Esta tese parte da hipótese de que nem todos os edifícios de escritório com certificação ambiental na cidade de São Paulo, construídos entre os anos 2000 a 2016, atendem de modo satisfatório as condições de iluminação natural, segundo as recomendações hoje em vigor. Esses edifícios contemporâneos possuem grandes áreas envidraçadas em suas fachadas, sem proteção solar, que causam problemas de conforto térmico e luminoso. Para evitar o ofuscamento, os usuários acionam proteções solares internas como telas e persianas, o que acaba por impedir ou diminuir o acesso à luz natural. A pesquisa realizada fez um levantamento dos padrões construtivos prevalecentes em 28 edifícios de escritório que se enquadram na especificação descrita acima para verificar questões como: a profundidade da planta, transmissão luminosa dos vidros, WWR (Wall Window Ratio), entre outras. Os dados encontrados serviram para a elaboração de modelos referenciais, usados em simulações computacionais, com o objetivo de verificar a influência de variáveis arquitetônicas no desempenho da iluminação natural. As simulações foram realizadas no plug-in Diva do programa Rhinoceros 3D, que simula a iluminação natural de forma integrada com os softwares Radiance/DAYSIM, já validados pela comunidade científica internacional. O tratamento dos dados foi feito através de um método inédito de avaliação do desempenho luminoso e os resultados obtidos mostraram que 60% dos cenários analisados foram reprovados. Esta tese propõe uma metodologia de avaliação do desempenho luminoso de edifícios de escritório que considere de modo integrado a disponibilidade de luz natural, o conforto visual e o consumo de energia. / This thesis is based on the hypothesis that not all office buildings with environmental certification in the city of São Paulo, constructed between 2000 and 2016, meet satisfactorily the conditions of daylighting, according to the recommendations currently in force. These contemporary offices have large glass areas without sun protection in their facades, causing problems of thermal and luminous comfort. In order to avoid glare, users employ indoor shading devices such as rollers and blinds, which ultimately prevent or reduce access to daylight. This research has carried out a survey on the prevailing constructive patterns of 28 office buildings that follow the specifications described above, to verify issues such as plan depth, light transmission of glasses, WWR (Wall Window Ratio), among others. The collected data were used to elaborate reference models used in computational simulations, aiming at verifying the influence of architectural variables on the performance of daylighting. The simulations were carried out with the Diva plug-in for Rhinoceros 3D program, which simulates daylighting, integrated with software Radiance/DAYSIM, already validated by the international scientific community. The data treatment was carried out through an innovative method for evaluating luminous performance, and the obtained results showed that 60% of the analyzed scenarios were disapproved. This thesis proposes that the methodology for evaluating the luminous performance of office buildings should consider the availability of daylight, visual comfort, and energy consumption in an integrated way.

A trefilação de barras é um dos mais antigos processos de conformação mecânica e pode ser definido como um processo de manufatura por deformação plástica, onde o fio-máquina (matéria-prima) é tracionado passando através de uma ferramenta cônica, causando uma redução da área da seção transversal e, aumentando o comprimento total. Este processo introduz tensões residuais no produto final. Parâmetros como ângulo de fieira, coeficiente de atrito e redução, bem como a anisotropia do material tem grande influência nestas tensões. Neste trabalho avaliou-se a influência dos parâmetros citados nas tensões residuais resultantes do processo de trefilação de barras redondas de aço AISI 1045 com diâmetro inicial de 20,46 mm e final, após trefilação, de 20,25 mm, através de simulação numérica, comparando os resultados obtidos numericamente com dados experimentais. Além disso, inseriram-se heterogeneidades nos modelos computacionais de trefilação para que fossem verificados seus efeitos sobre a distorção (empenamento) das barras. Foram criados seis modelos para simular as tensões residuais e para estes, realizadas diferentes validações numéricas, as quais sugerem uma grande proximidade entre o problema físico e o modelo computacional. O atrito teve uma maior influência na força de trefilação do que nas tensões residuais após trefilação. A utilização de duas fieiras para realizar a trefilação mostrou uma redução das tensões residuais trativas na superfície, sendo que reduzindo a distância entre as mesmas, observou-se uma redução ainda maior destas. A consideração da