[pt] As grandes mudanças mundiais ocorridas a partir da década de 70 tornaram o mercado financeiro mais volátil, exigindo medidas que minimizassem o risco do sistema. Iniciou-se assim a utilização de métodos baseados em análise de risco. Este novo conceito tem como princípio a mensuração e a garantia da solvência de uma empresa para que possa operar resguardando-se dos riscos econômicos a que esteja sujeita, com um alto nível de confiança, dado um horizonte de tempo pré definido, utilizando para isso modelos internos de gestão. O modelo proposto nesta dissertação para o risco de subscrição se baseia na utilização de tábuas de múltiplos decrementos e Simulação de Monte Carlo. Foram aplicadas técnicas de Solvency Capital Requirement (SCR) e Minimum Capital Requirement (MCR), bem como avaliadas suas relações com as provisões técnicas em aplicações de seguro de vida e fundos de pensão, nesta situação considerados dois casos: só tendo participantes ativos no grupo e outro incluindo-se participantes assistidos. / [en] The major global changes that occurred from the 70s became financial market more volatile, requiring measures that minimize the risk of the system. It started the use of methods based on risk analysis. This new concept has in principle the measurement and ensuring the solvency of a company that can operate safeguarding themselves from the economic risks, with a high level of confidence, given a pre defined time, using it for internal models management. The proposed model in this dissertation to the risk of subscription is based on the use of tables of multiple decrements and Monte Carlo Simulation. Techniques were applied to Solvency Capital Requirement (SCR) and Minimum Capital Requirement (MCR) and evaluated its relationship with the technical provisions in life insurance applications and pension funds, in this last two cases were considered: only active participants in the group, and another one including other participants attended.

[pt] O presente trabalho diz respeito ao desenvolvimento de um modelo de simulação para evaporadores do tipo casco e serpentina, com aplicações para resfriadores de água. O modelo considera o trocador de calor como divido em duas zonas: uma de evaporação e outra de superaquecimento. Diferentes mecanismos de transferência de calor, existentes em cada zona, foram, portanto, levados em consideração. Definidas as condições de entrada de ambos os fluidos e a geometria do evaporador,um programa escrito em FORTRAN foi desenvolvido para calcular o desempenho térmico do evaporador, incluindo a capacidade térmica, condições de saída do refrigerante e água e distribuição de área de troca pelas duas zonas. Propriedades do refrigerantes foram calculadas com subrotinas do pacote REFPROP, desenvolvido no NIST, EUA, permitindo a modelagem de equipamentos operando com uma vasta gama de refrigerantes, incluindo hidrocarbonetos e misturas não azeotrópicas. Em virtude da ausência de informação na literatura, um aparato experimental foi construído para a determinação do coeficiente de transferência de calor no lado da carcaça, por onde escoa a água. / [en] The present work is concerned with the development of a simulation model for shell and coil heat exchangers with first application in water-chillers. The model considers the heat exchanger as divided into two zones: two-phase region (boiling) and superheating region. Different refrigerant properties and heat transfer mechanisms are thus taken into account for each zone. For prescribed heat exchanger's geometry and water and efrigerant inlet conditions, a program in FORTRAN calculates the evaporator's performance which includes: refrigerant and water outlet conditions, evaporator's thermal capacity, and tube distribution for each zone. The REFPROP code programmed in FORTRAN was used for getting the local refrigerant properties, and the new kattan et al. s model for refrigerants boiling, including the new flow pattern map, was used for predicting the internal convective coefficient of heat transfer at the boiling region. A simple correlation was obtained for predicting the water convective coefficient depending on Reynolds number for the specific geometry at tested ranges of temperature. An evaporator was manufactured and an accurate test rig that included two controlled temperature baths and a data acquisition system was used for obtaining used data. The model is able to deal with a number of pure refrigerants and refrigerant blends. / [es] El presente trabajo discute el desarrollo de un modelo de simulación para evaporadores de tipo casco y serpentina, con aplicaciones para refrigeradores de agua. El modelo considera que el agente de intercambio de calor está divido en dos zonas: una de evaporación y otra de supercalentamiento. Por esto, se consideraron los diferentes mecanismos de transferencia de calor existentes en cada zona. Definidas las condiciones de entrada de ambos fluidos y la geometría del evaporador, se desarrolló un programa en FORTRAN para calcular el desempeño térmico del evaporador, incluyendo la capacidad térmica, condiciones de salida del refrigerante y agua y distribución de área de intercambio térmico por las dos zonas. Las popriedades del refrigerante fueron calculadas con subrutinas del paquete REFPROP, desarrollado en el NIST, EUA, lo que permitió modelar los equipos operando con una vasta gama de refrigerantes, incluyendo hidrocarbonetos y mezclas no azeotrópicas. En virtud de la ausencia de información en la literatura, se construyó un aparato experimental para la determinación del coeficiente de transferencia de calor en el lado del casco, por donde sale el agua.

