Orientador: Maria Cecília Amorim Teixeira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pires_SusanadeLima_M.pdf: 919425 bytes, checksum: d13d24300a7bb026a2c9352fd83b1c35 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta um modelo numérico para o estudo de pilares isolados de concreto armado submetidos à flexão normal composta onde as não linearidades física e geométrica são levadas em conta de maneira rigorosa. O procedimento numérico desenvolvido para o cálculo dos deslocamentos é baseado no Método dos Elementos Finitos. Para a inclusão das não linearidades física e geométrica é utilizado o Método de Newton-Raphson Modificado que é um procedimento iterativo para a determinação de raízes de funções não lineares. A relação tensão-deformação do concreto é representada pelo diagrama parábola-retângulo. O aço é considerado um material elastoplástico perfeito. É admitida perfeita aderência entre o concreto e o aço. São desenvolvidos algoritmos para o dimensionamento de pilares e para o estudo da estabilidade do pilar. É desenvolvido um programa de computador utilizando os algoritmos mencionados acima. A eficiência do programa é verificada por meio da comparação com trabalhos experimentais e com o programa comercial CAD/TQS. Os resultados do dimensionamento feito com o programa proposto apresentaram boa concordância com os dados experimentais selecionados. Finalmente é feito um estudo comparativo entre os resultados do dimensionamento de pilares feito pelo programa elaborado, com os resultados obtidos pelas simplificações admitidas pela Norma Brasileira NBR 6118/2003. Esta comparação mostra que, para os exemplos apresentados, a NBR 6118/2003 superestima o dimensionamento de pilares esbeltos realizados através dos métodos simplificados. Para pilares com índice de esbeltez superiores a 90, a norma está certa em impedir o dimensionamento com os métodos simplificados pois podem apresentar resultados contra a segurança. Os efeitos causados pela deformação lenta não foram incluídos neste trabalho / Abstract: This work presents a numerical model for the study of reinforced concrete columns subjected to combined axial load and bending where the geometric and material nonlinearities are rigorously considered. The numerical procedure developed to calculate the displacements is based on the Finite Element Method. An iterative procedure for the determination of roots of nonlinear functions, the Modified Newton-Raphson Method, is used for including nonlinearities. The parabolic-rectangular diagram is adopted as the concrete stress-strain relationship. The steel is considered a perfect elastoplastic material, and a perfect concrete-to-steel bond is admitted. Algorithms are developed for dimensioning and studying the stability of columns. A computer program is developed using the algorithms mentioned above. The efficiency of the program is verified against available experimental data and commercial programs such as CAD/TQS. The values obtained from the program have presented good agreement with experimental data. Finally a comparative study is made among the results of the designed columns with values obtained from Brazilian Code NBR 6118/2003 approaches. This comparison shows that, for the presented examples, NBR 6118/2003 overestimates the slender columns design when using the approaches, and for columns with slenderness index over 90 the code is correct in preventing the design through the simplified methods, for it can lead to unsafe results. The effects caused by the creep are not enclosed in this work / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Armando Lopes Moreno Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-13T04:09:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeiteJunior_GeraldoSilveira_D.pdf: 5865663 bytes, checksum: d49ee862fe97f6a26434a033e8947468 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho, foi investigado em laboratório o efeito do fogo em colunas esbeltas de aço sem preenchimento e preenchidas com concreto de alta resistência que foram submetidas a três diferentes níveis de carga (30%, 50% e 70%). O nível de carga é a razão entre a carga axial a ser aplicada em situação de incêndio e a carga última obtida no ensaio da coluna à temperatura ambiente. Assim sendo, colunas esbeltas de aço sem preenchimento e preenchidas com concreto de alta resistência também foram investigadas à temperatura ambiente, uma vez que os resultados obtidos nessa situação serviram de referência para o estabelecimento das cargas axiais que foram aplicadas em situação de incêndio. Ao todo, foram investigadas 32 colunas esbeltas, sendo 4 sem preenchimento e 4 preenchidas com concreto de alta resistência em temperatura ambiente. Além dessas colunas, 12 foram ensaiadas sem preenchimento e 12 preenchidas com concreto de alta resistência em situação de incêndio. Os valores experimentais de carga última obtidos com as colunas de aço sem preenchimento e preenchidas com concreto de alta resistência à temperatura ambiente e em situação de incêndio foram comparados a aqueles determinados a partir da formulação proposta respectivamente pelo EUROCODE 3 (prEN 1993-1-1:2001), EUROCODE 4 (prEN1994-1-1:2003), EUROCODE 3 (prEN 1993-1-2:2002) e pelo EUROCODE 