anisotropia do material também mostrou influência considerável no valor das tensões e deve ser levada em conta nas simulações. Observou-se também, pelas comparações entre as simulações, que pelas variações realizadas, os valores das tensões residuais simulados aproximaram-se dos valores experimentais medidos por difração de Nêutrons, porém os resultados ainda não foram satisfatórios. Neste trabalho também são discutidas as possíveis razões das diferenças observadas. / The wire drawing is one of the oldest mechanical forming processes and it may be defined as a manufacturing process for plastic deformation, where the wire rod (raw material) is pulled passing through a conical tool, causing a reduction in cross section area and increasing the total length. This process introduces residual stresses in the final product. Parameters such as die angle, friction coefficient, area reduction and the anisotropy of the material has great influence on these stresses. In this study was evaluated the influence of the parameters mentioned in the residual stresses resulting from the drawing process of round bars of AISI 1045 steel with initial diameter of 20.46 mm and final, after drawing, of 20.25 mm. Through numerical simulation, a comparison of numerical results and experimental data was carried out. Furthermore, heterogeneities were inserted in the drawing computational models to check their effects on distortion (warpage) of the bars. Six models were created to simulate the residual stresses with following numerical validations, showing good approximation between the physical problem and the computational model. Friction had a greater influence on the drawing force than in residual stresses after drawing. The use of two dies to perform the drawing showed a reduction of residual stresses, however if the distance between two dies is reduced, lower levels of resulting tensile residual stresses in the surface are seen. The consideration of the material anisotropy also showed considerable influence on the value of the residual stresses and it should be taken into account in the simulations. Concerning the comparison of simulated and measured residual stresses by the neutron diffraction method, the results approach similar profiles, however the results were still not satisfactory. This work discusses the possible reasons for the observed difference in terms of residual stresses.

Neste trabalho desenvolvemos rotinas computacionais em Python para o cálculo de propriedades dinâmicas (espectros de fotocorrente e absorção) de heteroestruturas semicondutoras baseadas em Dinâmica Quântica. Em uma primeira etapa do desenvolvimento do projeto, a formulação baseada na evolução temporal das soluções da equação de Schrödinger dependente do tempo foi aplicada a sistemas com soluções analíticas conhecidas ou com resultados já reportados na literatura. Devido à excelente concordância entre nossos dados e aqueles já conhecidos, em uma etapa seguinte, foram calculadas as energias de transição observadas em espectros de fotoluminescência para poços quânticos de InGaAs/GaAs, crescidos por MBE, levando-se em conta os efeitos de tensão e segregação de átomos de índio. Na continuidade do projeto, especial atenção foi dada ao desenvolvimento de estratégias para calcular os espectros de absorção e fotocorrente para dispositivos do Estado Sólido. O conjunto de resultados apresentados neste trabalho demonstra que a metodologia desenvolvida é precisa e pode ser utilizada com baixo custo computacional para o modelamento de heteroestruturas semicondutoras mais complexas, que servem de base para o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos. / In this work we developed computational routines in Python for the calculation of the dynamic properties (spectrum of photocurrent and absorption) of semiconductor heterostructures based on Quantum Dynamics Theory. In a first stage of the development of the project the formulation based on the time evolution of the solutions of the time dependent Schrödinger equation was applied to systems with known analytical solutions or results already reported in the literature. Due to the excellent agreement between our data and those already known, in the next stage the transition energies observed in photoluminescence spectra for InGaAs/GaAs quantum wells, grown by MBE, were calculated taking into account the effects of stress and segregation of indium atoms. In the continuity of the project, special attention was given to the development of strategies to calculate absorption and photocurrent spectra for solid state devices. The set of results presented in this work demonstrates that the methodology developed is accurate and can be used with low computational cost for the modeling of more complex semiconductor heterostructures, which are used for the development of optoelectronic devices.

