de cinética química, em particular para a combustão, bem como de técnicas para solução eficiente dos modelos de escoamentos reativos. Após uma apresentação da formulação matemática associada, a metodologia denominada tabulação adaptativa in situ (ISAT) é implementada e avaliada quanto a sua acurácia, eficiencia e uso de memória na simulação de alguns modelos de reator homogeneo agitado. Avalia-se a combustão de misturas de monóxido de carbono/oxigenio e metano/ar cujos mecanismos cinéticos tem 4 e 53 espécies, 3 and 325 reações respectivamente. Os resultados destassimulações indicam que a presente implementação da técnica ISAT tem erro relativo global inferior a 1%. Além disso, a técnica ISAT propiciou ganhos, em termos de tempo computacional, de at´e 80% quando comparado a simulação direta da cinética detalhada. Entretanto, em termos de utilização da memória, a implementação desenvolvida da técnica ISAT se mostrou excessivamente exigente. / [en] The development of computational models for the numerical simulation
of chemically reacting flows operating in the turbulent regime requires
the solution of partial differential equations that represent the balance
of mass, linear momentum, chemical species and energy. Moreover, the
chemical reactions of the model may require a detailed reaction mechanism
for the description of the physicochemical phenomena involved. One of
the biggest challenges is the stiffness of the numerical simulation of these
models and the nonlinear nature of species rate of reaction. This dissertation
presents an overview of the main techniques available in the literature for
the development of reduced models of chemical kinetics, particularly for
the combustion, as well as the techniques for efficient computation of the
chemically reacting flows models. After a presentation of the associated
mathematical formulation, the methodology dubbed in situ adaptive
tabulation (ISAT) is implemented and its accuracy, efficiency and memory
usage are evaluated in the simulation of homogeneous stirred reactor
models. The combustion of carbon monoxide with oxygen and methane
with air mixtures is considered, which detailed reaction mechanisms involve
4 and 53 species, 3 and 325 reactions respectively. The results of these
simulations indicate that the development implementation of the ISAT
technique has a absolute global error of less than 1%. Moreover, the ISAT
technique provided gains, in terms of computational time, of up to 80% when
compared to the direct integration of the full chemical kinetics. However, in
terms of memory usage the present implementation of ISAT technique was
found to be excessively demanding.
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[en] KINETIC MODELLING OF CUO AND TA2O5 CHLORINATION WITH TETRACHLOROETHYLENE / [pt] MODELAGEM CINÉTICA APLICADA À CLORAÇÃO DOS ÓXIDOS CUO E TA2O5 COM TETRACLOROETILENO04 January 2021 (has links)
[pt] A ustulação cloretante é um processo amplamente utilizado no âmbito da
metalurgia extrativa, principalmente no que se diz respeito à obtenção
de metais. Estudos demonstram que a partir de um agente cloretante
gasoso e a incorporação no sistema de um agente redutor, tanto a
cinética quanto a termodinâmica das reações são estimuladas. Neste
contexto, compostos organoclorados, como CCl4 e C2Cl4, despontam
como candidatos promissores à substituição do Cl2. O presente estudo
realiza uma avaliação termodinâmica dos processos a partir de diagramas
de especiação para o equilíbrio, assim como a modelagem de dados
cinéticos associados à cloração do óxido de cobre (CuO - 923 K a
1173 K) e do pentóxido de tântalo (Ta2O5 - 1073 K a 1223 K), em atmosfera
de C2Cl4 diluído em N2, mediante o emprego de equações já consolidadas
no âmbito da modelagem de reações gás-sólido (núcleo não
reagido, auto-catalítico e Avrami). Os modelos do núcleo não reagido
com controle difusional pela camada de cinzas e controle químico, foram
os dois que apresentaram ajustes de melhor qualidade. O modelo difusional
apresentou energia de ativação global para o CuO de 71,5592 mais ou menos
10 kJ.mol(-1) e de 62,2606 mais ou menos 10 kJ.mol (-1) para o Ta2O5, enquanto que
com controle químico, para o CuO, obteve-se o valor de 118,0049 mais ou menos 10
kJ.mol(-1) e para o Ta2O5 um valor de 119,131 mais ou menos 10 kJ.mol(-1). Valores
consistentes com o que é apresentado na literatura, sendo superiores
em modelos com premissa química do que em modelos difusionais. Aspectos
físicos também foram considerados e mediante ao número de
Reynolds encontrado (Re=0,26 – escoamento laminar), reforçou-se um
controle de natureza mista possível para ambos os óxidos. / [en] Chloride roasting is a process widely used in the field of extractive metallurgy,
especially with regard to obtaining metals. Studies show that from
a gaseous chlorinating agent and the incorporation of a reducing agent
in the system, both the kinetics and the thermodynamics of the reactions
are stimulated. In this context, organochlorine compounds, such as
CCl4 and C2Cl4, stand out as promising candidates for the replacement of
Cl2. The present study performs a thermodynamic evaluation of the processes
from speciation diagrams for equilibrium, as well as the modeling
of kinetic data associated with the chlorination of copper oxide (CuO - 923
K to 1173 K) and tantalum pentoxide (Ta2O5 - 1073 K to 1223 K), in an atmosphere
of C2Cl4 diluted in N2, using equations already consolidated in
the context of gas-solid reaction modeling (shrinking core, auto-catalytic
and Avrami). The models of the shrinking core with diffusional control by
the ash layer and chemical control, were the two that presented better
quality adjustments. The diffusional model showed global activation energy
for the CuO of 71.5592 plus-minus 10 kJ.mol (-1) and 62.2606 plus-minus 10 kJ.mol (-1)
for Ta2O5, while with chemical control, for CuO, 118.0049 plus-minus 10 kJ.mol (-1)
was obtained and for Ta2O5 a value of 119,131 plus-minus 10 kJ.mol (-1). Values
consistent with what is presented in the literature, being higher in models
with chemical premise than in diffusion models. Physical aspects were
also considered and, based on the Reynolds number found (Re = 0,26
- laminar flow), a control of mixed nature possible for both oxides was
reinforced.
