[pt] Análise numérica do processo dinâmico do escoamento de gás natural em estações de entrega, considerando o comportamento transiente dos principais equipamentos existentes, tais como válvula de três vias, válvulas redutoras de pressão e aquecedores de gás. Desenvolvimento da lógica de controle dinâmica (controle PID - proporcional-integral-derivativo) de todos os equipamentos relevantes. Para determinação das propriedades termodinâmicas do gás natural empregou-se as equações de estado Peng-Robinson e Soave-Redlich-Kwong. O estudo apresenta um maior enfoque na análise do comportamento de aquecedores de gás indireto a banho d’água e na regulagem dinâmica da temperatura de entrega através de um controlador PID que comanda a válvula de três vias. Investigou-se o desempenho de uma estação de entrega de gás natural existente baseada nas condições operacionais estabelecidas no projeto. Simulou-se o escoamento correspondente a operação em uma estação de entrega real e realizou-se comparação direta com dados de instrumentação enviados ao supervisório de controle e aquisição de dados (SCADA). A metodologia desenvolvida reproduziu de forma adequada a operação em condições normais da estação de entrega de São Carlos-SP e eventos anormais como cenários de apagamento dos aquecedores que foram registrados no banco de dados do supervisório. Finalmente analisaram-se procedimentos a serem aplicados nas estações de entrega existentes para redução do consumo do gás combustível utilizado no processo de pré-aquecimento. / [en] Numerical simulation of the dynamic process of natural gas flow through citygate stations, considering the transient behavior of the main existing equipments, such as three-way-valves, pressure reduction valves and gas heaters. Development of the dynamic control logic (PID controller) of all relevant equipments. To determine the natural gas thermodynamic properties, the equations of state of Peng-Robinson and Soave-Redlich-Kwong were employed. The study concentrates in the analysis of indirect fired water bath heater and in the delivery temperature regulation using a PID controller that commands the three-way-valve. It was investigated the performance of an existing natural gas citygate station based on established design operational conditions. The flow field corresponding to an operational natural gas city gate station was determined and direct comparison with instrumentation data sent to supervisory control and data acquistion (SCADA) was performed. The methodology developed reproduced in a satisfactory way the normal operational condition of the São Carlos-SP natural gas citygate station and abnormal events such as the heater shut-down scenarios registered on SCADA database. Finally, procedures to be applied in existing delivery stations for the reduction of gas fuel consumption in the pre-heating process were analyzed.

[pt] No presente trabalho, é estudado por simulação o comportamento de um sistema de potência, constituído por duas áreas interligadas, diante da perda de geração em uma das áreas, utilizando-se técnicas de variáveis de estado, e considerando-se algumas não linearidades do mesmo. A partir do modelo representativo do sistema, [2], sob tratamento não linear, obtém-se um conjunto de equações, que representadas no espaço de estado, permitem a análise do comportamento do mesmo. O modelo que inclui o controlador do tipo integral, cujo objetivo é manter a freqüência gerada em 60 Hz, é de ordem doze, que após considerações de natureza simplificadora, se reduz à ordem seis. Determinam-se a seguir, os pontos de equilíbrio do sistema e, através do teorema de Liapunov, da estabilidade local, analisa-se a natureza dos mesmos. Como última etapa do trabalho, foi feita a simulação do modelo global do sistema, em computador digital, considerando-se diversas situações de perda de geração, caracterizando-se as áreas, por parâmetros diferentes, apresentando-se os resultados graficamente. / [en] In the present work, it is studied by simulation the dinamic behavior of a power system,constituted by two interconnected areas, in case of getting lost the power generation in one of two areas, by the use of technics in state variables and considering some non linearity of the system. Starting in the system representative model, [2], under non linear treatment, we can get a collection of equations that, if represented in the state space, will allow the analyse of its behavior. The model that include the controller of the integral type, which objective is to keep the generated frequency in 60 Hz, is of the order 12, that, after considerations of simplifyting nature, is reduced to the order six. The next step is to determine the balanced points of the system and by using the Liapunov`s theorem of the local stability, will be analysed the nature (Kind) of them. As the last step of the work, was made the simulation of the system global model using a digital computer and considering some types of generation lost situations, defining the areas by the use of different parameters and the results are shown graphically.

