O trabalho se concentra no estudo de um sistema de conversão de energia a partir de movimentos oscilatórios. Toma-se como exemplo de aplicação e objetivo norteador do estudo o aproveitamento da oscilação de uma boia marítima, oriunda do movimento ondulatório da água, como fonte de energia mecânica primária oscilatória, para de prover energia elétrica ao sinalizador da referida boia. O movimento da boia é modelado por um movimento com forma de onda sinusoidal, de acordo com as referências bibliográficas. A baixa frequência do acionamento força a escolha da topologia por uma que propicie alta densidade magnética. Após uma revisão sobre os materiais magnéticos e das topologias, optou-se pela topologia radial com duplo rotor, imãs permanentes de NdFeB e enrolamento toroidal. Após a análise numérica através do Método dos Elementos Finitos foi projetado e construído o protótipo do gerador. A maioria das peças componentes do gerador foram fabricadas no próprio Laboratório de Máquinas Elétricas, Acionamentos e Energia, LAMEAE – UFRGS. Paralelamente a construção foi feita a modelagem analítica do gerador. Primeiro, foi feita a modelagem do campo magnético com a correção do efeito da ranhura, pelo Fator de Carter e após, foi modelada a tensão induzida a partir de movimento constante e de um movimento sinusoidal. A modelagem analítica do sistema dinâmico foi baseada no método de Lagrange. E finalmente, são apresentados os resultados e são feitas as validações entre os métodos analítico, numérico e experimental. Os ensaios experimentais foram feitos variando a frequência do acionamento e a amplitude do movimento do acionador. E finalmente, a utilização de um conversor CC-CC na saída do gerador, mostrou-se que pode ser uma solução para a utilização do protótipo em uma boia de sinalização. / This work focuses on the study of a power conversion system driven by an oscillating movement. The example of application taken into account as a guiding target of this study is the utilization of a sea buoy, exposed to the wave motion of the water, as the prime mover, a renewable source of oscillating mechanical energy, in order to supply power to the previously mentioned buoy flag. The movement of the float is modeled by a sine wave, according to the references. The low frequency of the sea waves requires a machine topology that provides high magnetic density. After a review of magnetic materials and topologies, the radial topology with dual rotor, permanent magnets NdFeB and toroidal winding was chosen. With the numerical analysis using the Finite Element Method the generator is designed and built. Most of generator parts were manufactured in the Electrical Machines Laboratory at UFRGS. In addition to the prototype construction, analytical modeling was studied. First, the magnetic field modeling was performed with the correction of the effect of the slotting, with the Carter’s factor and also the induced voltage was modeled for a sinusoidal constant prime mover’s movement. The analytical modeling of the dynamic system was based on the equation of Lagrange. Finally, the results are validated with the investigation on the analytical, numerical and experimental methods. Experimental tests were performed by varying the actuation frequency and amplitude of the prime mover’s oscillation. At the end, the use of a DC-DC converter is proposed as the generator’s power output to feed the signaling buoy.

Nesse trabalho apresentamos algoritmos adaptativos do M´etodo do Res´ıduo M´ınimo Generalizado (GMRES) [Saad e Schultz, 1986], um m´etodo iterativo para resolver sistemas de equa¸c˜oes lineares com matrizes n˜ao sim´etricas e esparsas, o qual baseia-se nos m´etodos de proje¸c˜ao ortogonal sobre um subespa¸co de Krylov. O GMRES apresenta uma vers˜ao reinicializada, denotada por GMRES(m), tamb´em proposta por [Saad e Schultz, 1986], com o intuito de permitir a utiliza¸c˜ao do m´etodo para resolver grandes sistemas de n equa¸c˜oes, sendo n a dimens˜ao da matriz dos coeficientes do sistema, j´a que a vers˜ao n˜ao-reinicializada (“Full-GMRES”) apresenta um gasto de mem´oria proporcional a n2 e de n´umero de opera¸c˜oes de ponto-flutuante proporcional a n3, no pior caso. No entanto, escolher um valor apropriado para m ´e dif´ıcil, sendo m a dimens˜ao da base do subespa¸co de Krylov, visto que dependendo do valor do m podemos obter a estagna¸c˜ao ou uma r´apida convergˆencia. Dessa forma, nesse trabalho, acrescentamos ao GMRES(m) e algumas de suas variantes um crit´erio que tem por objetivo escolher, adequadamente, a dimens˜ao, m da base do subespa¸co de Krylov para o problema o qual deseja-se resolver, visando assim uma mais r´apida, e poss´ıvel, convergˆencia. Aproximadamente duas centenas de experimentos foram realizados utilizando as matrizes da Cole¸c˜ao Harwell-Boeing [MCSD/ITL/NIST, 2003], que foram utilizados para mostrar o comportamento dos algoritmos adaptativos. Foram obtidos resultados muito bons; isso poder´a ser constatado atrav´es da an´alise das tabelas e tamb´em da observa ¸c˜ao dos gr´aficos expostos ao longo desse trabalho.