Renewable energy is a serious alternative to deliver the energy needs of an increasing world population and improve economic activity. Wind energy provides better environmental and economic benefits in comparison with the other renewable energy sources. Wind energy is capable of providing 72 TW (TW = 10^12 W) of electric power, which is approximately four and half times the world energy consumption of 15.8 TW as reported in 2006. Since power output extracted from wind turbines is proportional to the square of the blade length and the cube of the wind speed, wind turbine size has grown rapidly in the last two decades to match the increase in power output. As the blade length increases, so does its weight opening up design possibilities to introduce hybrid glass and carbon fiber composite materials as lightweight structural load bearing alternatives. Herein, we investigate the feasibility of introducing modular composite tubulars as well as hybrid sandwich composite skins in the next generation blades. After selecting a target energy output, 8 MW with 80 m blade, airfoil geometry and the layup for the skin as well as internal reinforcements are proposed. They are incorporated into the computational blade via linear shell elements for the skin, and linear beam elements for the composite tubulars to assess the relationship between weight reduction and structural performance. Computational simulations are undertaken to understand the static and dynamic regimes; specifically, displacements, stresses, and vibration modes. The results showed that the composite layers did not exhibit any damage. However, in the balsa core of the sandwich skin, the von Mises stress exceeded its allowable at wind speeds ranging from 11.0 m/sec to 12.6 m/sec. In the blades with composite tubular reinforcement, two different types of damage are observed: a. Stress concentrations at the tubular-skin attachments, and b. Highest von Mises stress caused by the flapping bending moment. The vibration studies revealed a strong coupling mode, bending and twist, at the higher natural frequencies of the blade with tubular truss configuration. The weight saving measures in developing lighter blades in this study did not detract from the blades structural response for the selected load cases.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-04-18T21:56:32Z No. of bitstreams: 1 PaoloAO__DISSERT.pdf: 5028596 bytes, checksum: e28e8ffe1e8897fdbb8ccc57c9112816 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T21:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PaoloAO__DISSERT.pdf: 5028596 bytes, checksum: e28e8ffe1e8897fdbb8ccc57c9112816 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Energy efficiency in buildings is related to the accommodation of the building to the local climate. Studies on the bioclimatic architecture and energy efficiency of buildings in the Brazilian semiarid tropical climate are still rare. With an implementation of instruments establishing differentiated architectural recommendations, according to the climatic situation, the planning and building more suitable for optimal use of electricity buildings is necessary. This study analyzes the influence of the architectural variables in the electricity consumption of institutional buildings located on the campus UFERSA, Mossoró/RN, whose climate is tropical semi-arid. For this, data were collected through architectural projects and surveys in the buildings. Information registered were related to: morphological characterization of buildings, identification of characteristics such as number of floors, arrangement and use of environments, cardinal orientation of facades, arrangement of transparent elements such as windows and doors and the thermal properties of the materials in constructive systems used. For the evaluation of thermal and energetic performance of the identified parameters was used EnergyPlus, that estimates the electricity consumption of land throughout the year using similar models simulating the target buildings in this study. From this procedure, it was found that the architectural variables directly influence the energy consumption of buildings and a list of recommendations was proposed to be followed so that the future constructions of buildings in semiarid tropical climate be more thermal and energetic efficient / A eficiência energética em edifícios está relacionada à adequação da edificação ao clima no qual está situado. Estudos direcionados à arquitetura bioclimática e à eficiência energética de edifícios em clima tropical semiárido brasileiro ainda são escassos. Com a implantação de instrumentos que estabelecem recomendações arquitetônicas diferenciadas de acordo com a situação climática, se faz necessária à disseminação de informações estratégicas para o planejamento e produção de edifícios mais adequados ao uso otimizado da eletricidade. Desse modo, este estudo propõe uma análise da influência das variáveis arquitetônicas no consumo de energia elétrica de edificações institucionais situadas na UFERSA, Campus de Mossoró/RN, cujo clima é tropical semiárido. Para tanto, foram coletados dados por meio dos projetos arquitetônicos destas edificações e em vistorias in loco. As informações registradas foram relativas à: caracterização morfológica dos edifícios, identificação de características como o número de pavimentos, disposição e uso dos ambientes, orientação cardeal das fachadas, disposição de elementos transparentes como janelas e portas e as propriedades térmicas dos materiais que compõem os sistemas construtivos utilizados. Para avaliação de desempenho termo-energético destes parâmetros, foi utilizado o programa EnergyPlus, que simula o consumo de eletricidade predial ao longo do ano, baseado em modelos similares aos edifícios alvos deste estudo. A partir destes procedimentos, identificou-se que as variáveis arquitetônicas estudadas influenciaram diretamente o consumo de energia elétrica de edificações e foi proposta uma listagem de recomendações a serem seguidas para que as futuras construções de edifícios em clima tropical semiárido sejam termicamente mais eficientes / 2017-04-18