[pt] O presente trabalho tem como objetivo testar empiricamente a eficiência e a aplicabilidade do método dos mínimos quadrados de Monte Carlo (LSM) na avaliação de projetos envolvendo opções reais. Inicialmente, o método passou por uma série de testes de sensibilidade para validação do mesmo. Em seguida,alguns exemplos de projetos de exploração e produção (E e P) de petróleo com opções reais foram elaborados, e seus valores determinados através do LSM.Estes resultados foram comparados aos resultados obtidos com o modelo binomial que, devido a sua simplicidade e ampla utilização, foi escolhido como benchmark para analisar a eficiência do método LSM. Devido às semelhanças entre oportunidades de investimento em ativos financeiros e reais, muitos estudos são realizados no sentido de adaptar instrumentos financeiros para a avaliação econômica de projetos. Muitas pesquisas sobre opções reais foram desenvolvidas em exploração de recursos naturais, em especial de E&P de petróleo. Isso ocorre devido ao porte dos investimentos que são realizados neste setor e as suas características peculiares: o mercado de petróleo é bem desenvolvido (presença de mercado futuro, instrumentos de proteção financeira, derivativos etc); os investimentos ocorrem num ambiente de incertezas econômicas e / ou técnicas; os projetos demandam uma série de flexibilidades gerenciais (prazos alternativos para execução dos investimentos, possibilidade de mudanças na escala do projeto, entre outras). Tais características fazem com que seja necessária uma avaliação mais cautelosa e criteriosa destes ativos reais. Uma nova ferramenta desenvolvida neste sentido é o método LSM, que consiste na avaliação de opções americanas através de simulações e de regressões simples. / [en] The main objective of this work is to test empirically the efficiency and the accuracy of the Least Squares Monte Carlo Approach (LSM) in the valuation of projects involving real options. Initially, a series of sensibility tests will be used for its validation. After this, some examples of projects of petroleum exploration and production (E and P) with real options will be elaborated, and their values determined by LSM. The results will be compared with those obtained using the binomial model. It was chosen as benchmark to analyze the efficiency of the LSM due to its simplicity and wide use. Due to similarities between investments in financial and real assets, many studies made with financial instruments have been adapted for economic valuation of projects. Many researches about real options were developed in exploration of natural resources, especially in petroleum E&P. This happens due to the volume of the investments involved and to its peculiar characteristics: the petroleum market is quite developed (presence of future market, financial instruments of protection, derivatives etc); the investments happen to be in an atmosphere of economical and/or technical uncertainties; the projects demand a series of managerial flexibilities (alternative periods for execution of the investments, possibility of changes in the scale of the project etc). Such characteristics require a more careful evaluation of these real assets. A new tool developed in this sense is the LSM. The method consists of the valuation of american options through simulations and simple regressions.

[pt] O presente trabalho consiste na elaboração de um modelo para simulação numérica do fraturamento em estruturas de concreto utilizando-se o Método dos Elementos Finitos e conceitos da Mecânica da Fratura aplicada ao concreto. A característica mais importante deste modelo está na transição do processo de fraturamento distribuído para o processo discreto à medida em que as deformações se localizam em uma certa região da estrutura. Com isto, pode- se tirar proveito das principais vantagens apresentadas pelos dois processos, ao mesmo tempo em que se eliminam algumas de suas maiores desvantagens. A simulação é suportada por um pré-processador para geração automática da malha de elementos finitos e por uma sofisticada estrutura de dados topológica que assegura a consistência da malha gerada. A fissura discreta é inserida em uma região de comportamento plástico selecionada pelo programa, e somente esta região é rediscretizada após a inserção e propagação da fissura. Todo o processo é monitorado pelo usuário através da mesma interface gráfica. A análise pelo processo distribuído é desenvolvida através de um modelo plástico não-associado e algumas dificuldades numéricas são encontradas na tentativa de representar o comportamento da estrutura nas proximidades da carga máxima e no regime pós- pico. Um procedimento numérico é proposto para contornar estas dificuldades. / [en] This work consists of the development of a model for numerical fracture simulation of concrete structures using the Finite Element Method and concepts of Fracture Mechanics applied to concrete.The most important characteristic of the simulation is the transition from the smeared to the discrete approach as the strain localizes in a certain region of the structure. With this method it is possible to take advantage of the main characteristics of the two approaches and, at the same time, eliminate some of their disadvantages.The simulation is supported by a pre-processor for automatic finite element mesh generation and by a sophisticated topology- based data structure that assures mesh consistency. The discrete crack is introduced into a plastic region selected by the program, and only this region is remeshed after crack propagation. All the process is monitored through the same user interface.The smeared analysis is developed through a non-associated plastic model which poses some numerical difficulties when tracing the behavior of the structure close to the peak and in the post-peak regime. A numerical solution is proposed to avoid these difficulties.

