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Les nouveaux acteurs, les nouveaux services et les nouveaux contenus multimédias qui transitent sur le réseau internet génèrent un trafic et des débits de plus en plus élevés. Ceci peut occasionner une congestion, source de latence et de dépréciation de la qualité de service ressentie par les utilisateurs. Un fournisseur d'accès à internet dont l'objectif est de garantir un réseau d'excellence doit donc prendre des mesures pour améliorer sans cesse la fluidité de son réseau. Cela passe notamment par la mise en place d'un réseau de distribution de contenus (déploiement de dispositifs sur le réseau existant). Dans un premier temps cette thèse s'articule à présenter des approches de programmation dynamique de localisation de serveurs optimales dans des arborescences. Nous présentons également un approche pour résoudre le problème de déploiement de CDN et de k serveurs/caches à l'aide de l'algorithme exact et polynomial d'intersection de matroïdes. Nous explicitons ensuite ce qu'est un cache et quelles sont ses caractéristiques. Nous définissons ensuite les hypothèses effectuées et la modélisation associée pour le déploiement de caches transparents dans une arborescence, et le liens avec les algorithmes existants présentés précédemment. Nous présentons alors un modèle complet pour un programme linéaire en nombres entiers (PLNE) et un nouveau paradigme de programmation dynamique pour résoudre ce même problème. Nous montrons alors en quoi cette approche se généralise à des problèmes connexes de localisation dans les arborescences, ainsi que les performances pratiques d'une telle approche. D'un regard plus théorique, nous mesurons la capacité d'un réseau donné par le routage optimal de ses demandes, et, de ce fait, ses liens critiques. Nous manipulons alors le problème de flot concurrent maximal (FCM), un problème classique de la littérature de recherche opérationnelle. Nous exhibons alors de nouvelles formulations exactes pour résoudre ce problème, ainsi que les problèmes de multi-flots de manière plus générale. Une heuristique de construction de formulation pour le FCM est également proposée, pour tirer parti de la distribution spécifique des capacités d'une instance. Nous montrons alors la supériorité des performances de ces nouvelles formulations par le biais de comparaisons. Enfin, nous décrivons le premier algorithme exact et fortement polynomial pour résoudre le problème de flot concurrent maximal dans le cas d'une seule source; et nous montrons l'efficacité pratique d'une telle approche, comparée aux meilleures formulations explicitées précédemment / Streaming requirements on internet network are even more driven by new actors, new services and new digital contents. This leads to high probability of congestion, latency and therefore, a critical decrease of quality of service and/or experience for customers. An internet service provider (ISP) whose goal is to guarantee a first-class performance, needs to take measures to constantly enhance the fluidity of the traffic streaming on its network. One way to face the problem, is to build a Content Delivery Network (CDN). A CDN mainly consists in the deployment of different devices on an existing network. First of all, this thesis presents dynamic programming approaches to tackle server location problems in tree networks. Then, we address a variation of the matroïd intersection algorithm to solve the k-server/cache location problem. We start by giving the definition and characteristics of transparent-caching, as well as the hypothesis that we will use it to build models for transparent cache location in tree network. We tract it to a Mixed Integer Program, and formulate a new paradigm of dynamic programming. We show the relevance of such approach for our problem, and to what extent it can be tractable in other related problems. From a more theoretical point of view, we manage to measure the capacity of a network which is given by the optimal routing strategy, and hence, to identify its critical links. We deal with the Maximum Concurrent Flow (MCF), a classical combinatorial optimization problem. We propose new models and formulations to solve this problem exactly, and more general multi-flows problems as well. A heuristic is also given, to adapt the model to the specific instance values. We experiment these formulations to show the improvements they can provide. Finally, we describe the first strongly polynomial algorithm to solve the maximum concurrent flow to optimality, in the single source case. We show the efficiency of such an approach, even compared to the best models previously presented