Resumo não disponível

Problemas de transferência de calor e de massa em meios granulares são encontrados em inúmeras situações de interesse tecnológico. Particularmente, o processo de secagem de grãos envolve esses dois fenômenos. Nesta tese é desenvolvido um modelo matemático que descreve os balanços de energia e de massa para o ar e os grãos baseado nas equações de Navier-Stokes. O coeficiente convectivo de transferência de massa entre o grão e o ar é obtido a partir de dados experimentais para a secagem de grãos de soja. As equações governantes do modelo são resolvidas numericamente por um esquema em diferenças finitas. A análise de consistência, estabilidade e convergência também é realizada para o caso unidimensional. Uma solução analítica da equação diferencial parcial com a forma das equações de balanço da energia e da massa para o ar (caso unidimensional) é obtida, fazendo-se comparações entre dados numéricos e a solução analítica, para funções testes no termo fonte, com o objetivo de avaliar o esquema numérico utilizado. Resultados são apresentados fazendo comparações dos valores numéricos calculados através do modelo com dados experimentais encontrados na literatura. Avalia-se também a influência de parâmetros adimensionais envolvidos nos processos de transferência de calor e massa. Estes resultados contribuem para obter um melhor entendimento da transferência de calor e massa em meios granulares, cujas aplicações são encontradas em muitas situações de interesse prático. / Problems of heat and mass transfer in granular media are found in countless situations of technical interest. Particularly, the grain drying process involve those two phenomena. In the present work we develop a mathematical model that describes the energy and the mass balance for the air and the grain based on the Navier-Stokes equations. The convective mass transfer coefficient between the grain and the air is obtained from experimental data for the soy grain drying process. The governing equations of the model are approximated by means of a finite differences scheme. The analysis of consistency, stability and convergence is also made for the unidimensional case. An analytical solution for a partial differential equation with the form similar to the energy and mass balance equations for the air (in the unidimensional case) is obtained; comparisons are realized between the numerical data and the analytical solution for chosen test functions in the source term, with the objective of evaluating the numerical scheme used. Numerical results are presented and compared with the experimental data found in the literature. We evaluate the influence of dimensionless parameters involved in the heat and mass transfer processes as well. These results contribute to obtain a better understanding of the heat and mass transfer in a granular medium, whose applications are found in many situations of technical interest.

