[pt] O mundo em que vivemos é formado por um espaço fisicamente tridimensional e é natural que o ser humano busque representá-lo da forma mais fiel possível, também em ambientes virtuais. Na Web, por exemplo, já existem vários esforços na busca do suporte a criação de aplicações 3D interativas de forma declarativa, grande parte deles são baseados nos conceitos de grafos de cena e grafos de rotas. Grafos de cena têm se tornado um padrão de modelagem espacial de aplicações tridimensionais por meio de uma abordagem hierárquica e declarativa. Por sua vez, o comportamento do grafo de cena usualmente tem sido especificado por meio de grafos de rotas ou linguagens imperativas. No que se refere à TV Digital Interativa (TVDi), por outro lado, ainda há muito a ser feito. Nested Context Language (NCL) é a linguagem declarativa padrão para o sistema de TV Digital Terrestre ISDB-TB e Recomendação ITU-T para serviços IPTV, que permite a autoria de documentos hipermídia por meio de uma abordagem simples e expressiva. Embora NCL não restrinja qualquer tipo de objeto de mídia, na sua versão atual (3.0), ela trata apenas objetos de mídia bidimensionais, relacionando-os temporal e espacialmente. Dada a importância de NCL no cenário de TVDi, esta pesquisa objetiva discutir como tal linguagem pode também controlar objetos tridimensionais, permitindo a criação de aplicações 3D para TVDi. Como caso especial, este trabalho discute como NCL pode controlar o comportamento de objetos 3D compostos representados por grafos de cenas, discutindo suas vantagens e desvantagens em relação ao uso de grafos de rotas. Visando testar a proposta deste trabalho, foi adicionado um exibidor de mídia X3D (linguagem baseada em grafo de cena) à implementação de referência do Ginga-NCL, responsável por executar aplicações NCL. Adicionalmente, também é proposta a extensão dos eventos tratados por NCL, para refletir eventos específicos de ambientes 3D, e a incorporação de regiões, baseadas em objetos geométricos 3D, à NCL, com o objetivo de possibilitar a apresentação de objetos de mídia 2D sobre a superfície de objetos 3D. / [en] The world where we live in is physically formed by a three-dimensional space and it is natural human being wants to represent it as faithful as possible. In Web for example there are a lot of efforts in order to support the creation of interactive 3D applications, most of them based on scene graphs and route graphs. Scene graphs have become a standard for modeling spatial 3D applications from a hierarchical and declarative approach. In order to represent the scene graphs behavior, route graphs or imperative languages are more commonly used. As regards Interactive Digital Television (iDTV), on the other hand, there is still a lot of work to be done. Nested Context Language (NCL) is the standard declarative language for Terrestrial Digital Television Systems (ISDB-T) and IPTV (ITU-T), which allows the hypermedia document authoring through a simple and expressiveness approach. Even though NCL does not restrict any type of media object, in its current version (3.0), NCL treats only two-dimensional objects, relating them temporally and spatially. Given the importance of NCL in the iDTV scenario, this research aims discuss how it can also control three-dimensional objects. As a special case, this work discusses how NCL can control composite object behavior represented by scene graphs, discussing its advantages and disadvantages. In order to test what was proposed, an X3D (which is an ISO standard language based on scene graphs) player was incorporated to the Ginga-NCL reference implementation, which is responsible to play NCL applications. Additionally, it is also proposed a new set of NCL events, in order to reflect three-dimensional events, and the incorporation of NCL regions based on three-dimensional geometric, so that the presentation of two-dimensional media objects over 3D object’s surfaces is possible.

[pt] O presente trabalho investigou a dispersão de poluentes na forma de gases e material particulando provinientes de uma chaminé sujeita a ventos transversais. Os campos de concentração, velocidade e temperatura foram determinados através numérica das equação de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia e espécie química nas suas formas tridimensionais para regime permanente. Os efeitos da força de empuxo devido aos gradientes de temperatura foram considerados através da solução simultânea das equações de quantidade de movimento linear e energia.O escoamento foi considerado parabólico na direção principal e foi utilizado o modelo k--e de turbulência. O modelo desenvolvido neste trabalho, incorporou os efeitos produzidos pelo campo gravitacional para o caso de material particulado. Os campos de concentração obtidos, apresentam boa concordância com os resultados do Modelo de Pluma Gaussiana. Um estudo paramétrico revelou a influência das razões de velocidade e temperatura entre gases da emissão e o vento sobre os campos de concentração, velocidade e temperatura. A velocidade de deposição das partículas também mostrou influência sobre o campo de concentração. / [en] The present work numerically investigated the dispersion of pollutants in the form of gases or particulate matter emitted from a single stack subjected to horizontal winds. The concentration, velocity and temperature fields were determinate by the solution of the equations governing the conservation of mass, linear momentum, energy and chemical species for steady-state, three-dimensional flow conditions. Buoyancy effects due to temperature gradients were considered by the simultaneous solution of the linear momentum and energy equations. The flow was considered to be the parabolic in the principal direction and the K-E Turbulence Model was employed. The model developed accounted for gravitational setting of particulate matter. The predictions for the concentration field the influence of the wind-to-discharge velocity and temperature ratios on the concentration, velocity and temperature fields. The particle settling velocity was also shown to influence the concentration field.