4 (prEN1994-1-2:2002), além de outras propostas de pesquisadores que foram encontradas na escassa literatura sobre o assunto. Como parte numérica, os resultados obtidos para as colunas mistas em situação de incêndio foram comparados a aqueles determinados por meio da utilização de dois softwares, que foram o SuperTempCalc e o PotFire. Ao final, observou-se que o preenchimento das colunas esbeltas de aço com concreto de alta resistência, propiciou melhorias significativas no tempo de resistência ao fogo dessas colunas, porém, comprovou-se que, de forma geral, somente as colunas em situação de incêndio que atingiram o tempo mínimo de resistência ao fogo, estipulado tanto no EUROCODE 4 (prEN 1994-1-2:2002), quanto na NBR 14432 (2000) em 30 minutos, foram as que apresentaram os resultados mais satisfatórios. / Abstract: In this work, it was investigated in laboratory the effect of fire in slender steel columns unfilled and filled with high strength concrete submitted to three different levels of axial load (30%, 50% and 70%), which is the relation between the axial load to be applied in fire situation and the ultimate load obtained in the column test to room temperature. So, slender steel columns unfilled and filled with high strength concrete were also investigated to room temperature, once the results obtained in this situation have served of reference to the establishment of axial loads applied in fire situation. Altogether 32 slender columns were tested, being 4 unfilled and 4 filled with high strength concrete in room temperature. Besides these columns, 12 were tested filled with high strength concrete in fire situation and 12 unfilled. The experimental values of ultimate load obtained with steel columns unfilled and filled with high strength concrete to room temperature and in fire situation were compared to those determinated from the formulation proposed by EUROCODE 3 (prEN 1993-1-1:2001), EUROCODE 4 (prEN1994-1-1:2003), EUROCODE 3 (prEN 1993-1-2:2002) and EUROCODE 4 (prEN1994-1-2:2002), besides others researchers' proposals found in scarce literature about the subject. As a numeric part, the results obtained for mixed columns in fire situation were compared to those determinated by means of using two softwares, the SuperTempCalc and the PotFire. At the end, it was observed that the filling of slender steel columns with high strength concrete have provided significant improvement in the time of resistance to fire in these columns, but it was proved that, in general, only the columns in fire situation which reached the minimum time to fire resistance, stipulated in EUROCODE 4 (prEN 1994-1-2:2002), as in NBR 14432 (2000) in 30 minutes, were the ones that have presented the most satisfactory results. / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientadores: Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Avila Jacintho, João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:39:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_CiroJoseRibeiroVillela_M.pdf: 5514224 bytes, checksum: 05d9e974ef6257a65359cf188b1be3f7 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A utilização de pilares mistos de aço e concreto é de grande importância na área estrutural, pois permite o trabalho destes elementos, proporcionando maior capacidade resistente e maior tempo de exposição ao fogo, em relação aos mesmos materiais analisados separadamente. Este trabalho proporcionará informações técnicas para o entendimento do comportamento dos pilares mistos curtos, compostos por tubos de aço preenchidos com concreto, submetidos ao efeito de altas temperaturas, da qual é avaliada a perda da capacidade resistente, levando em consideração o efeito do fogo, e a não consideração desse efeito. Apresenta-se um estudo experimental que consistiu na exposição dos pilares mistos à altas temperaturas, com e sem aplicação de carregamento durante a fase de aquecimento, no intuito de analisar a capacidade resistente residual após exposição à curvas de elevação de temperatura semelhantes a curva de incêndio padrão da norma ISO 834:1994. Também foi analisado o comportamento da temperatura na superfície externa do tubo de aço, na interface entre o aço e o concreto e a temperatura no núcleo do concreto. Desta maneira pôde-se verificar que não houve perda da capacidade resistente dos pilares mistos após serem expostos aos tempos requeridos de resistência ao fogo de 30 minutos e 60 minutos / Abstract: The use of circular hollow steel filled with concrete as columns are of great importance in the structural area, because it allows steel tube and concrete working together, providing a greater capacity resistant and a longer fire exposure, in relation to the same materials analyzed separately. This work will provide technical information for understanding the behaviour of short composite columns submitted to the high temperature effect, which it is analized the loss of the resistant capacity columns, composed of steel tubes filled with conventional concrete, taking into account the effect of fire, and no considering this effect. It presents an experimental study that the composite columns was exposure to high temperatures, with and without load application during the heating, in order