Este trabalho define um ambiente que auxilia o usuário a determinar as raízes complexas de um polinômio, dados apenas seus coeficientes complexos. Para tanto é definida uma interface que habilita a comunicação e a apresentação de resultados de forma mais expressiva do que as habitualmente usadas, permitindo que o usuário perceba mais rapidamente as informações que a ferramenta lhe apresenta. Para capacitar o usuário a determinar as soluções o sistema faz uso de uma abordagem baseada em imagens, obtidas a partir da interpretação do polinômio sendo estudado como se fosse uma superfície originada por uma função de dual variáveis. Através do uso de imagens o usuário pode orientar o sistema para determinar as soluções de seu interesse particular, e pode adicionalmente perceber de forma muito clara detalhes do polinômio que não são apresentados por outras ferramentas. São definidas operações que facilitam a manipulação das imagens obtidas, podendo-se efetuar uma serie de computações que eventualmente dispensam os métodos de determinação numérica de raízes, obtendo-se de uma forma alternativa possíveis aproximações para as soluções. Esta abordagem apoiada em imagens é muito útil na determinação de raízes em regiões onde a avaliação do polinômio se mostra instável ou sujeita a erros grosseiros, como por exemplo raízes múltiplas. Quando são geradas imagens pode ser percebida claramente a presença de erros de avaliação, permitindo que o usuário tome a atitude que julgar adequada. Outros sistemas não permitem que tais instabilidades sejam notadas, fornecendo respostas que podem lido ter qualquer nexo com a realidade. Para uso na ferramenta que implementa a solução proposta, existe uma serie de comandos definidos que capacitam o usuário a fazer quaisquer operações de seu interesse. Estes comandos foram já testados no período da implementação do sistema e permitem que sejam feitas operações sobre o polinômio, as imagens geradas e as raízes determinadas. Em todo o projeto do sistema existe a preocupação de tornar claro o que está acontecendo a cada momento com o polinômio ou com os dados dele obtidos, para que o usuário não se canse em demasia, seja interpretando dados do sistema ou procurando decidir o que fazer em seguida. Assim, o use da ferramenta d bastante natural, e tenta atingir a intuição daqueles que a irão usar. Exemplos são apresentados, bem como descrições dos comandos utilizados na interface. De especial interesse são os algoritmos usados na construção das imagens, pois estes permitem uma grande economia nas avaliações do polinômio quando da geração das cenas, reduzindo sobremaneira o tempo de espera do usuário. Quanto as imagens, são fornecidos três tipos de representações: imagens coloridas em duas dimensões, curvas de nível e curvas de sinal. O uso de três dimensões nas imagens foi descartado, e as razões para tanto estão descritas no texto. Todos os tipos de imagens permitem que se determine e identifique com facilidade as soluções desejadas, e são construídas a partir de uma transformação sobre o polinômio original. Esta transformação é explicada em detalhe no transcorrer do texto. / This work describes an environment that helps the user to find the complex solutions of a polynomial, given its coefficients. To do so, a quite expressive user interface is defined providing easy communication between man and machine and also allowing users to perceive much more rapidly the informations given by the tool. The system uses an image-based interface, obtained from a two-variable surface defined by the polynomial. By using these pictures, it is possible to direct the tool, finding any solutions of special meaning to the user. In addition, some details and features of the polynomial can be very easily seen. To manipulate images a set of operations was defined, and this set has so many features that the use of some operations can even avoid the effort of numerically computing the zeros of the polynomial, also reducing the numerical error embedded in these computations. This image-based approach is very useful when finding domains where the evaluation of the polynomial is unstable or prone to errors, e. g., near multiple roots. In pictures, any evaluation problems are easily detected, and the user can decide how to take the answers given by the system. Other tools usually do not provide any means to detect such behavioral oscillations, and can give nonsense answers. There is a set of commands embedded on the tool that implements the proposed solution, and they allow the user to perform any operations of his (her) interest. Such commands were tested at implementation time, and all were useful at some moment. They perform operations on the polynomial, on the pictures and on the detected zeros. All over the design phase there was the care of making clear what is happening to the polynomial or any data, so that the user can always work without being stressed by trying to find out what is happening. So, we try to build a natural approach to this interfacing problem, trying to reach user's intuition. Examples and descriptions of the commands are given, and also there is a description of a quite important algorithm, the one that builds the pictures themselves. This algorithm needs quite few evaluations of the function to generate pictures, thus reducing the waiting times. For the images, there are three presentation types: color images in two dimensions, height curves or signal curves. Three-dimensional pictures were discarded, and the reasons to such decision are described on the text. All kinds of images provide easy and simple identification of solutions. The images are produced from a simple transformation of the starting polynomial. This transformation is also explained in detail.