[pt] Análise do escoamento tridimensional turbulento, isotérmico, em regime permanente, num distribuir retangular de aço para lingotamento contínuo. No processo de lingo tamento contínuo, o distribuidor é um reservatório intermediário que tem como função distribuidor o metal fundido desde a panela de fundição até os moldes, e remover as inclusões não-metálicas que podem comprometer a qualidade do lingote. O escoamento turbulento foi modelado utilizando-se a analogia de Boussinesq para avaliar as tensões de Reynolds, e a viscosidade turbulenta foi avaliada através do modelo k-e de turbulência. Desenvolveu-se um algoritmo de solução de equações elípticas tridimensionais carte sianais de conservação utilizando o método dos volumes de controle. O acoplamento velocidade-pressão é tratado através do algoritmo SIMPLEC. As equações algébricas de conservação são resolvidas iterativamente de forma segregada, utilizando-se o algoritmo TDMA linha-por-linha e um algoritmo de correção por blocos para acelerar a convergência. O escoamento para um distribuidor sem barreiras e diferentes configurações com um dique e uma barragem foram estruturadas. Foi calculado o tempo de residência de uma partícula no distribuidor e um fator de limpeza foi estabelecido a fim de se poder qualificar diferentes configurações. Os resultados obtidos foram comparados com os disponíveis na literatura, apresentando excelente concordância. Comprovou-se que a utilização de barreiras traz benefícios para o processo de lingotamento contínuo, uma vez que sendo o tempo de residência no distribuidor maior, existe uma maior probabilidade de remoção das inclusões não-metálicas. / [en] The turbulent fluid flow was modelled by the Boussinesq analogy to evalute the Reynolds stress, and the turbulent viscosity was calculated by the k-e turbulence model. A computer program to soolve the tridimensional cartesian elliptic equations was developed using the control volume method approach. The velocity-pressure couppling was treated using the SIMPLEC algorithm. The algebric conservation equations were solved in a segregated way, using the TDMA line-by-line algorithm and a block correction was employed to acelerate convergence. The fluid flow was solved for a tundish without flow control and different configura tions with a weir and dam were also studied. The tome of residence inside the tundish was calculated and a cleanliness factor was adopted to quality diferent: configurations. The results were compared with solutions avaiable in the literature, showing an excelent comparison. It was shown that the use of a weir and a dam as flow control can be very atractive, as the time of residence inside the tundish is bigger, raising the probality of non-metalic inclusions separation.

[pt] O estudo de aspectos formais e visuais remete ao ensino de design do começo do século XX, e ainda tem demonstrado ser tema de interesse inesgotável diante das constantes atualizações no campo da prática e do ensino de design. No âmbito do design de mobiliário no Brasil, bastante atenção foi dedicada às biografias ou aos contextos históricos de alguns ícones, mas não tanta ao exercício de apreender aspectos de sua própria materialidade. Tomando a forma e a visualidade da ideia de leveza como eixo condutor, este trabalho propõe uma reaproximação a um tipo consagrado de mobiliário para casa produzido no Brasil, a partir dos anos 50, através da tensão entre certas referências culturais, sociais e técnicas em imagens da leveza na modernidade, e um exercício de análise de seus aspectos formais e visuais em oito assentos selecionados. O objetivo principal do trabalho é destacar um repertório formal e visual corporificado na tipologia de design do mobiliário estudado, investindo também na sistematização e síntese de aspectos formais e visuais nas especificidades do mobiliário em geral, e do espaço tridimensional, que podem servir tanto à prática quanto ao ensino de design. / [en] The investigation of formal and visual aspects recalls to the teaching of design back to the beginning of the XX century and it still proves to be a subject of endless interest before the constant updating in the field of practice and teaching of design. Within the scope of furniture design in Brazil, a great deal of attention was drawn to biographies or to the historical context of some icons. It is not possible to say the same when it comes to the exercise of learning the aspects of materiality itself. Taking into account the underlying concepts of lightness such as shape and visuality, the present work aims at reapproaching a renowned kind of home furniture manufactured in Brazil from the 50s on, through the tension amongst certain cultural, social and technical references, as well as techniques on images of lightness in the modernity and an exercise of analysis of its formal and visual aspects in eight pre-selected samples. The general goal of this work is to highlight a formal and visual repertory, which has been incorporated in the typology of design of the pieces of furniture approached hereby. Other aspects here approached are the systematization and synthesis of the formal and visual aspects within the peculiarities of furniture on a whole, as well as the tridimensional space, which can be either used in the practical field and for the teaching of design.