to examine the residual capacity resistant after exposure to elevated temperature curves similar the fire standard curve of ISO 834:1994. It was also examined the behaviour of temperature on the outer surface of the steel tube, the interface between the steel and concrete and the temperature in the concrete core composite columns. This way could be found that there was no loss of the resistant capacity of the composite columns after being exposed to the time required 30 minutes and 60 minutes for resistance to fire / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Este trabalho apresenta uma análise paramétrica da reposta dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo com controle proporcional-integral de velocidade não colocalizado. A operação de perfuração de poços de petróleo e gás em águas profundas consiste na abertura de poços em solo rochoso através de uma broca cuja rotação é controlada por uma mesa rotativa na superfície. O torque imposto pela mesa é transmitido à broca por meio de uma coluna de perfuração. Particularmente no caso de perfuração em águas profundas, as colunas de perfuração podem ser muito extensas e, portanto, bastante flexíveis. As vibrações ocasionadas pela grande flexibilidade das colunas de perfuração são as principais responsáveis por falhas no processo de perfuração. Em particular, o fenômeno não-linear conhecido como stick-slip e relacionado às vibrações torcionais da coluna de perfuração, faz com que um sistema de controle projetado para manter a velocidade da mesa constante dê origem a grandes oscilações na velocidade da broca. Na prática, este fenômeno é amplificado pela inerente não-linearidade do contato entre broca e formação rochosa e pela forte não colocalização entre mesa rotativa e broca. Este trabalho tem por principal objetivo realizar uma análise paramétrica da dinâmica do processo de perfuração, usando um modelo de dois graus de liberdade para representar o conjunto mesa rotativa, coluna de perfuração e broca, para identificar condições nas quais uma lei de controle simples do tipo linear proporcional-integral pode fornecer um desempenho de perfuração estável e satisfatório. / This paper presents a parametric analysis of the dynamics of oilwell drillstrings with non-collocated proportional-integral velocity control. The drilling operation for oil and gas in deep waters consists of opening wells in rocky ground formation by a drill, whose angular speed is controlled by a rotary table at the surface. The torque applied by the table is transmitted to the drill-bit through the drillstring. Particularly in the deepwater drilling case, the drillstring can be very long and therefore very flexible. The vibrations caused by the great flexibility of drilling columns are mainly responsible for the failures in the drilling process. In particular, the nonlinear phenomenon known as stick-slip and related to the torsional vibration of the drillstring, makes that a control system designed to maintain a constant angular velocity at the table yield large variations at the drill-bit angular velocity. In practice, this phenomenon is amplified by the inherent nonlinearity of the contact between drill bit and rock formation and by the strong non-colocalization between rotary table and drill-bit. The main objective of this work is to perform a parametric analysis of the dynamics of the drilling process, using a two degrees of freedom model in order to represent the rotary table assembly, the drilling column and drill-bit, to identify conditions in which a simple control law, such as a linear proportional-integral velocity control, can provide a stable and satisfactory drilling performance.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-02-20T20:03:08Z No. of bitstreams: 2 Kaoana_Sopelsa2017.pdf: 1362261 bytes, checksum: 141a880dd8e52fdaa162d2f90c23d5a0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-20T20:03:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Kaoana_Sopelsa2017.pdf: 1362261 bytes, checksum: 141a880dd8e52fdaa162d2f90c23d5a0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / CLARICE LISPECTOR ACTED AS A COLUMN OF NEWSPAPERS IN THE MIDDLE CENTURY, ADVISING WOMEN ABOUT CONDUCTS, FORMULATING A POSSIBLE STEREOTYPE OF WOMAN. THROUGH THE BOOK FEMALE COURIER WE CONTACT THE AUTHOR'S SPEECH, WHERE THE ANALYSIS OF THE SPEECH ALLOWED US TO IDENTIFY THE DISCURSIVE OPERATION THAT GENEALOGICALLY PERCORNED FROM THE HIGH TO THE DOWN, PERPASSING BY THE DEVICES OF THE NORMATIVE SPEECH THE AUTHOR LIVES. THE FUNDAMENTAL ISSUE TO BE ANSWERED IS HOW THE AUTHOR IS POSITIONED ABOUT THE SOCIAL ROLES OF GENDER IN THE PERIOD REFERRED TO, CONSIDERING THE IMPACT THAT THEY PROVIDED IN FORMAL AND INFORMAL EDUCATION, AS A REFLECTION OF THE INFLUENCES AND DISCURSIVE INTERFERENCES. THE MAJOR PART OF THE EFFECTIVE SPEECH KEEPS THE FEMININE STAND, OF WOMAN WHO IS MOTHER AND WIFE, AND WELL SUCCESSFUL WHEN PRETTY. THERE ARE MOMENTS IN WHICH THE AUTHOR SEEMS TO TRANSGRESS THIS NORMATIVE SPEECH, BUT RETURN TO THE ARCHETYPE, BUT THEIR TRANSGRESSIONS BRING SIGNIFICANT REFLECTIONS ON THE NORMATIVITY.KEY WORDS: GENDER PAPERS, INFORMAL EDUCATION, CLARICE LISPECTOR JOURNALIST, FEMALE COLUMNS. / CLARICE LISPECTOR ATUOU COMO COLUNISTA