Devido ao alto custo dos estudos referentes à análise dos efeitos causados pelo aquecimento em elementos estruturais integrantes de uma estrutura completa, em função da complexidade de instalações e equipamentos necessários para ensaios experimentais desse gênero, esse tipo de pesquisa ainda é escasso no Brasil e no mundo. Uma alternativa consiste no uso de simulações computacionais, que permitem analisar o suposto comportamento do fogo durante um incêndio, testar hipóteses acerca das causas e estimar fluxos de temperatura e particulados. Porém, dada a incerteza acerca da precisão e acurácia dessas ferramentas de simulação para representar situações reais, sua validade é muitas vezes questionada. Cabe, portanto, analisar a eficiência das mesmas através do uso de estudos de caso, contexto no qual se enquadra o presente trabalho. No mesmo se buscou reproduzir, usando uma das ferramentas de simulação computacional mais modernas, o software “Fire Dynamics Simulator”, do NIST, um incêndio ocorrido em uma estrutura real. O caso escolhido foi o incêndio no Shopping Total, em Porto Alegre-RS, em função da disponibilidade de dados acerca de danos e estimativas de temperaturas atingidas em diferentes locais, derivados de uma inspeção detalhada efetuada após o sinistro, com o objetivo de reconstruir a dinâmica do mesmo e identificar os elementos deteriorados. O trabalho discute as dificuldades envolvidas no processo de geração de um modelo capaz de representar adequadamente o incêndio. Após a reprodução da arquitetura da estrutura, foi necessário testar vários cenários, usando formas distintas de ignição e representação da carga de incêndio e ajustando as propriedades dos materiais de forma a reproduzir as características reais do sinistro. Após o ajuste da dinâmica de incêndio, se efetuou um estudo comparativo das curvas de temperatura atuantes em alguns elementos de interesse, estimadas pela simulação, e indícios obtidos por ensaios de amostras coletadas após o incêndio. Os resultados obtidos indicam que as ferramentas de simulação são promissoras, mas que é necessário investir na formação de bancos de dados mais amplos e precisos sobre as características dos materiais encontrados nas edificações, para poder fornecer aos programas informações sobre comportamento de ignição e propriedades em temperatura ambiente e sob aquecimento. Ficou evidente que a introdução de estratégias para consideração do fenômeno de deterioração brusca dos materiais por spalling é fundamental para que se possa reproduzir a dinâmica de alguns incêndios reais. Com os ajustes e adaptações efetuados foi possível ter uma boa aproximação do comportamento registrado na estrutura real através da simulação numérica. Esta pesquisa foi desenvolvida junto ao Centro Nacional de Supercomputação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. / Due to the high cost of studies concerning the analysis of the effects caused by heating in structural members of a complete structure, arising from the complexity of facilities and equipment required for experimental tests of this kind, this kind of research is still scarce in Brazil and worldwide. As an alternative it is possible to use computational simulations that enable fire behavior analysis during a fire as well as testing different hypothesis for their causes and estimated temperature and particulate flows. However, there is still a lot of uncertainty about the performance of such simulation tools to represent real situations, and their validity is often questionable. Thus, it is necessary to analyze their efficiency through the use of case studies, context in which this study fits. This study attempted to represent, using one of the most modern tools of computer simulation, the software "Fire Dynamics Simulator, " NIST, a fire occurred in an real structure. The case chosen was the real fire that occurred at the Shopping Total, in Porto Alegre, RS, due to availability of data about damage and estimates of temperatures reached in different locations, obtained from a detailed inspection that was conducted in the building after the fire occurrence, in order to reconstruct the dynamics of the fire and identify the damaged elements. This dissertation discusses the difficulties involved in the generation of a model capable of adequately representing the fire. After reproducing the building structure, it was necessary to test several fire scenes using different forms of ignition and representation of the fire load and adjusting the material properties to reproduce the real fire characteristics. After adjusting the dynamics of the fire, was then conducted a comparative study of the temperature curves acting on the targeted structural elements, estimated by simulation, and evidence obtained by testing samples collected after the fire. The results indicated that the simulation tools are promising, but it is necessary to invest in the formation of larger databases and precise about the characteristics of the materials found in buildings in order to provide information to programs about ignition behavior and properties at room temperature and under heating. It was evident that the introduction of strategies for consideration by the sharp deterioration of materials by spalling is essential to reproduce the dynamics of some real fires. With the adjustments and adaptations made was possible to have a good approximation of the real structural behavior recorded by numerical simulation. This research was developed at the National Center of Supercomputing from the Federal University of Rio Grande do Sul.