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[pt] RECONSTRUÇÃO DE SUPERFÍCIES UTILIZANDO TETRAQUADS / [en] SURFACE RECONSTRUCTION USING TETRAQUADS16 December 2021 (has links)
[pt] A reconstrução de superfícies é um problema que recebe bastante atenção
em Computação Gráfica dada a importância de suas aplicações. Uma
solução comum é representar essas superfícies por malhas triangulares. Neste
trabalho é proposta uma estrutura de tetraedros com cúbicas definidas em
seu interior que são utilizadas para aproximar a superfície. Essas cúbicas,
chamadas de TetraQuads, são superfícies implícitas de grau 3 definidas
como interpolação de quádricas posicionadas nos vértices dos tetraedros.
Esses elementos foram idealizados de forma que seja rápido o processamento
para visualização dessa estrutura pelo hardware gráfico. Os objetos definidos
dessa maneira carregam mais informações do ponto de vista da geometria
diferencial que uma malha triangular. Por esse motivo, têm uma modelagem
mais complexa a ser resolvida. Esse problema é discutido ao apresentar os
passos para reconstrução de superfícies por TetraQuads a partir de nuvens
de pontos. / [en] Surface reconstruction is a problem that receives a lot of attention in Computer
Graphics due to the importance and the number of its applications. A
common solution is to represent these surfaces through triangular meshes.
This work introduces an alternative structure of tetrahedrons with cubics
defined in its interior, which are used to approximate the surface. Those cubics,
called TetraQuads, are third-degree implicit surfaces defined as an interpolation
of quadrics positioned at the tetrahedrons vertices. These elements
are constructed for an efficient visualization by the graphics hardware.
Objects defined in this manner contain more information from the differential
geometry point of view than a triangle mesh, which entails a more
complex modeling problem. This problem is discussed throughout the steps
of surface reconstruction from point clouds through TetraQuads.
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[pt] ESTUDO NUMÉRICO E EXPERIMENTAL DA COMBUSTÃO TURBULENTA NÃO PRÉ-MISTURADA DE UM JATO DE HIDROGÊNIO NO AR / [en] NUMERICAL AND EXPERIMENTAL STUDY OF THE TURBULENT NON-PREMIXED COMBUSTION OF A HYDROGEN JET IN AIR08 November 2021 (has links)
[pt] O presente trabalho tem por objetivo a realização de experimentos e simulações numéricas para estudar a interação da turbulência e da combustão em uma chama não pré-misturada de hidrogênio no ar estabilizada a jusante de um corpo rombudo. Para tanto, são utilizadas, simultaneamente,
as técnicas de PIV, para a determinação de dois componentes da velocidade, e a técnica de PLIF para a determinação da intensidade de fluorecência do radical químico OH, que é um bom indicador da localização
da frente de chama. São avaliados os métodos de pós processamento dos resultados do PIV com o intuito de maximizar a resolução espacial da técnica e ao mesmo tempo remover o maior número de vetores espúrios dos campos de velocidade instantâneos. Paralelamente, o queimador é modelado
no software ANSYS/FLUENT e os resultados de simulação validados por comparação com os resultados experimentais. Modelos baseados nas médias de Reynolds são empregados para a caracterização da turbulência e o modelo de elementos de chama é adotado para a descrever a combustão.