DE JORNAIS EM MEADOS DO SÉCULO XX, ACONSELHANDO MULHERES ACERCA DE CONDUTAS, FORMULANDO UM POSSÍVEL ESTEREÓTIPO DE MULHER. ATRAVÉS DO LIVRO CORREIO FEMININO ENTRAMOS EM CONTATO COM O DISCURSO DA AUTORA, ONDE A ANÁLISE DO DISCURSO NOS PERMITIU IDENTIFICAR O FUNCIONAMENTO DISCURSIVO QUE GENEALOGICAMENTE PERCORREU DO ALTO AO BAIXO, PERPASSANDO PELOS DISPOSITIVOS DO DISCURSO NORMATIVO QUE A AUTORA VIVENCIA. A QUESTÃO FUNDAMENTAL A SER RESPONDIDA É COMO A AUTORA SE POSICIONA ACERCA DOS PAPÉIS SOCIAIS DE GÊNERO NO PERÍODO REFERIDO, CONSIDERANDO O IMPACTO QUE ELES PROPORCIONARAM NA EDUCAÇÃO FORMAL E INFORMAL, COMO REFLEXO DAS INFLUÊNCIAS E DAS INTERFERÊNCIAS DISCURSIVAS. A MAIOR PARTE DO DISCURSO EFETIVADO MANTÉM O PADRAO FEMININO, DE MULHER QUE É MÃE E ESPOSA, E BEM-SUCEDIDA QUANDO BONITA. HÁ MOMENTOS EM QUE A AUTORA PARECE TRANSGREDIR ESSE DISCURSO NORMATIVO, PORÉM RETORNANDO AO ARQUÉTIPO, MAS SUAS TRANSGRESSÕES TRAZEM SIGNIFICATIVAS REFLEXÕES SOBRE A NORMATIVIDADE.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilmar Steffen.pdf: 1051925 bytes, checksum: 9d709f48cee722e3da025481c9af852b (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Reactive distillation is the combination of chemical reaction and separation by distillation in only one equipment (these processes generally take place separately and in sequence in the industries of chemical processes). The integration of these two operations can increase the global performance of the production line. Thus, becomes necessary a previous study of the possibility to join these processes in a single equipment. The tool to start the study on a new process or the optimization of a process in operation is the modeling and simulation. The mathematical models for reactive distillation columns are constituted of a system of non linear equations. Several algorithms for simulation of distillation columns in steady state with different degrees of precision and consequently of difficulties were developed in the last decades. However, these algorithms don't supply a procedure to obtain the initial guesses, that are fundamental for the convergence of the method used to solve the system of non linear equations. In this work was developed an algorithm for the solution of mathematical model that describes the reactive distillation process in columns that operates in steady state. In the developed algorithm was defined a procedure to obtain reasonable initial guesses that facilitates the convergence of the method. The great majority of methods for simulation of distillation column in stead-state solve all the equations simultaneously by a system of non linear equations solution s method. In this work was developed an algorithm step-by-step, to facilitate it s understanding, where the system of non linear equations solution s method is necessary just for the group of equations that models the chemical reactions, so that, two system of non linear equations solution s methods were used, the method of Broyden (a variation of the Newton-Raphson s method) and the homotopy continuation method (or homotopy). The mathematical model was obtained from mass balances, energy balances, sum equations, phase equilibrium and chemical equilibrium or chemical kinetics. The modeling of phase equilibrium is rigorous by means of the calculation of activity and fugacity coefficients, the modeling of the thermal effects is also rigorous by means of the calculation of the residual and excess enthalpies. The developed algorithm was evaluated from examples of the literature and in all cases the obtained results were similar to those found in the literature. / Destilação reativa é a combinação de reação química e separação por destilação em um único equipamento (geralmente estes processos acontecem separadamente e em seqüência nas indústrias de processos químicos). A integração destas duas operações pode aumentar o desempenho global da linha de produção. Desta forma, torna-se necessário um estudo prévio da possibilidade de se reunir estes processos em um só equipamento. A ferramenta para se iniciar o estudo sobre um novo processo ou a otimização de um processo em operação é a modelagem e simulação. Os modelos matemáticos para a coluna de destilação reativa são constituídos de um sistema de equações não lineares. Vários algoritmos para simulação de colunas de destilação em regime permanente com diferentes graus de precisão e consequentemente de dificuldades foram desenvolvidos nas últimas décadas. Entretanto, estes algoritmos não fornecem um procedimento para a obtenção de estimativas iniciais, que são fundamentais para convergência do método utilizado para resolver o sistema de equações não lineares. Neste trabalho foi desenvolvido um algoritmo para resolução do modelo matemático que descreve o processo de destilação reativa em colunas que operam em regime permanente. No algoritmo desenvolvido definiu-se um procedimento de obtenção de estimativas iniciais razoáveis que facilitem a convergência do método. A grande maioria dos métodos para simulação de coluna de destilação em estado estacionário resolve todas as equações simultaneamente com um método de solução de sistema de equações não lineares. Neste trabalho foi desenvolvido um algoritmo