Este trabalho tem como objetivo investigar quais são os valores dos principais parâmetros que a literatura apresenta para o processo de forjamento a morno de precisão. Os parâmetros escolhidos são: curva de escoamento do SAE-1050M a frio e a quente, fator de atrito e o coeficiente de transferência de calor entre peça e ferramenta. Estipulou-se uma faixa de variação destes parâmetros, simulou o processo através do método dos elementos finitos com o uso do pacote MSC.Superform 2005 para os diferentes parâmetros e cruzou os resultados por meio do conceito de sensitividade. Os resultados cruzados são: força, trabalho, deformação e temperatura. Simulações são realizadas com variações dos parâmetros de entrada baseadas nos ensaios e levantamento bibliográficos. As respostas das simulações são adimensionalizadas com o uso do conceito de sensitividade, podendo assim, serem comparadas entre si. O fator de atrito e o coeficiente de transferência de calor entre peça e ferramenta não influenciam tanto na resposta como a curva de escoamento. / This work has as objective to investigate which values of key parameters are presented by the literature for the warm precision forging process. The chosen parameters are: hot and cold SAE-1050M flow stress curve, friction factor and heat transfer coefficient between workpiece and die. Stipulate a range of variation of these parameters, simulate the process through the finite elements method with the use of the package MSC.Superform 2005 with different parameters and cross the results with concept of sensitivity. The crossed results are: force, work, strain and temperature. Simulations are carried out with variations of the input parameters based on the bibliographical research and tests. The simulations output are nondimensionalised with the use of the sensitivity concept, thus being able, to be comparative between themselves. The friction factor and the heat transfer coefficient between workpiece and die do not influence as much as the flow stress curve.

p. 1-114 / Submitted by Santiago Fabio (fabio.ssantiago@hotmail.com) on 2013-02-26T18:04:20Z No. of bitstreams: 1 1313.pdf: 1362140 bytes, checksum: ff39c33519d140d7e1ab48e0d1f792c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Alice Ribeiro(malice@ufba.br) on 2013-05-02T14:32:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 1313.pdf: 1362140 bytes, checksum: ff39c33519d140d7e1ab48e0d1f792c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-02T14:32:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1313.pdf: 1362140 bytes, checksum: ff39c33519d140d7e1ab48e0d1f792c7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Esta dissertação se propõe a analisar potencialidades e vantagens de uso da modelagem e simulação computacional em operações logísticas complexas como ferramenta de auxílio à tomada de decisões. Para tanto, foi realizado um estudo de caso em uma organização industrial baiana, localizada no Pólo Petroquímico de Camaçari, onde se aplicou a ferramenta segundo o método de desenvolvimento de projetos de simulação computacional proposto por Law & Kelton (1991). O desenvolvimento do projeto de simulação foi focado nas operações logísticas de carregamento e expedição de caminhões com produtos a granel e embalados (sacaria ou tambores). Essas operações foram caracterizadas de alta complexidade devido a fatores como: existência de carregamentos mistos, diversos pontos de carregamentos, problemas de contra-fluxo de caminhões, além de questões relacionadas à segurança industrial, pelo fato de existir grande fluxo de caminhões próximo a áreas de produção. Por conta de sua proposta de estudo, essa dissertação tem como substrato teórico uma abordagem sobre a logística e sua evolução, processos de tomada de decisões em cenários complexos, além de uma abordagem dos principais conceitos da modelagem e simulação computacional. No desenvolvimento da pesquisa, foram identificadas diversas aplicações vantajosas da modelagem e simulação computacional, no entanto, decidiu-se focar na minimização do contra-fluxo de caminhões existente. Daí a criação do índice de contra-fluxo e sua metodologia de obtenção usando a ferramenta de modelagem e simulação computacional. Após a análise dos resultados da simulação, em diversos cenários desenvolvidos e do entendimento sistêmico da situação em estudo, identificou-se como oportunidade de melhoria a relocação de um armazém, a transferência de alguns produtos críticos (grande demanda) para outra área de carregamento, além da implantação de duas novas balanças rodoviárias. A partir da análise dos resultados obtidos e das conclusões efetuadas é possível ter-se uma idéia clara das vantagens e potencialidades do uso da modelagem e simulação computacional como ferramenta de apoio em processos decisórios complexos nas operações logísticas de unidades industriais. / Salvador