[pt] O constante crescimento na demanda de combustíveis fósseis e as últimas descobertas de petróleo no Brasil têm tornado a modelagem de escoamentos multifásicos em tubulações e equipamentos na indústria do Petróleo numa tarefa crucial. Dentro as configurações possíveis que o escoamento multifásico pode adotar, o regime das golfadas possui uma enorme relevância devido às suas características intermitentes e seus fortes gradientes de pressão produzidos nas tubulações por onde escoa. Neste trabalho, estuda-se numericamente, com o método de volumes finitos, o regime das golfadas, determinando-se o campo de velocidade e pressão, assim como a forma do nariz da bolha de Taylor e a velocidade de translação de uma unidade básica de golfada tridimensional em uma tubulação horizontal. Considerou-se o escoamento isotérmico, e utilizouse o referencial coincidente com a bolha de Taylor. Para modelar o escoamento turbulento utilizou-se o modelo K−E RNG. A interface foi determinada com o modelo VOF (Volume of Fluid). Os resultados das simulações foram comparados com dados experimentais disponíveis, apresentando uma boa concordância. / [en] Pipeline and equipment multiphase flow modeling in oil industry has become a crucial task due to the constant increasing fossil fuel demand and latest oil discovers in Brazil. Among all possible flow configurations that multiphase flow can take, the slug flow regime plays an important role due to its intermittent characteristics and its strong pressure gradients in pipelines, where this flow regime can be found. In the present work, a numerical study of a slug flow is performed, with the finite volume method. The flow and pressure field are determined, as well as, the Taylor bubble nose shape and the translational velocity of a three dimensional single unit slug in a horizontal pipeline. The flow field was considered isothermal and it was employed a coordinate system coincident with the Taylor bubble. To model the turbulent flow, the RNG K−E model was selected. The interface was determined with the Volume of Fluid models (VOF). The results from the simulations were compared with available experimental data, presenting good agreement.

[pt] A concentração de tensões nas extremidades de cilindros montados com interferência é muito pouco conhecida. Neste trabalho estudou-se a concentração de tensões na extremidade do cilindro oco. Foram analisadas várias relações de diâmetros e diferentes posições do cilindro interno, utilizando o método fotoelástico tri-dimensional. Os modelos foram construídos usando resina epóxi e anidridos ftálico e maleico como endurecedores. Após o congelamento das tensões retirou-se fatias para análise no polariscópio. Para o cálculo das tensões foi usado o método da diferença das tensões cisalhantes. Os resultados são apresentados em gráficos e analisados. / [en] The stress concentration at end of thickwall cylinders with interference assemblage is unknow yet. In present work the stress concentration has been analized for several diametral relations and differents positions of inner cylinder. The photoelastic method has been used the models was constructed with epoxy resin using phthalic and maleic anhydride as curing agent. After stress freezing procedure the model was sliced to polariscope analysis. For stress calculations the shear difference method was used. The results are plotted and analized.

[pt] Esta dissertação aborda conceitos interdisciplinares de Engenharia Mecânica e Engenharia de Software, com foco principal no estudo de sistemas mecânicos. Atualmente, operações de monitoração por meio de veículos autônomos se tornam cada vez mais comuns, enquanto os ambientes a que esses veículos robóticos são submetidos passam a ser cada vez mais hostis, principalmente em relação aos obstáculos e características dos terrenos. O presente trabalho introduz o desenvolvimento de um simulador dinâmico em 3D em tempo real para veículos robóticos em terrenos acidentados. Um algoritmo de interseção é desenvolvido entre um terreno 3D genérico e cada roda de um veículo. Um modelo de força de contato pneu-terreno é implementado, levando em consideração as combinações das derivas longitudinal e lateral. O modelo também inclui os efeitos de corrente contínua de motores, levando-se em consideração a interação entre a parte mecânica e a elétrica, inclusive uma aproximação contínua do modelo de atrito de LuGre, considerando as limitações de potência das baterias do sistema. O simulador também inclui equações para um controle de estabilidade 2D, levando em consideração apenas a estabilização do ângulo de arfagem (pitch) do veículo. Este trabalho propõe, além disso, um controle de estabilidade 3D utilizando um indicador de estabilidade que pode ser calculado em tempo real, baseado em uma estimativa de distribuição de forças de contato entre roda e terreno. O simulador é validado mediante comparações com soluções analíticas do comportamento longitudinal do veículo robótico. / [en] This dissertation approaches interdisciplinary concepts of Mechanical Engineering and Software Engineering, with a main focus on the study of mechanical systems. Nowadays, the task of monitoring with autonomous vehicles has become more and more common, while the environment to which those robot vehicles are exposed becomes more and more hostile, mainly in relation to the obstacles and characteristics of the terrain. The present work introduces the development of a 3D real-time dynamic simulator of robot vehicles on rough terrain. An intersection algorithm is developed between a 3D generic terrain and each wheel of a vehicle. A tire-soil contact force model is implemented, taking into consideration the combined longitudinal and lateral drifts. The model includes the effects of direct current motors, taking into consideration the interaction between mechanical and electric parts, including a continuous approximation of LuGre’s friction model, considering the power limitations of the system batteries. The simulator also includes an equation for a 2D stability control, taking into consideration only the stabilization of the pitch angle of the vehicle. This work also proposes a 3D stability control using an indicator of stability that can be calculated in real time, based on an estimated distribution of wheel-terrain contact forces. The simulator is validated through comparisons with analytic solutions of the longitudinal behavior of the robot vehicle.