passo-a-passo, para facilitar a compreensão do mesmo, onde o método de solução de sistemas de equações não lineares é necessário apenas para o conjunto de equações que modelam as reações químicas, para tal, foram utilizados dois métodos de solução de sistemas de equações não lineares, o método de Broyden (uma variação do método de Newton-Raphson) e o método da continuação homotópica (ou homotopia). O modelo matemático utilizado foi obtido a partir de balanços de massa, balanços de energia, equações de somatória, equilíbrio de fases e equilíbrio químico ou cinética química. A modelagem do equilíbrio de fases é rigorosa por meio do cálculo de coeficientes de atividade e fugacidade, a modelagem dos efeitos térmicos também é rigorosa por meio do cálculo das entalpias residual e de excesso. O algoritmo desenvolvido foi avaliado a partir de exemplos da literatura e em todos os casos os resultados obtidos foram semelhantes àqueles encontrados na literatura.

Linear optimization tools are used to solve many problems that arise in our day-to-day lives. The linear optimization models and methodologies help to find, for example, the best amount of ingredients in our food, the most suitable routes and timetables for the buses and trains we take, and the right way to invest our savings. We would cite many other situations that involves linear optimization, since a large number of companies around the world base their decisions in solutions which are provided by the linear optimization methodologies. In this thesis, we propose theoretical and computational developments to improve the performance of important linear optimization methods. Namely, we address simplex type methods, interior point methods, the column generation technique and the branch-and-price method. In simplex-type methods, we investigate a variant which exploits special features of problems which are formulated in the general form. We present a novel theoretical description of the method and propose how to efficiently implement this method in practice. Furthermore, we propose how to use the primal-dual interior point method to improve the column generation technique. This results in the primal-dual column generation method, which is more stable in practice and has a better overall performance in relation to other column generation strategies. The primal-dual interior point method also oers advantageous features which can be exploited in the context of the branch-and-price method. We show that these features improves the branching operation and the generation of columns and valid inequalities. For all the strategies which are proposed in this thesis, we present the results of computational experiments which involves publicly available, well-known instances from the literature. The results indicate that these strategies help to improve the performance of the linear optimization methodologies. In particular for a class of problems, namely the vehicle routing problem with time windows, the interior point branch-and-price method proposed in this study was up to 33 times faster than a state-of-the-art implementation available in the literature / Ferramentas de otimização linear são usadas para resolver diversos problemas do nosso dia-a- dia. Os modelos e as metodologias de otimização linear ajudam a obter, por exemplo, a melhor quantidade de ingredientes na nossa alimentação, os horários e as rotas de ônibus e trens que tomamos, e a maneira certa para investir nossas economias. Muitas outras situações que envolvem otimização linear poderiam ser aqui citadas, já que um grande número de empresas em todo o mundo baseia suas decisões em soluções obtidas pelos métodos de otimização linear. Nesta tese, são propostos desenvolvimentos teóricos e computacionais para melhorar o desempenho de métodos de otimização linear. Em particular, serão abordados métodos tipo simplex, métodos de pontos interiores, a técnica de geração de colunas e o método branch-and-price. Em métodos tipo simplex, é investigada uma variante que explora as características especiais de problemas formulados na forma geral. Uma nova descrição teórica do método é apresentada e, também, são propostas técnicas computacionais para a implementação eciente do método. Além disso, propõe-se como utilizar o método primal-dual de pontos interiores para melhorar a técnica de geração de colunas. Isto resulta no método primal-dual de geração de colunas, que é mais estável na prática e tem melhor desempenho geral em relação a outras estratégias de geração de colunas. O método primal-dual de pontos interiores também oferece características vantajosas que podem ser exploradas em conjunto com o método branch-and-price. De acordo com a investigação realizada, estas características melhoram a operação de ramificação e a geração de colunas e de desigualdades válidas. Para todas as estratégias propostas neste trabalho, são apresentados os resultados de experimentos computacionais envolvendo problemas de teste bem conhecidos e disponíveis publicamente. Os resultados indicam que as estratégias propostas ajudam a melhorar o desempenho das metodologias de otimização linear. Em particular para uma classe de problemas, o problema de roteamento de veículos com janelas de tempo, o método branch-and-price de pontos interiores proposto neste estudo foi até 33 vezes mais rápido que uma implementação estado-da-arte disponível na literatura