OLIVEIRA, Jessé Pereira de. Transporte em um sistema binário de partículas autopropelidas. 2015. 55 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-28T17:59:25Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_jpoliveira.pdf: 4553539 bytes, checksum: 34f5d2c643bcea3444dad8820e83f2a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-28T18:05:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_jpoliveira.pdf: 4553539 bytes, checksum: 34f5d2c643bcea3444dad8820e83f2a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T18:05:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_jpoliveira.pdf: 4553539 bytes, checksum: 34f5d2c643bcea3444dad8820e83f2a2 (MD5) Previous issue date: 2015 / Originally introduced by T. Vicksek et al. [Phys. Rev. Lett. 75, 1226 (1995)], Self Propelled Particles (SPP) have an intrinsic constant speed which suffer variations ins its direction as results of external perturbations (another particles or system) and are used to model systems that shows agglomeration effects. The concept of SPP is applied to describe and understand dynamic effects of agglomeration in natural systems, such as living micro-organisms (bacteria, virus, etc.) and colonies of individuals which move in flocks (fishes, sheep, bees) or, artificially produced, as colloidal systems especially prepared in laboratory. The study of SPP has its relevance in several areas of knowledge, such as material engineering, medicine and sciences of nature (physics, chemistry and biology). In most of cases, the collective motion has an well-differentiated behaviour of the individual motion of the components of a given system. So, the movement of a certain individual is affected by the presence of the other elements of the system, changing its general behaviour, as direct consequences of the direct interaction between them. In this way, we see the importance of investigation and understanding of collective motion of the SPP. Especially in this dissertation, we study a binary two-dimensional system of SPP subject to the presence of rigid obstacles with anisotropic geometry (semi-circles) distributed neatly in form of a square web. Beyond the particle-particle and particleobstacle interaction, the individual movement of each SPP suffers influence of an white noise. The objective is characterize the transport of SPP trough the two-dimensional substratum in absence of an propeller external force. We present and systematic study of collective motion of SPP in function of the speed of the particles, of the noise intensity which defines the stochastic movement of SPP, of the size of the obstacles, of the SPP density e the separation between the obstacles. Due the anisotropy of the obstacles, arise an spontaneous and ordered collective motion in normal direction of the plane surface of the obstacles, characterized by an non-null mean speed for each type of SPP in absence of an external force which in affected by the system parameters. / Originalmente introduzidas por T. Vicksek et al. [Phys. Rev. Lett. 75, 1226 (1995)], part´ıculas auto-propelidas (PAP) possuem uma velocidade intr´ınseca constante que sofre varia¸c˜oes em sua dire¸c˜ao como resultados de perturba¸c˜oes externas (outras part´ıculas ou meio) e s˜ao usadas para modelar sistemas que apresentam efeitos de aglomera¸c˜ao. O conceito de PAP ´e aplicado para descrever e entender efeitos dinˆamicos de aglomera¸c˜ao em sistemas naturais, tais como microorganismos vivos (bact´erias, v´ırus, etc) e colˆonias de indiv´ıduos de que se movem em bandos (peixes, ovelhas, abelhas, etc) ou, produzidos artificialmente, como sistemas coloidais especialmente preparadas em laborat´orio. O estudo de PAP tem sua relevˆancia em diversas ´areas do conhecimento, tais como engenharia de materiais, medicina e ciˆencias da natureza (f´ısica, qu´ımica e biologia). Na maioria dos casos, o movimento coletivo tem um comportamento bastante diferenciado dos movimentos individuais dos componentes de um dado sistema. Assim, o movimento de um certo indiv´ıduo ´e influenciado pela presen¸ca dos outros constituintes do sistema, alterando o seu comportamento geral, como consequˆencia da intera¸c˜ao direta entre eles. Desta forma, vemos a importˆancia da investiga¸c˜ao e entendimento do comportamento coletivo das PAP. Nesta disserta¸c˜ao, estudamos um sistema bidimensional bin´ario de PAP na presen¸ca de obst´aculos r´ıgidos com geometria anisotr´opica (semi-c´ırculos) distribu´ıdos na forma de uma rede quadrada. Al´em das intera¸c˜oes part´ıcula-part´ıcula e part´ıcula-obst´aculo, o movimento individual de cada PAP sofre influˆencia de um ru´ıdo branco. O objetivo ´e caracterizar o transporte de PAP atrav´es do substrato bidimensional na ausˆencia de uma for¸ca externa propulsora. Apresentamos um estudo sistem´atico do movimento coletivo das PAP em fun¸c˜ao das velocidades das part´ıculas, da intensidade do ru´ıdo que define o movimento estoc´astico das PAP, do tamanho dos obst´aculos, da densidade de PAP e da separa¸c˜ao entre os obst´aculos. Devido a anisotropia dos obst´aculos, surge um movimento coletivo espontˆaneo e ordenado na dire¸c˜ao normal `a superf´ıcie plana dos obst´aculos, caracterizado por uma velocidade m´edia n˜ao-nula para cada tipo de PAP na ausˆencia de for¸ca externa e que ´e influenciado pelos parˆametros do sistema.