[pt] A busca por processos mais eficientes, e que tornem as operações mais produtivas, é constante e importante em um mercado em que as margens de lucros são cada vez menores, principalmente no segmento de combustíveis. Desta forma, as empresas que comercializam derivados de petróleo buscam, através de ferramentas computacionais, melhorarem suas atividades, desde aquelas mais estratégicas até as operacionais que ocorrem no decorrer dos dias. Com o objetivo de buscar oportunidades de melhorias nos processos, este trabalho tem como propósito modelar e simular um processo de carregamento em uma base distribuidora de combustíveis. Foram elaborados 5 cenários com a finalidade de avaliar os processos e recursos disponíveis para realizar carregamentos de caminhões tanques durante um determinado tempo. O modelo foi desenvolvido no software Arena e os resultados foram discutidos por meio de indicadores usados em operações com o foco em aperfeiçoamento de processos de carregamentos de veículos. Os indicadores foram apurados em cada cenário, para validação da capacidade de atendimento de acordo com suas particularidades. Para ratificar o modelo, um cenário foi utilizado e os outros 4 cenários se basearam na variação de tempo de operação e na quantidade de baias disponíveis para o carregamento, com enfoque em entender como seria o atendimento de variações da demanda de consumo. Através das avaliações dos resultados foi verificado que existe um problema de fila na operação e algumas sugestões de melhorias foram expostas no trabalho. / [en] The search for more efficient processes, in order to make operations more profitable, is constant and important in a market where profit margins are becoming smaller, especially in the fuel segment. Therefore, companies that market oil derivatives try to improve their activities through computational tools, from the most strategic ones to the operational ones that occur in the passing of the days. Looking for process improvement opportunities, this work aims to model and simulate a loading process in a fuel distribution base. Five scenarios were designed under the objective of evaluating procedures and available resources to perform tank truck loadings during a certain time interval. The model was developed in the Arena software and results were grounded through indicators that are used in operations with the purpose of improving the process of vehicle loading. Indicators were verified in each scenario, in order to validate the service capacity according to their particularities. To ratify the model, a scenario has been used and four other scenarios were based on the operation time variation and the quantity of available loading docks, focusing on the understanding of how the support for variations in the consumption demand would be. Through the evaluation of the results, a problem in the operation line was verified and some improvement suggestions were exposed in this work.

[pt] A simulação de sistemas lineares excitados por senóides tem solução bastante simples envolvendo métodos utilizando transformadas. Contudo, quando a rede é de grande porte e a freqüência de excitação desconhecida, estes métodos de análise fasorial deixam a desejar, por sua complexidade. Diversos processos de análise por computador foram desenvolvidos recentemente, abrangendo o problema do grande porte. Entretanto, implementados para operar no tempo estes métodos não descrevem o caso considerado (excitação no entorno de uma freqüência) de uma análise transitória geral. O método proposto permite a operação no tempo de redes de grande porte, beneficiando-se da estreita faixa de freqüências, em que pode estar atuando a rede elétrica. Sem perda de generalidade, o método foi implementado com base na análise nodal e em técnicas de filtragem digital multitaxa. A rede elétrica é assim transformada em um filtro digital de vários acessos, em que operações de decimação do sinal acarretem sensível redução de complexidade computacional. São apresentados exemplos e comparações com à técnica de Dommel que sustentam as propriedades da nova técnica. / [en] The simulation of linear systems with sinusoidal input has a very simple solution by transform methods. However, when the network is of large scale and the frequency of excitation is unknown, this fasorial analysis method is not satisfactory because of its complexity. Several processes of computer analysis have been developed recently addressing the problem of large-scale networks. However, when implemented to operate in time domain, these methods do not describe the former case (excitation in the neighborhood of a frequency) of a transitory general analysis. The proposed method allows the operation in time domain of large-scale networks, taking advantage of the narrow frequency band in which the electric network is working. Without loss of generality, the above method was implemented based on nodal analysis and multi-rate digital filtering techniques. The electrical network is transformed into a multiple- access digital filter, where signal decimation operations lead to a sensible reduction in the overall computational complexity. Some examples and comparisons with Dommel classical technique are presented, validating the new approach.