Universidade Federal de Goiás - Goiânia / Drying is an important process that a lot of products were submitted. However, this process is usually very energy-intense and has a large commercial impact on the cost of the final product. The conventional direct rotary dryer consists of equipment widely used in industrial area due to advantages such as, a high processing capacity of a wide variety of materials. This dryer is commonly used to dry and process granular materials, and has application across a wide range of industries like the fertilizer industry. The dryer consists of a rotating cylindrical shell rotated about its axis at a constant speed and slightly inclined to the horizontal. This type of equipment is characterized by the high consumption of energy required to heat the drying air at high temperatures. This work aims to study the aspects of fluid dynamics and fertilizer drying of super-phosphate fertilizer in concurrent direct rotary dryers and compare the performance of the same for other configurations that have been studied by the research group of systems particulated at FEQUI / UFU. The results of this study have values of loading, residence time, drying rate, and the difference between concurrent and countercurrent rotary dryers, working under the same operating conditions, enabling the evaluation of new versions of rotary dryers because of detailed study of conventional configurations. This study also describe a mathematic model to predict the air and solid temperature profiles and the solid moisture profile in a concurrent rotary dryer and compared the simulation results with the experimental data. / A secagem consiste em uma importante operação na qual se submetem diversos produtos industrializados. Porém, este processo é concebido como uma operação unitária que demanda uma intensa quantidade de energia o que implica em um grande impacto comercial no custo do produto final. O secador rotatório convencional de contato direto consiste em um equipamento amplamente difundido na área industrial por apresentar vantagens como, por exemplo, alta capacidade de processamento de uma grande variedade de materiais. Este tipo de secador é destinado principalmente para secagem de materiais granulados de escoamento livre, sendo vastamente empregado na indústria de fertilizantes. O secador rotatório consiste de um casco cilíndrico levemente inclinado em relação à horizontal, que gira em baixa velocidade em torno do próprio eixo. Esse tipo de equipamento é caracterizado pelo alto consumo energético necessário para aquecer o ar de secagem a elevadas temperaturas. O presente trabalho tem como objetivo estudar os aspectos fluidodinâmicos e de secagem do fertilizante super-fosfato simples granulado em secadores rotatórios convencionais com fluxo de ar concorrente e aquecimento direto, bem como comparar o desempenho do mesmo em relação a outras configurações já estudadas anteriormente pelo grupo de pesquisa em sistemas particulados da FEQUI/UFU. Como resultados deste trabalho foram obtidos valores de carregamento, tempo de residência, taxa de secagem, além da quantificação da diferença entre as configurações concorrente e contracorrente do secador rotatório, operando nas mesmas condições operacionais, viabilizando a avaliação de novas versões de secadores rotatórios a partir do estudo detalhado das configurações convencionais operando nas condições ótimas. Além dos estudos experimentais, também foi possível realizar a modelagem matemática do secador concorrente, a fim de se obter a predição dos perfis de umidade e temperatura do ar e do sólido, sendo os resultados da simulação comparados com os dados obtidos experimentalmente para a secagem de fertilizante. / Mestre em Engenharia Química

Universidade Federal de Goiás - Goiânia / Drying is an important process that a lot of products were submitted. However, this process is usually very energy-intense and has a large commercial impact on the cost of the final product. The conventional direct rotary dryer consists of equipment widely used in industrial area due to advantages such as, a high processing capacity of a wide variety of materials. This dryer is commonly used to dry and process granular materials, and has application across a wide range of industries like the fertilizer industry. In the Triangulo Mineiro region and Alto Paranaiba, where is also located the city of Uberlândia - MG, the fertilizer industry exemplifies the use this equipment for removing moisture from the final product. The drum of the rotary cascade dryer is equipped with lifting flights. Many potential benefits can be obtained through a greater understanding of the rotary drying process. One such benefit could be energy savings, whose magnitude can be determined by estimating the energy cost of drying in the particleboard industry. In order to improve drying efficacy, another version of the rotary dryer, known as the ―rotoaerated‖ dryer, was evaluated by Lisboa (2007) and Arruda (2008). the roto-aerated version provides better mass and energy transfer between the hot air and the solids than the conventional countercurrent rotary dryer. The main characteristic of the