[pt] Este trabalho é uma contribuição para um melhor entendimento de questões de planejamento e operação de sistemas móveis celulares.Através da implementação de um modelo de simulação simples e eficiente, são analisadas cinco configurações diferentes de um mesmo sistema móvel celular. O modelo de simulação é composto de um modelo de rede (baseado no modelo de referência de rede do padrão IS- 41-C), de fluxos de mensagens entre as entidades funcionais da rede e de modelos de geração de tráfego de mensagens. O sistema móvel celular analisado atende à população da região metropolitana do estado do Rio de Janeiro, proporcionando uma visão mais realista dos resultados fornecidos pelo modelo de simulação e permitindo um melhor entendimento das questões de planejamento e operação envolvidas. / [en] This dissertation is a contribution towards a better unders tanding of mobile cellular systems planning and operation issues.Five different configurations of the same mobile cellular system are analyzed, through the implementation of a simple and efficient simulation model. The simulation model is composed by a network model (based on the IS-41-C network reference model), message flows between the network functional entities and message traffic models. The cellular system analyzed could serve the population of the metropolitan region of the Rio de Janeiro state, as suring a more realistic view of the results provided by the simulation model, and allowing a better understating of the related planning and operation issues. / [es] Este trabajo es una contribución a un mejor entendimiento de cuestiones de planificación y operación de sistemas móviles celulares. A través de la implementación de un modelo de simulación simple y eficiente, son analizadas cinco configuraciones diferentes de un mismo sistema móvil celular. EL modelo de simulación está compuesto de un modelo de red (basado en el modelo de referencia de red del padrón IS- 41-C), de flujos de mensajes entre las entidades funcionales de la red y de modelos de generación de tránsito de mensajes. EL sistema móvil celular analizado atiende a la población de la región metropolitana del estado del Rio de Janeiro, proporcionando una visión mas realista de los resultados obtenidos por el modelo de simulación y permitiendo un mejor entendimento de las cuestiones de planificación y operación involucradas.

[pt] Na indústria do petróleo, a passagem de pigs em dutos tem sido largamente aplicada com diferentes propósitos: limpeza do tubo, inspeção, remoção de líquido e separação de produtos, entre outros. A eficiência e segurança de uma operação com pig demandam que diversos parâmetros operacionais, tais como pressões máximas e mínimas no duto e velocidade de movimentação do pig, sejam bem avaliados durante a etapa de planejamento e mantidos dentro de determinados limites durante o acompanhamento da operação. Tendo como objetivo a obtenção de uma ferramenta eficiente para ajudar no controle e projeto das operações de passagem de pigs, desenvolveu-se um código numérico baseado no método de diferenças finitas para a simulação de escoamentos transientes de dois fluidos, podendo estes ser líquido-líquido, gás-gás ou líquido-gás. Módulos para controle automático das variáveis do processo foram incluídos, visando à previsão do escoamento mediante diferentes estratégias para alcançar uma operação eficiente. Problemas teste foram realizados, validando a metodologia. Por fim, os resultados obtidos com o simulador são comparados com um caso real de esvaziamento de um trecho do oleoduto OSPAR, pertencente à Petrobras, com 30`` de diâmetro e extensão de 60 km. / [en] In the oil industry, pigging operations in pipelines have been largely applied for different purposes: pipe cleaning, inspection, liquid removal and product separation, among others. Pigging operations to be efficient and safe require a number of operational parameters, such as maximum and minimum pressures in the pipeline and pig velocity, to be well evaluated during planning stage and maintained within stipulated limits while the operation accomplishment. With the objective of providing an efficient tool to assist in the controlling and designing of pig operations through pipelines, a numerical code based on a finite difference scheme for a two-fluid transient flow simulation was developed. The model accounts for liquid-liquid, gas-gas and liquid-gas products in the pipeline. Automatic control modules for some process variables were included to permit the flow prediction by means of different strategies to reach an efficient operation. Test problems were performed to validate the methodology. At last, simulation results were compared with an actual liquid displacement operation at a 60 km segment of the 30`` diameter OSPAR pipeline, owned by Petrobras.