[pt] O objetivo desta tese é o de apresentar e investigar a metodologia de Durbin e Koopman (DK) usada para estimar o espaço de estado de modelos de séries temporais não- Gaussianos, dentro do contexto de modelos estruturais. A abordagem de DK está baseada na avaliação da verossimilhança usando uma eficiente simulação de Monte Carlo, por meio de amostragem por importância e técnicas de redução de variância, tais como variáveis antitéticas e variáveis de controle. Ela também integra conhecidas técnicas existentes no caso Gaussiano tais como o Filtro de Kalman Siavizado e o algoritmo de simulação suavizada. Uma vez que os hiperparâmetros do modelo são estimados, o estado, que contém as componentes do modelo, é estimado pela avaliação da moda a posteriori. Propomos então aproximações para avaliar a média e a variância da distribuição preditiva. São consideradas aplicações usando o modelo de Poisson. / [en] The aim of this thesis is to present and investigate the methodology of Durbin and Koopman (DK) used to estimate non-Gaussian state space time series models, within the context of structural models. DK`s approach is based on evaluating the likelihood using efficient Monte Carlo simulation, by means of importance sampling and variance- reduction techniques, such as antithetic variables and control variables. It also contents known existent techniques for the Gaussian case as the Kalman Filter smoother Simulation algorithm. Once the model hyperparameters are estimated, the state, which encapsulates the model`s components, is estimated by evaluating its posterior mode. Proposals are approximated to evaluate mean and variance for the predictive distribution. Applications are considered using the Poisson model.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo estudar a influência da compartimentação dos caminhões-tanque na operação das bases de distribuição de combustíveis automotivos, operação esta que está inserida na cadeia de suprimentos destes produtos. O trabalho parte da constatação da tendência de modificação da compartimentação atualmente predominante, e avalia o impacto desta modificação naquele elo da cadeia logística de distribuição de combustíveis automotivos. Este trabalho pretende fornecer uma base para futuros estudos que, seguindo o moderno conceito de gerenciamento da cadeia de suprimentos, avaliem os trade-offs presentes nesta operação, visando minimizar os custos desta atividade. O cenário e a prática atual da indústria são relatados no início do trabalho. Em seguida é apresentada uma revisão bibliográfica referente às principais bases teóricas nas quais o estudo está apoiado. Na seqüência, é apresentado um modelo e um estudo de simulação focando a influência da compartimentação na operação das bases. Na parte final são apresentados os resultados do estudo de simulação para os diversos cenários considerados. São apresentados também comentários sobre o potencial da técnica de simulação, e deste modelo em particular, para a análise de outros cenários, assim como sugestões de outros estudos relacionados ao assunto. / [en] This dissertation studies the effects of compartmentalization of tank trucks on the operation of automotive fuels distribution plants. The operation is part of the supply chain of such fuels. This work looks at the current trend of compartment modification and assesses the impact of this modification in that portion of the distribution chain. The present work is intended as a basis for future studies aimed at evaluating the trade-offs that exist in this type of operation in order to allow for cost reductions. The initial part of this dissertation examines current practices in the industry. Next, the work reviews the bibliography containing the main theoretical principles which frame this study. This is followed by a model and a simulation study focusing on how compartmentalization impacts distribution plant operations. The final part presents the results of the simulation study applied to the different scenarios proposed. This work also offers comments on the potential use of the simulation study technique - and, in particular, the model herein - in analyses of alternative scenarios, as well as suggestions of other studies related to this topic.