rotoaerated dryer is its aerated system, which consists of a central pipe (encased in the drum), from which a series of mini-pipes carry hot air directly to the particle bed flowing at the bottom of the drum (without flights). The present work analyzes the drying of granulated fertilizers in a rotoaerated dryer. This work has tested several positions and different diameters of mini pipes. Due to finding the optimum drying performance presented by rotoaerado dryer, the present work aims to study the drying of SSPG fertilizer granules in rotoaerated dryers with different configurations that have not studied, varying the diameter, the provision and quantity of mini pipes. The performance of rotary dryers configurations, were compared based on experimental results. The results of this study have values of loading, residence time, drying rate, and the difference between rotoaerated dryer and concurrent and countercurrent rotary dryers, working under the same operating conditions. It was also found that while the configurations evaluated in previous studies showed results of the drying rate four times higher compared to conventional version, in this work it was possible to find configurations with superior results reaching a drying rate up to 18 times higher compared the conventional version. This study also study different parameters in a Discret Element Method (DEM) simulation method with a linear model. / A secagem é uma importante operação à qual se submetem diversos produtos industrializados. Porém, este processo é concebido como uma operação unitária que demanda uma intensa quantidade de energia, o que implica em um grande impacto comercial no custo do produto final. Secadores do tipo rotativos são comumente usados na secagem e processamento de materiais granulados por suportar grande volume de material, possui vasta aplicação no âmbito do beneficiamento de sementes, produção de alimentos e fertilizantes. Além de amenizar os custos com armazenamento e transporte, evitando desintegração dos grânulos do produto, o empedramento e reduzir a formação de incrustações no interior dos equipamentos, a secagem possibilita o atendimento às imposições do mercado consumidor e às leis de regulamentação para a comercialização do produto. O equipamento convencional usado para a operação de secagem constitui-se de um casco cilíndrico com uma pequena inclinação em relação à horizontal, que gira em torno do seu eixo longitudinal, equipado com suspensores, e recebe o nome de secador rotativo. O secador rotativo convencional de contato direto consiste em um equipamento amplamente difundido na área industrial por apresentar vantagens como, por exemplo, alta capacidade de processamento de uma grande variedade de materiais. Com o objetivo de aumentar a eficiência da secagem, outra configuração do secador rotativo foi desenvolvida na FEQUI/UFU, conhecida como secador rotoaerado, avaliada primeiramente por Lisboa et al. (2007) e depois por Arruda (2008). O secador rotoaerado é constituído por um tubo central que possui uma série de minitubos conectados a ele, responsáveis por conduzir o ar quente diretamente para o leito de partículas localizadas no fundo do tambor em rotação. Em trabalhos anteriores constatou-se que o secador rotoaerado apresentou maior eficiência quando comparado com o equipamento convencional, usando suspensores. Devido à constatação da ótima eficiência de secagem apresentada pelo secador rotoaerado, o presente trabalho teve como objetivo, estudar a secagem de fertilizantes super fosfato simples granulado em secadores rotoaerados com diferentes configurações ainda não estudadas variando os diâmetros, a disposição e a quantidade dos minitubos conectados ao tubo central. Com os resultados experimentais deste trabalho observou-se que a distribuição e o diâmetro dos minitubos avaliados tiveram influência nos resultados de tempo médio de residência, água removida e taxa de secagem. Verificou-se também que, enquanto as configurações avaliadas em trabalhos anteriores apresentaram resultados de taxa de secagem até quatro vezes maior em comparação à versão convencional, neste trabalho foi possível encontrar configurações com resultados superiores chegando a uma taxa de secagem até 18 vezes maior em comparação à versão convencional. Além dos estudos experimentais, também foi possível realizar a simulação através da Fluidodinâmica Computacional (CFD) do escoamento do ar no tubo central do secador rotoaerado, a fim de se obter a predição das velocidades de saída no ar em cada minitubo e verificou-se a influência da velocidade de saída do ar no escoamento das partículas. Além disso, foi feito um estudo utilizando o Método dos Elementos Discretos (DEM) para simulação do escoamento de partículas de fertilizante em tambores rotativos avaliando-se diferentes parâmetros e as interações entre eles para a simulação em fase discreta. / Doutor em Engenharia Química