Os resultados experimentais indicam que, para as vazões de ar e hidrogênio adotadas, a combustão ocorre no regime de elementos de chama, onde a frente de chama apresenta algumas dobras, mas sem descontinuidades. Os resultados das simulações com combustão não obtiveram boa concordância
com os resultados experimentais, indicando que a malha de cálculo precisa ser aprimorada. / [en] The aim of this work is to carry out experiments and numerical simulations to study the turbulence-combustion interaction in a nonpremixed hydrogen-air ame stabilized in a bluff body wake. For this
purpose, are used a PIV technique for the determination of two velocity components and a PLIF technique to determine the uorescence intensity of the chemical species OH, which is a good indicator of the
flame front location. PIV post-processing methods are evaluated in order to maximize the spatial resolution of the technique and to remove spurious instantaneous velocity vectors. In addition, the burner is modeled in ANSYS / FLUENT and the simulation results are validated by comparisons with
the experimental results. Models based in the Reynolds avareges are used to characterize the turbulence and a flamelet model is adopted to describe combustion. The experimental results indicates that, for the
ow rates of air and hydrogen adopted, combustion occurs in the flamelet regime, where the flame front is wrinkled, but without discontinuities. The reactive cases simulations did not agree with the experimental results, indicating that the computational mesh needs to be improved.
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[pt] MODELAGEM DO REGIME TRANSITÓRIO DE TURBINAS A GÁS INDUSTRIAIS PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA / [en] TRANSIENT MODELLING OF INDUSTRIAL GAS TURBINE FOR POWER GENERATION28 September 2010 (has links)
[pt] As turbinas a gás são equipamentos de vital importância para o setor
industrial, fornecendo trabalho e calor para diversos setores, do transporte aos
sistemas de cogeração. A crescente necessidade de geração de energia elétrica
confiável tem incentivado o projeto de turbinas a gás industriais, inclusive no
Brasil, que operam com vários combustíveis como o diesel, gás natural, álcool e
de combustíveis de baixo poder calorífico. Para melhor monitorar e controlar estes
motores, uma análise completa da previsão de funcionamento em regime
transitório é necessária. Durante o regime transitório das turbinas a gás industriais
(heavy-duty), o sistema de controle deve manter os limites de certos parâmetros,
tais como a temperatura na entrada da turbina e a velocidade de rotação do eixo,
no seu valor nominal. Além disso, o tempo de resposta necessário para o sistema
de controle atuar deve ser o mais breve possível para garantir uma operação de
qualidade, segura e confiável. A temperatura de entrada da turbina, que é um
parâmetro muito importante no desempenho de uma turbina a gás, é limitada pela
resistência mecânica do material das pás da turbina. A velocidade de rotação do
eixo deve permanecer constante, devido à ligação ao sistema elétrico, que não
pode suportar altas flutuações de freqüência. Este trabalho tem como motivação o
incremento da capacidade de simulação de um modelo computacional existente,
incorporando, para este fim, rotinas de sistemas de controle. Como resultado, o
novo modelo é capaz de simular qualquer condição de funcionamento de turbinas
a gás industriais, em regime permanente e transitório controlado. Os resultados
obtidos pelo programa computacional se mostraram fiéis ao comportamento real
da máquina. Além disso, mostraram a flexibilidade do modelo ao lidar com
diferentes condições de operação.Um programa computacional capaz de simular o
desempenho transitório controlado de turbinas a gás é de extrema relevância para
o desenvolvimento de softwares que auxiliam os operadores destes equipamentos.
Dentre estes, estão os sistemas de monitoramento e diagnóstico dos equipamentos
em questão. / [en] Gas turbine engines are a vital part of today’s industry, providing both work
and heat for several industry sectors, from transportation to cogeneration systems.
The growing need for reliable electricity has encouraged the design of stationary
gas turbines, including in Brazil, which operates on multiple fuels such as diesel,
natural gas and low calorific fuels. To better monitor and control these engines, a
complete analysis for prediction of transient operation is required. During
transient operation of heavy duty gas turbines, the control system must keep the
limits of certain parameters, such as turbine inlet temperature (TIT) and the
rotational shaft speed within their design range. Moreover, the time required for
the control system to react should be as short as possible to guarantee a safe and
reliable operation. The turbine inlet temperature, which is a very important
parameter in the performance of a gas turbine, is limited by the turbine blades
material mechanical resistance. Furthermore, the rotational speed should remain
constant due to the electric grid connection, which cannot withstand high
frequency fluctuations. This work is motivated by the need to increase the ability
of a computer model to simulate the performance of industrial gas turbines,
incorporating, for this purpose, control system routines. As a result, the new
model will be able to simulate any operating condition of industrial gas turbines,
in both steady state and transient. The results obtained by the computer program
proved to be faithful to the actual behavior of the engine. Furthermore, they
showed the flexibility of the model to deal with different operating conditions. A
computer program capable of simulating the transient performance of gas turbines
is very important for the development softwares to help operators of such
equipment. In addition, it could be used in on-line intelligent diagnostic program.
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