O estudo das reações de agregação em sistemas automontados é de grande interesse científico pela grande variedade de aplicações que tais colunas podem desempenhar. O presente trabalho teve como objetivo investigar as propriedades gerais de colunas supramoleculares formadas por complexos de coordenação que contêm platina, paládio e zinco. Esta investigação foi feita através do método semiempírico PM7. Os agregados supramoleculares investigados tiveram suas geometrias otimizadas e foram submetidos a cálculos termoquímicos. Pôde-se investigar as influências do metal e dos ligantes nos mecanismos gerais e propriedades das colunas, uma vez que utilizaram-se dois ligantes distintos. Estudou-se compostos de coordenação cujos ligantes foram o 2,6-bis(1H-1,2,4-triazol-5-il)piridina e oligofenilenoetinilenos (OPE) piridínicos. Realizou-se cálculos utilizando o modelo de solvatação contínua COSMO com água e metilciclohexano (MCH), o que permitiu avaliar os efeitos dos solventes nas energias de dimerização dos sistemas estudados. Os resultados obtidos para os derivados de OPE indicaram que as colunas supramoleculares desta classe que contêm Zn(II) apresentam anticooperatividade, exibindo energias de Gibbs de formação para o vácuo a 298 K positivas do dímero ao decâmero. Os resultados de solvatação contínua indicaram que a formação de um dímero deste composto é termodinamicamente favorável de 278 K para água e 267 K para o MCH, enquanto que para o vácuo a temperatura na qual a energia de Gibbs de dimerização é negativa ocorre em 246 K. Tal resultado aponta que o principal efeito de formação de colunas baseadas neste composto em altas temperaturas é primariamente um efeito solvofóbico que depende da polaridade do solvente. Observou-se a cooperatividade em vácuo e em ambos os solventes das colunas de derivados de OPE que contêm Pd(II) e Pt(II). Além destes fatos, as distâncias entre os centros metálicos diminuíram conforme monômeros eram adicionados à coluna, o que indica a existência de interações metalofílicas no sistema. Este resultado é corroborado experimentalmente por um artigo de Albuquerque el al. no caso do sistema de derivado de OPE que contém Pd(II). Para os sistemas cujos ligantes eram a 2,6-bis(1H-1,2,4-triazol-5-il)piridina, houve cooperatividade para ambas as colunas baseadas em Pd(II) e Pt(II), e houve para o sistema cujos centros metálicos são o Pt(II) uma transição não observada para todos os outros sistemas estudados; houve comportamento distinto das mudanças de distâncias entre monômeros no sistema triazol pridínico baseado em Pd(II) em relação àquele baseado em Pd(II) derivado de OPE. Este resultado indica a soma de dois efeitos no sistema OPE baseado em Pd(II): o de interações metalofílicas e de empilhamentos π-π. Como um todo, os resultados indicam que as principais interações envolvidas nas formações das colunas supramoleculares são interações de empilhamento π-π e metalofílicas para quatros compostos em graus diversos, exceto para o derivado de OPE baseado em Zn(II), que tem como principal força-motriz de agregação interações solvofóbicas. Perspectivas para este projeto: continuação da modelagem dos sistemas estudados por dinâmica molecular, com a simulação das interações de várias colunas formadas pelos monômeros estudados através do CP2K e publicação de um artigo com os resultados obtidos. / The study of aggregation reactions in self-assembled systems is of great scientific interest due to the wide range of applications which such resulting columns can play. Herein, we had the objective of investigating the general properties of supramolecular columns formed coordination complexes which contain platinum, palladium and zinc. This investigation was carried through the semiempirical method PM7. The investigated supramolecular aggregates were optimized, and their optimized geometries were subjected to thermochemical calculations. In this sense we could probe the influences of metals and ligands onto the general mechanisms and columnar properties, once were herein used two different ligands. The two ligands were 2,6-bis(1H-1,2,4-triazol-5-il)pyridine and oligophenyleneethynediyl (OPE) pyridine derivatives. COSMO solvation model -based calculations in water and methylcyclohexane (MCH) were performed in order to evaluate solvents effects on dimerization Gibbs energies of the studied systems. The results obtained for the OPE derivative based on Zn(II) pointed an anticooperative process in vacuum at 298K, exhibiting positive Gibbs energies of formation from the dimer to the decamer. The results from continuum solvation calculations indicate the formation of a dimer based on this Zn(II) molecule to be thermodynamically favorable at 278 K for water and at 267 K for MCH, while in vaccum this point lies at 246 K. This results indicates the formation of supramolecular columns based on this compound are formed in higher temperatures primarily due to solvophobic effects, and the intensity of this effect depends on the solvent polarity. The columns of OPE derviatives which contained Pd(II) and Pt(II) both showed