A paralelização de aplicaçõpes envolvendo a solução de problemas definidos sob o escopo da Dinâmica dos Fluidos Computacional normalmente é obtida via paralelismo de dados, onde o domínio da aplicação é dividido entre os diversos processadores, bem como a manutenção do balancecamento durante a execução é um problema complexo e diversas heurísticas têm sido desenvolvidas. Aplicações onde a simulação é dividida em diversas fases sobre partes diferentes do domínio acrescentam uma dificuldade maior ao particionamento, ao se buscar a distirbuição equlibrada das cargas em todas as fases. este trabalho descreve a implementação de mecanismos de particionamento e balanceamento de carga em problemas multi-fase sobre clusters de PCs. Inicialmente é apresentada a aplicação desenvolvida, um modelo de circulação e transporte de susbtâncias sobre corpos hídricos 2D e 3 D, que pode ser utilizado para modelar qualquer corpo hídrico a partir da descrição de sua geometria, batimetria e condições de contorno. Todo o desenvolvimento e testes do modelo foi feito utilizando como caso de estudo o domínio do Lago Guaíba, em Porto Alegre. Após, são descritas as principais heurísticas de particionamento de domínio de aplicações multi-fase em clusters, bem como mecanismos para balanceamento de carga para este tipo de aplicação. Ao final, é apresentada a solução proposta e desenvolvida, bem como os resultados obtidos com a mesma.

Esse trabalho tem dois objetivos principais: o primeiro deles consiste em apresentar o estado da arte sobre processos de otimização combinatorial dando uma ênfase especial ao método Simulated Annealing (SA). São apresentados seu histórico, funcionalidades, algoritmo genérico e propostas de paralelização presentes na literatura. Além disso, é apresentado o algoritmo de geração de redes aleatórias contínuas, algoritmo, esse, projetado por pesquisadores do Instituto de Física da UFRGS que utiliza o método SA para gerar redes que atendam certas restrições. O segundo objetivo consiste empropor a paralelização desse algoritmo visando diminuir significativamente o tempo de geração de cada rede, que com o algoritmo seqüencial chega a demorar mais de um mês. Nessa etapa foi utilizada uma adaptação de um dos métodos propostos pela literatura juntamente com a técnica de divisão de domínio. Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios tanto em relação à qualidade numérica quanto à diminuição do tempo de processamento. Além disso, discute-se no trabalho a genericidade da proposta de paralelização a outros problemas baseados em SA. / This work has two main goals: the first one is to present the state of the art on combinatorial optimization processes, with a special emphasis to the Simulated Annealing (SA) method. The work presents its history, features, generic algorithm and proposed parallelization present in the literature. Moreover, the algorithm to generate random networks continued is presented. This algorithm was designed by researchers of the UFRGS Physics Institute and it uses the SA method. The second goal of this work is to propose a parallelization for this algorithm in order to decrease significantly the generation time of each network, that with the sequential algorithm reaches more than months. To do that was used an adaptation of one of the methods proposed by literature together with the domain partitioning technical. The results were satisfactory in terms of the numerical quality and in the decrease of the processing time. In addition, this work discusses the genericity of the proposed parallelization to other problems based on SA.

Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2013-02-22T21:37:15Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEnrocamentoBarragens.pdf: 8111351 bytes, checksum: 41d334ae6c8ba4d70c3240f7ef3d0146 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-02-25T14:25:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEnrocamentoBarragens.pdf: 8111351 bytes, checksum: 41d334ae6c8ba4d70c3240f7ef3d0146 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-25T14:25:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEnrocamentoBarragens.pdf: 8111351 bytes, checksum: 41d334ae6c8ba4d70c3240f7ef3d0146 (MD5) Previous issue date: 2010 / ABSTRACT: This paper aims to analyze Emborcação dam stress-strain behavior, by evaluating the possible factors that generated higher settlements than predicted for upstream slope and the crest of the dam, during construction and filling of reservoir, as well as continuity of settlements, on short scale, in the course of time. The developments on rockfill concepts were initially explained, as well as the most important geomechanical characteristics of these materials’ behavior: shear strength and deformability. Not less important, the tensions of great magnitude acting on the rockfill contacts and other factors intervenient in the geomechanical behavior of these materials are discussed. The study was developed using numerical modeling, supported by computer system GeoStudio 2007, Sigma. Whenever possible, the numerical data are correlated with field instrumentation data, since many settlements and horizontal displacements instruments installed in the dam were damaged during the construction period. The numerical modeling simulation and the field instrumentation data showed that three main reasons led to the excessive settlements observed, namely: deformability modulus of the rockfill compacted in 120cm layers, lower than predicted in the design phase; high displacement of the clay core during the reservoir filling, due to high deformability of downstream materials; effect of submersion and possible collapse in the upstream rockfill. Numerical devices were implemented to assess numerically the settlements in the course of time in terms of the reservoir level variations, as the computational system do not allow to apply the hydraulic load of the reservoir at the dam core surface. The settlements modeling due to reservoir impoundment, collapse and reservoir level fluctuations proved to be quite compatible with the data measured at dam crest and the general behavior of the embankment. / Este trabalho visa avaliar o comportamento tensão-deformação da barragem de Emborcação, por meio da avaliação das possíveis condicionantes que geraram recalques a montante e na crista da barragem acima do previsto, na construção e enchimento do reservatório, assim como a persistência de recalque, em pequena escala, no tempo. Para isto, foi exposta a evolução do conceito dos enrocamentos, bem como as características geomecânicas mais importantes para o comportamento destes materiais: resistência ao cisalhamento e deformabilidade. Não menos importante, as tensões de grande magnitude atuantes nos contatos dos enrocamentos e outros fatores intervenientes no comportamento geomecânico destes materiais são discutidos. O estudo foi desenvolvido por meio de modelagem numérica com suporte do sistema computacional GeoStudio 2007, módulo Sigma. Os dados obtidos numericamente são correlacionados com os dados da instrumentação de campo, sempre que possível, uma vez que boa parte dos instrumentos de medição de recalques e deslocamentos horizontais da barragem danificou-se durante o período construtivo. A simulação numérica evidenciou que três condicionantes principais propiciaram os recalques excessivos, a saber: módulo de elasticidade dos enrocamentos compactados com espessura de 120cm com valores inferiores aos preditos na fase de projeto; elevado deslocamento do núcleo argiloso no enchimento do reservatório, proporcionada pela baixa rigidez dos materiais de jusante; efeito da submersão e possível colapso nos enrocamentos de montante. Artifícios numéricos foram implementados para avaliar numericamente o recalque no tempo em função das oscilações do reservatório, pois o sistema computacional não permite a aplicação da carga do reservatório em camadas internas. A modelagem dos recalques por enchimento, colapso e oscilação do nível do reservatório mostrou-se bastante compatível com os dados medidos na crista da barragem e no comportamento geral do maciço. ________________________________________________________________________________________________

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2004 / Inclui bibliografia / Estuda-se trabalho os padrões de escoamento e fluxo de calor dentro de um refrigerador domético submetido a várias condições de contorno de forma a identificar a formação de regiões onde o ar está quente ou excessivamente frio devido a sua estratificação. / The main goal of this work is to investigate the flow patterns and the heat transfer inside a domestic refrigerator submitted to several boundary conditions so that the formation of regions where the air is either warm of excessively cold due to air beddi

Submitted by Cleber Casali (clebercasali@ufv.br) on 2017-06-26T19:36:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1267305 bytes, checksum: 0b4d3362fb4265203dd7de42ce498d11 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T19:36:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1267305 bytes, checksum: 0b4d3362fb4265203dd7de42ce498d11 (MD5) Previous issue date: 2001-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo principal deste trabalho foi verificar a aplicabilidade dos modelos constitutivos Hiperbólico, Cam-Clay e Lade-Kim na reprodução de ensaios triaxiais, seguindo várias trajetórias de tensão, realizados em um solo residual da região de Viçosa, Zona da Mata mineira. Para tanto desenvolveu-se um programa de ensaios executado com o equipamento triaxial cúbico do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Viçosa, que constou de ensaios drenados, de compressão triaxial convencional, compressão hidrostática e no plano octaédrico com variação do ângulo de Lode. De posse dos resultados dos ensaios, procedeu-se à calibração dos modelos e à reprodução dos ensaios realizados através de cada um dos modelos, tendo-se concluído que o modelo de Lade-Kim foi o que melhor representou o comportamento experimental. / The main objective of this study was to verify the applicability of the Hyperbolic, Cam-Clay and Lade Kim constitutive models in the reproduction of drained triaxial testing, following several stress paths, of a residual gneiss soil of the Viçosa region. The testing program included conventional triaxial compression tests, hydrostatic compression and tests in octahedral plane, varying the Lode’s angle, using the cubic triaxial equipment of Federal University of Viçosa. With the testing results, the calibration of the models and the reproduction of the tests using each model was made, giving rise to the conclusion that Lade-Kim was the model that best represented the observed experimental behavior.