[pt] A adaptação de um simulador numérico para a simulação da operação bicombustível Diesel-gás em motores com ignição por compressão foi realizada. O código-fonte em questão foi desenvolvido ao longo dos últimos anos pelo IFP, e uma modificação ao modelo da auto-ignição nele contido foi concluída neste estudo. As diversas etapas necessárias para a adaptação são apresentadas. Considerações foram feitas em relação à literatura existente para o assunto, e as hipóteses realizadas foram verificadas numericamente sempre que possível. Uma equação que relaciona os números de octanas do Diesel e do gás natural com a qualidade da auto-ignição de sua combinação resultante é proposta. Foi construída uma extensa base de dados necessária ao funcionamento do modelo, contendo as taxas de reação em função dos parâmetros físicos da mistura. Por fim, foi feita uma análise qualitativa de simulações bicombustível para um motor Diesel. / [en] The adaptation of a numerical simulator for the dual fuel Diesel-gas combustion in compression ignition engines was accomplished. The referred source code has been developed for the past years by the IFP, and a modification of its auto-ignition model was concluded during this study. The various steps needed for this adaptation are presented. All hypotheses were numerically verified when possible. A relation between auto-ignition quality and the combination of the octane numbers of Diesel and natural gas is proposed. A comprehensive reaction rates database required by the model was constructed. Finally, a qualitative analysis of dual fuel simulations in a Diesel engine was conducted.

[pt] Correntes de turbidez ocorrem tanto na natureza como em situações criadas pelo homem. Segundo alguns pesquisadores, grande parte das reservas de petróleo conhecidas no mundo estão armazenadas nos reservatórios de hidrocarbonetos formados a partir dos sistemas turbidíticos. Tendo em vista a importância dessas correntes, este trabalho pretende propor um modelo numérico consistente e com baixo custo computacional, capaz de auxiliar na previsão de sedimentação de bacias nos processos de modelagem estratigráfica no contexto do simulador numérico de sedimentação tridimensional com ênfase nos processos deposicionais em ambientes de talude plataforma e bacia, chamado Steno, e validar o modelo numérico proposto através de simulações físicas conduzidas no Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O modelo numérico proposto é baseado nas equações de Navier-Stokes, que são resolvidas tirando-se a média na profundidade do perfil de velocidades característico. Além disso, uma aplicação gráfica tridimensional para simulação numérica de correntes de turbidez, chamada Turb3D, foi desenvolvida com base nas equações propostas. O programa possui uma interface gráfica amigável para o usuário no que diz respeito à entrada de dados, solução e visualização dos resultados. Os resultados obtidos mostraram que apesar do modelo numérico possuir um bom desempenho computacional, se comparado com os complexos modelos numéricos existentes, não foi possível reproduzir com precisão a evolução das correntes de turbidez e seus depósitos. Contudo, acredita-se que a abordagem dada ao problema de simulação numérica de correntes de turbidez apresentada neste trabalho pode fornecer bons resultados. Entretanto, é fundamental que seja dada continuidade a pesquisa, de modo que ajustes e melhorias ao modelo proposto possam ser realizadas. / [en] Turbidity currents occur in both natural and man-made situations. In agreement with some researchers, most of the world’s oil reserves are stored in hydrocarbon reservoir built by turbidity systems. Because of the importance of these currents, this work proposes a consistent and efficient numerical method for simulations of turbidity currents for basin sedimentations predictions in the stratigraphic modelling process, which will be incorporated to the numerical simulator of sedimentation 3D called Steno. In order to validate the proposed numerical model experiments were conducted at the Hydraulics Research Institute of Federal University of Rio Grande do Sul. The proposed numerical model is based on Navier-Stokes equations that are solved in the depth-average. Moreover, a three-dimensional graphic application for numerical simulations of turbidity currents called Turb3D was developed. The application user interface provides a common, user-friendly, graphical environment for pre-processing, solution and post-processing. Despite the good computational performance achieved by using this approach, the method presented did not reproduce accurately the evolution of turbidity current and their deposits. However, it is believed that the approach to the numeric simulation of the turbidity current problem given in this work can provide better results, although this research should continue and improvements should be made.