[pt] Este trabalho especifica um Sistema de Simulação Radar desenvolvido na linguagem de programação C, tendo como aplicação a área militar. Visa a análise, simulação, monitoração e avaliação de sinais na interação de Sistemas Radar e Sistemas de Contra Medidas Eletrônicas (CME). A flexibilidade e a modularidade do Sistema de Simulação Radar proposto objetivam a descrição realista do comportamento de diversos radares modernos. A escolha correta da forma de onda e a definição do modelo de radar mais adequado a uma determinada aplicação são considerados fatores essenciais para a utilização eficaz do Sistema de Simulação proposto. Como abordagem preliminar à implementação do Sistema de Simulação, o presente trabalho apresenta um estudo das formas de onda de radar e de alguns radares modernos de maior interesse. / [en] A Radar Simulation System hás been developed on the C programming Language. Its application is addressed to the military fiels and deals with the analysys, simulation, monitoring, and evaluation of signals in the interaction of Radar and eletronic Counter Measure Systems (ECM). The flexibilitu and modularity of the proposed Radar Simulation System is aimed at the realistic description of the behavior of many modern radars. The choice of the radar waveform and the definition of the appropriated radar model to a specific application are considered essential factors to an effective utilization of the proposed Radar Simulation System. Radar waveforms and modern radars considered of great interest have been presented as an introductory approach to the implementation of the Radar Simulation System.

[pt] Em redes IP com mobilidade, uma conexão de transporte estabelecida com um dispositivo móvel pode ser interrompida devido a uma possível troca do endereço IP ocasionada por uma mudança de rede. O período compreendido entre o instante em que dispositivo percebe que está mudando de rede - momento em que se inicia o processo de alteração de seu endereçamento IP - até o momento do restabelecimento de suas conexões com outros dispositivos chama-se período de handoff, e sua duração é denominada latência do handoff. Existem especificações de protocolos que permitem que os nós móveis continuem acessíveis enquanto se movimentam na rede IPv6, como o MIPv6 (Mobility for IPv6). Porém, mesmo com a utilização do MIPv6, durante o período de handoff, pacotes trocados com o dispositivo móvel que se deslocou podem sofrer atrasos maiores do que o desejado ou até mesmo serem perdidos. Esse efeito acaba por diminuir a qualidade da comunicação, especialmente quando se está lidando com dados multimídia. O foco do presente trabalho é a implementação do protocolo Host Identity Protocol (HIP) numa ferramenta de simulação e a avaliação desse protocolo com o objetivo de estabelecer, de maneira quantitativa, o impacto do rompimento e restabelecimento da comunicação em ambientes móveis. A proposta do protocolo HIP é garantir a mobilidade usando uma nova identidade para os hosts de forma independente do endereço IP. São estudados, por meio de simulação, a latência e a perda de pacotes durante o handoff do protocolo HIP com o intuito de fundamentar novas investigações. / [en] In mobile IP networks, a connection of transport established with a mobile device may be interrupted due to a possible exchange of IP addresses caused by a change of network. The period between the moment when device realizes that the network is changing - time in which begins the process of changing its IP address - until the moment that it restores all connections with other devices is called period of handoff, and this period is called the latency of handoff . Some protocols specifications allow us to remain accessible while mobile move in IPv6 network, as the MIPv6 (Mobility for IPv6). But even with the use of MIPv6, during the handoff, exchanged packages with the mobile device could be delayed more than desired or even be lost. This effect diminish the quality of communication, especially when it is dealing with multimedia data. The focus of this work is the implementation of the Protocol Host Identity Protocol (HIP) in a tool for simulation to evaluate the protocol with the goal of establishing, quantitative way, the impact of disruption and restoration of communication in mobile environments. The proposed protocol ensures the mobility using a new identity for the hosts that is independent IP address. The latency and loss of packages are studied, by simulation, during the handoff of HIP protocol in order to justify further investigation.