A trefilação de barras é um dos mais antigos processos de conformação mecânica e pode ser definido como um processo de manufatura por deformação plástica, onde o fio-máquina (matéria-prima) é tracionado passando através de uma ferramenta cônica, causando uma redução da área da seção transversal e, aumentando o comprimento total. Este processo introduz tensões residuais no produto final. Parâmetros como ângulo de fieira, coeficiente de atrito e redução, bem como a anisotropia do material tem grande influência nestas tensões. Neste trabalho avaliou-se a influência dos parâmetros citados nas tensões residuais resultantes do processo de trefilação de barras redondas de aço AISI 1045 com diâmetro inicial de 20,46 mm e final, após trefilação, de 20,25 mm, através de simulação numérica, comparando os resultados obtidos numericamente com dados experimentais. Além disso, inseriram-se heterogeneidades nos modelos computacionais de trefilação para que fossem verificados seus efeitos sobre a distorção (empenamento) das barras. Foram criados seis modelos para simular as tensões residuais e para estes, realizadas diferentes validações numéricas, as quais sugerem uma grande proximidade entre o problema físico e o modelo computacional. O atrito teve uma maior influência na força de trefilação do que nas tensões residuais após trefilação. A utilização de duas fieiras para realizar a trefilação mostrou uma redução das tensões residuais trativas na superfície, sendo que reduzindo a distância entre as mesmas, observou-se uma redução ainda maior destas. A consideração da anisotropia do material também mostrou influência considerável no valor das tensões e deve ser levada em conta nas simulações. Observou-se também, pelas comparações entre as simulações, que pelas variações realizadas, os valores das tensões residuais simulados aproximaram-se dos valores experimentais medidos por difração de Nêutrons, porém os resultados ainda não foram satisfatórios. Neste trabalho também são discutidas as possíveis razões das diferenças observadas. / The wire drawing is one of the oldest mechanical forming processes and it may be defined as a manufacturing process for plastic deformation, where the wire rod (raw material) is pulled passing through a conical tool, causing a reduction in cross section area and increasing the total length. This process introduces residual stresses in the final product. Parameters such as die angle, friction coefficient, area reduction and the anisotropy of the material has great influence on these stresses. In this study was evaluated the influence of the parameters mentioned in the residual stresses resulting from the drawing process of round bars of AISI 1045 steel with initial diameter of 20.46 mm and final, after drawing, of 20.25 mm. Through numerical simulation, a comparison of numerical results and experimental data was carried out. Furthermore, heterogeneities were inserted in the drawing computational models to check their effects on distortion (warpage) of the bars. Six models were created to simulate the residual stresses with following numerical validations, showing good approximation between the physical problem and the computational model. Friction had a greater influence on the drawing force than in residual stresses after drawing. The use of two dies to perform the drawing showed a reduction of residual stresses, however if the distance between two dies is reduced, lower levels of resulting tensile residual stresses in the surface are seen. The consideration of the material anisotropy also showed considerable influence on the value of the residual stresses and it should be taken into account in the simulations. Concerning the comparison of simulated and measured residual stresses by the neutron diffraction method, the results approach similar profiles, however the results were still not satisfactory. This work discusses the possible reasons for the observed difference in terms of residual stresses.