cooperativity in the aggregation process. Besides these thermodynamic results, both of those columns showed monotonic distance shortening due to columns increasing process. This is an indicative of metallophilic interactions taking place in these aggregates. This result for Pd(II) is experimentally supported by a paper od Albuquerque et al. for the columns containing 2,6-bis(1H-1,2,4-triazol-5-il)pyridine cooperativity was observed for both the columns--those which contain Pd(II) and Pt(II)--, and for the Pt(II)-based columns of this class it was observed a transition not of most eneregetically favoured mechanisms not observed for all the other systems studied. A difference on the behavior of average monomer distances took place in the triazol pyridine Pd(II) compound when compared to its metal-related OPE derivative. This result indicates the summation of effects in the OPE-based Pd(II) system: the one of metallophilic interactions and π-π stacking interactions. As a whole, the results indicate π-π stacking and metallophilic interactions to be responsible for aggregation processes in diverse intensities for four of the compounds, except for that in the Zn(II)-based OPE derivative, which has the main aggregation effect as solvophobic interactions. The main perspectives for this project are the continuation of the modelling of the herein studied systems by molecular dynamics, simulating the interactions of many columns by the CP2K program, and the publication of a paper which contains the results obtained and presented in this dissertation.

[pt] O problema de Roteamento de Veículos com restrição de capacidade (CVRP) é um dos problemas mais estudados em Otimização Combinatória. Sendo uma generalização imediata do conhecido problema do Caixeiro Viajante, o CVRP tem atraído a atenção dos pesquisadores mais proeminentes da área desde os anos 60. Um dos algoritmos mais importantes para a sua resolução foi proposto no início dos anos 80 quando um algoritmo utilizando uma relaxação Lagrangeana particularmente adequada provou ser bastante superior aos algoritmos contemporâneos. Este algoritmo sugeriu a utilização de técnicas de geração de colunas que, nos anos seguintes até o início dos anos 90, assumiram o rótulo de melhor algoritmo para o CVRP. Finalmente, em meados dos anos 90, algoritmos de planos de corte apresentaram resultados que convenceram a comunidade de que esta deveria ser a abordagem para resolver os problemas mais difíceis de CVRP. Esta dissertação apresenta uma revisão deste algoritmos anteriores e propõe um formulação que permite reunir o melhor deles. O algortimo resultante, que pode ser rotulado como de branch-and-cut-and-price, trabalha com um número exponencial de variáveis e restrições que definem um espaço relaxado de soluções que corresponde à interseção dos espaços de solução relaxados utilizados pelos algoritmos anteriores. Esta dissertação também descreve um implementação especial do algoritmo de programação dinâmica para resolução do problema de geração de colunas. Estratégias para fazer um branching robusto também são discutidas. Tudo isso permite construir um algoritmo que é capaz de ter uma boa performance quando aplicado a diferentes classes de instâncias. A experiência computacional mostrou que a abordagem proposta obtém limites inferiores consistentemente melhores que os dos algoritmos anteriores. Mais ainda, permite resolver em tempo hábil diferentes tipos de instâncias de até 135 vértices, incluindo 18 que foram resolvidas pela primeira vez. / [en] The Capacitated Vehicle Routing problem (CVRP) has been one of the most studied problems in the field of Combinatorial Optimization. A straight forward generalization of the popular Travelling Salesperson problem, the CVRP has drawn attention of the most prominent researchers since the early 60`s. One of the most important algorithms appeared in the early 80`s when a suitable Lagrangean relaxation algorithm has demonstrated to be far better than the contemporary ones. This algorithm suggested the use of column generation algorithms that succeeded to become the best ones in the late 80`s and early 90`s. Finally, in the mid 90`s, cutting plane methods presented results that convinced the community that this should be the approach for solving the hardest CVRP problems. This dissertation presents an overview of those early algorithms and proposes a formulation that allows uniting the best contributions of them. The resulting algorithm, labeled as a branch-and-cut-and-price algorithm, deals with exponentially many variables and constraints that define a relaxed solution space that is the intersection of the relaxed solution spaces considered in the previous algorithms. The dissertation also describes a specially devised dynamic programming algorithm to solve the column generation subproblem and discusses robust branching strategies that altogether allowed to build an algorithm that perfoms well on several different classes of instances. The computational experience has shown that the approach here proposed leads to lower bounds superior than the previous ones. Moreover, it allowed to consistently solve instances with up to 135 vertices, including 18 that were solved for the first time.