[pt] O Petróleo é formado por um conjunto de hidrocarbonetos. No reservatório, devido à altas pressões e temperaturas, encontra-se na forma de líquido. Conforme o petróleo escoa, a pressão cai assim como a temperatura, devido a perda de calor para o ambiente marinho, causando a liberação do gás dissolvido no petróleo tornando o escoamento bifásico. Adicionalmente, caso a temperatura caia abaixo da temperatura inicial de cristalização (TIAC), ocorre precipitação dos cristais, formando uma fase sólida que se deposita na parede interna das tubulações. Deposição de parafinas é um dos mais críticos problemas operacionais na produção e transporte de petróleo em linhas submarinas. O presente trabalho analisa numericamente a deposição de parafina em escoamento multifásico no interior de dutos para diversos padrões de fluxo. Investiga-se ainda a influência da presença da água e dos ângulos de inclinação da tubulação com a horizontal nas taxas de deposição. Para prever o escoamento multifásico utilizou-se o modelo de deslizamento e a deposição da parafina foi determinada baseada no modelo de difusão molecular. A modelagem desenvolvida foi validada com a simulação do escoamento ao longo de um duto curto, reproduzindo condições experimentais de laboratório. Os resultados obtidos para a espessura do depósito apresentaram excelente concordância com os dados experimentais e com os dados obtidos com o simulador comercial OLGA. Analisou-se o escoamento entre um poço produtor e uma plataforma na Bacia de Campos, onde determinou-se o impacto na perda de carga devido a diminuição do diâmetro interno da tubulação causada pelo aumento da espessura dos depósitos. Os resultados obtidos destes estudos apresentaram boa coerência física e razoável concordância com relação aos dados experimentais. / [en] Crude oil is formed by several hydrocarbons. At the reservoir, due to high pressures and temperatures, it is found in the liquid form. As the oil flows, its pressure drops as well as its temperature, due to a heat loss to the ambient, causing liberation of the gas dissolved in the oil and it becomes a two-phase flow. Further, if the temperature drops below the initial crystallization temperature, crystals precipitation occurs, forming a solid phase deposit at the inner pipeline walls. Wax deposition is one of the most critical operational problems regarding oil flow through subsea pipelines. This work, wax deposition in a multiphase flow is numerically predicted. The influence of a water phase and pipe inclination angle in the deposition rate is investigated. The Drift Flux Model was employed to predict the multiphase flow and the wax deposition was determined based on a Molecular Diffusion Model. The methodology was validated by investigating the flow in a short pipe, reproducing laboratory experimental conditions. The wax deposit thickness presented a excellent agreement with the experimental data and against results of commercial code OLGA. An existing oil production well in Campos Basin was modeled, and the impact in pressure drop due to cross section area reduction caused by progressive wax deposition on the pipe wall. The results obtained in this study demonstrated good physical consistency and a reasonable agreement with the compared experimental database.