[pt] Os problemas de roteamento estão entre os problemas combinatórios mais difíceis de encontrar limites melhores do que os existentes ou de provar novas soluções ótimas. Nesta tese, são abordados o Capacitated Arc Routing Problem (CARP) e o Generalized Vehicle Routing Problem (GVRP). Em ambos os problemas, existe um conjunto de clientes os quais estão espalhados por um grafo dado, onde cada cliente possui uma demanda que deve ser atendida por exatamente um veículo de um conjunto de veículos idênticos. Os custos de travessia e o vértice de depósito são dados. O objetivo é encontrar rotas que coletam todas as demandas com custo mínimo, sem exceder a capacidade de nenhum veículo. No CARP, os clientes são um subconjunto de arestas, chamadas de arestas requireds, e para o GVRP, cada cliente é um subconjunto de vértices, chamado de grupo, onde cada grupo deve ser atendido visitando-se exatamente um vértice deste grupo. Além disto, vale notar que quando cada grupo possui apenas um vértice, o problema passa a ser o Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP). Primeiramente, são investigados métodos para melhorar os limites inferiores de instâncias de grande porte. É proposta a exploração da velocidade de uma heurística dual ascent para gerar cortes de capacidade. Em seguida, é apresentado um algoritmo de geração de colunas com um pricing eficiente para um tipo especial de rota não-elementar. O pricing proposto combina a técnica Decremental State-Space Relaxation (DSSR) com limites de complemento. Estas técnicas permitem o fortalecimento da regra de dominância entre as rotas, reduzindo drasticamente o número total de rótulos utilizados pela programação dinâmica. Finalmente, um algoritmo de branch-cut-and-price é criado o qual usa a geração de colunas e a separação de cortes previamente apresentadas. Além disto, este branch-cut-and-price é implementado usando strong branching e fixação por custo reduzido. Ao fim de cada parte, são apresentados resultados computacionais os quais avaliam a qualidade dos algoritmos propostos, os quais obtém novos limites inferiores para um grande número de instâncias do CARP e do GVRP. / [en] Routing problems stand among the hardest combinatorial problems to find high quality bounds or to prove new optimal solutions. In this thesis, we tackle the Capacitated Arc Routing Problem (CARP) and the Generalized Vehicle Routing Problem (GVRP). For both problems, there are a set of customers spread over a given graph, where each customer has a demand which must be serviced by exactly one vehicle from a set of identical vehicles. The traversal costs and a depot vertex are given. The objective is to find routes that collect all the demands, without exceeding the capacity of any vehicle, at minimum cost. For the CARP, the customers are a subset of edges, called the required edges, and for the GVRP, each customer is a subset of vertices, called clusters, where each cluster must be serviced by visiting exactly one vertex of it. Furthermore, it is noteworthy that when every cluster contains just a single vertex, the problem is the Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP). Firstly, we investigate methods to improve lower bounds for large scale instances. We propose to explore the speed of a new dual ascent heuristic to generate capacity cuts. The quality of the cuts found is next improved with a new exact separation which is used in the linear program resolution that follows the dual heuristic. Following, we present a column generation algorithm with an efficient pricing for a special kind of non-elementary routes. The proposed pricing algorithm combines Decremental State-Space Relaxation(DSSR) technique with completion bounds. These techniques allow the strengthening of the domination rule between routes, drastically reducing the total number of labels used during the dynamic programming. Finally, we devise a branch-cut-and-price algorithm which uses the previously presented column generation and cut separation. Moreover, this branch-cutand- price is implemented using strong branching and reduced cost fixing. At the end of each part, we present computational experiments which evaluate the quality of the proposed algorithms and show new best lower bounds for a large number of CARP and GVRP instances.