[pt] Os modelos e estudos de roteirização presentes na literatura focam, em geral, nos processos ocorridos desde que os veículos saem do centro de distribuição (CD) até ao seu retorno. Esta visão de roteirização da porta para fora do CD acaba por negligenciar uma etapa importante correspondente às operações de movimentação interna do CD, a qual tem influência direta na jornada de trabalho das equipes de entrega e consequentemente na produtividade de cada veículo. A importância da etapa das operações de pátio é bem visível quando analisado o fluxo de valor da cadeia de distribuição. A procura de uma melhor gestão do tempo das operações de pátio abre, assim, uma oportunidade de melhoria da eficiência das operações de distribuição. Esta dissertação foca na inclusão do gerenciamento das operações de pátio junto com a roteirização como forma de aumentar a produtividade da empresa e maximizar a utilização de recursos humanos e materiais. O modelo de gerenciamento desenvolvido utiliza simultaneamente técnicas de otimização e de simulação capazes de planejar e acompanhar as operações de distribuição de uma empresa, respeitando as normas trabalhistas e indicadores de qualidade pré-estabelecidos. O modelo busca melhorar o aproveitamento da jornada de trabalho das equipes de entrega embarcadas em cada veículo, através da minimização dos tempos não produtivos de pátio (recebimento, acerto de contas, conferência de carga, check list de veículo, etc.). A minimização do tempo das operações de pátio aumenta a disponibilidade de tempo de jornada de trabalho da equipe de entrega em rota, possibilitando o aumento do número de pedidos atendidos por cada veículo, sem impactar nas janelas de entrega impostas pelos clientes, estouro na jornada de trabalho e indicadores de qualidade. Para elaboração e aplicação deste trabalho, foram utilizados 3 softwares, um de simulação, outro de roteirização e outro de captação de dados em tempo real. A integração dos três permite captar informações da operação, tratar e simular os modelos e realizar roteirização de veículos, incluindo o tempo de pátio na fórmula de Tempo de ciclo do veículo. O modelo de operação desenvolvido foi aplicado na empresa BETA do segmento varejista de bebidas localizada no Centro-Oeste do Brasil. Os resultados obtidos, quando comparados com a atual operação da empresa, representam uma redução de custo no total de 685.234,00 Reais com a operação de distribuição. Especificamente, a racionalização do tempo de pátio permitiu uma melhoria de 2:15:15 em redução de filas no fluxo do pátio ao analisar o fluxo de saída e retorno. Teve ainda como consequência a melhoria da produtividade dos veículos passando de uma média de entrega de 25 para 31 entregas por dia. / [en] The models and studies of routing in the literature focus, in general, on the processes that have occurred since the vehicles leave the distribution center (CD) until their return. This vision of routing the door to the outside of the CD ends up neglecting an important step corresponding to the operations of internal movement of the CD, which has a direct influence on the workday of the delivery teams and consequently on the delivery productivity of each vehicle. The importance of the stage of yard operations is well visible when analyzing the value chain flow of the distribution chain. The search for better time management of yard operations thus opens up an opportunity to improve the efficiency of distribution operations. This dissertation focuses on the inclusion of yard operations management along with routing as a way to increase company productivity and maximize the use of human and material resources. The management model developed simultaneously uses optimization and simulation techniques capable of planning and monitoring the distribution operations of a company, respecting the labor standards and pre-established quality indicators. The model seeks to improve the utilization of the workday of the delivery teams embarked in each vehicle, by minimizing non-productive yard times (reception, accounting, cargo check, vehicle check list, etc.). By minimizing patio operations time we increase the time available for the delivery team to operate, and consequently increase the number of requests served by each vehicle, without impacting on the delivery windows imposed by the customers, work and quality indicators. During the elaboration of this work 3 softwares were used, one of simulation, another of routing and one of data acquisition in real time. The integration of the three allows you to capture information from the operation, treat and simulate the models and perform vehicle routing, including yard time in the Vehicle Cycle Time formula. The operating model developed was applied in the BETA company of the beverage retail segment located in the Center-West of Brazil. The results obtained, when compared to the current operation of the company, represent a reduction of cost in the total o BRL 685,234.00 with the distribution operation. Specifically, the optimization of patio time allowed for a 2:15:15 improvement in queue reduction in the patio flow when analyzing the outflow and return flow. In addition, the productivity of vehicles increased from an average delivery of 25 to 31 deliveries per day.

[pt] Neste trabalho aplicamos o método Lattice Boltzmann (LBM) para simular os processos de reações químicas que ocorrem na interação entre o fluido e a fase sólida, modificando o meio poroso. Para isso apresentaremos como o método LBM aborda a simulação do escoamento de fluido em um meio poroso irregular para os casos de um ou mais fluidos incluindo o processo de dissolução química. A partir dos processos anteriores, propomos uma modificação onde a dissolução possa ocorrer como uma característica do fluido que interage com a fase sólida. Ao abordar a dissolução como característica da interação do fluido com a fase sólida, é possível ter uma maior compreensão de como o fluido pode modificar a geometria do meio poroso e impactar nas mudanças de fluxo. A proposta de modificação foi avaliada em alguns casos em que o fluxo no meio poroso é bem definido: o canal aberto, canal com cilindros e em um meio poroso de geometria complexa. A proposta foi estendida para a simulação em um meio poroso 3D, onde analisamos como a dissolução foi impactada pela presença de forças externas como a gravidade. / [en] In this work, we apply the Lattice Boltzmann (LBM) method to simulate the chemical reaction processes that occur in the interaction between the fluid and the solid phase, modifying the porous medium. For this, we will present how the LBM method approaches fluid flow simulation in an irregular porous medium for cases of one or more fluids, including the chemical dissolution process. Based on the previous processes, we propose a modification where dissolution can occur as a characteristic of the fluid that interacts with the solid phase. By approaching dissolution as a characteristic of the interaction of the fluid with the solid phase, it is possible to better understand how the fluid can modify the geometry of the porous medium and impact the flow changes. The modification proposal was evaluated in some cases where the flow in the porous medium is well defined: the open channel, a channel with cylinders, and a porous medium with complex geometry. The proposal was extended to the simulation in a 3D porous medium, where we analyzed how the dissolution was impacted by external forces such as gravity.

[pt] O presente estudo tem como objetivo o uso de simulação de eventos discretos para avaliar cenários e propor melhorias no processo de formação de carga para embarque marítimo de um derivado de petróleo. Foram simulados cenários com alterações em três variáveis, de modo a observar o impacto na produção anual: capacidade de armazenamento da refinaria, vazão de produção e tamanho do lote de embarque. A criticidade do processo está relacionada à produção ser interrompida por falta de espaço para armazenamento do produto, ao transporte intermodal nos elos da cadeia, à janela de carregamento rodoviário e à existência de incertezas e restrições inerentes às operações de produção, manuseio, armazenamento e transporte. Uma importante conclusão do estudo é que trabalhar com menor lote para embarque marítimo resulta em maior produção anual do derivado, ou seja, tem-se uma estratégia que não envolve nenhuma alteração nos processos ou na infraestrutura. Outros fatores que contribuíram para o aumento da produção anual foram a adição de um tanque na refinaria e o aumento da vazão de produção. As análises conduzidas no estudo são importantes insumos para a tomada de decisão referente ao gerenciamento dos estoques da refinaria e da cadeia de suprimentos. A técnica da simulação permitiu analisar diversos cenários sem a necessidade de implementá-los, mostrando-se, portanto, uma ferramenta eficaz com grande adição de valor ao estudo e à prática da organização. / [en] The present study aims to use discrete event simulation to evaluate scenarios and propose improvements in the batch formation process for the marine shipment of an oil product. Scenarios with changes in three variables will be simulated in order to observe the impact on annual production: storage capacity of the refinery, production flow rate and size of the shipment batch. The process is critical because of the fact that production is interrupted due to the lack of space for product storage, the intermodal transportation through the echelons in the chain, the loading window for the road modal and the existence of uncertainties and restrictions inherent to production, handling, storage and transportation operations. The study led to the conclusion that shipping a smaller batch results in a higher annual production, which is a strategy that does not involve any changes in processes or infrastructure. Other factors that contributed to the increase in annual production were the addition of a tank at the refinery and the increase in production flow rate. The analyzes conducted in the study are important inputs for decision making regarding the management of refinery and supply chain inventory. The simulation technique allowed the analysis of several scenarios without the need to implement them and is, therefore, an effective tool with great added value to the study and practice of the organization