Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:45:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224516.pdf: 1144754 bytes, checksum: 6f0cf0fad44737149feaeefe4edef304 (MD5) / O trabalho trata da proposta de uma ferramenta de avaliação da confiabilidade estrutural de prédios construídos em alvenaria estrutural, mesmo que em desacordo com as normas, contemplando o cálculo da probabilidade de ruína que pode ser visto como um indicador universal de adequação. Aborda a questão social envolvida na definição do valor admissível para o risco de desabamento de edifícios, apontando a necessidade de discussão entre os vários segmentos da sociedade para a fixação de limites do risco admissível a serem respeitados no Brasil. Apresenta a teoria matemática necessária à compreensão e ao desenvolvimento da ferramenta proposta, tornando-a transparente a potenciais usuários. Formula testes de sensibilidade e de correção da ferramenta apresentada, comparando os resultados obtidos por três métodos diferentes que apresentam resultados convergentes, demonstrando que o objetivo principal foi atendido. Aplica a ferramenta proposta a dois edifícios tomados como exemplos, sendo o primeiro um edifício projetado e teoricamente construído integralmente de acordo com as normas pertinentes, e o segundo em flagrante desrespeito às normas. Apresenta e comenta os resultados obtidos, discorrendo sobre as diferenças entre os exemplos, e testa modificações nos diversos parâmetros para observar o comportamento das estruturas. As principais conclusões e sugestões para trabalhos futuros são apresentadas. The work deals with the development of a computational tool to evaluate the structural reliability of buildings of structural masonry. The main concern is about the 3 or 4 storey-buildings built with structural walls using horizontal-hollow cladding blocks. This construction method is very common in the North East region of Brazil. The social problem is discussed regarding the definition of an acceptable failure risk value and the need of a discussion among the society members is appointed. The mathematical theory used is described. Sensitive and adjusts tests are formulated. The results of three different methods are compared, showing that there are convergence of results. Two different buildings were used to apply the tool. The first one was design and, theoretically, built in accordance with the standard codes. The second one was similar to those built with cladding blocks. The results and comments show the difference between the buildings. The parameters are changed to evaluate their sensibility to the structures behavior.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:26:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226611.pdf: 958290 bytes, checksum: 84a936e0bc01ecb0d196b205dadae4b5 (MD5) / Um dos desafios encontrados para a concepção de sistemas a partir de frameworks orientados a objetos é a sua adequada utilização. Utilizar um framework adequadamente para constituir um sistema implica em obedecer às suas restrições, definidas em seu projeto. Dentre as restrições que o desenvolvedor da aplicação sob um framework precisa observar, está a correta ordem de execução de métodos dos objetos disponibilizados pelo framework. Nesse contexto, esse trabalho propõe uma maneira de especificar formalmente as restrições que um framework impõe em termos da ordem em que seus métodos podem ser invocados. A partir da especificação formal, gera-se automaticamente código, baseado no paradigma de desenvolvimento orientado a aspectos, capaz de verificar se as restrições formalmente especificadas estão sendo observadas em tempo de execução. De forma transparente ao usuário do framework e ao desenvolvedor da aplicação final, o código automaticamente gerado instancia uma rede de Petri, a qual será responsável pelo controle do estado de cada objeto especificado e o controle do estado do sistema. Ambos os desenvolvedores são beneficiados: o desenvolvedor do framework não precisa escrever código que testa as restrições do framework e o desenvolvedor da aplicação final será notificado se ele estiver fazendo invocações indevidas a um método. A abordagem formal proposta neste trabalho é aplicada ao TAF, um framework desenvolvido pela Motorola para a criação de casos de teste automatizados para telefones celulares.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:11:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319295.pdf: 2898907 bytes, checksum: e7aae313fd966a84349a407b38f302cd (MD5) / O processamento de materiais compósitos tem despertado interesse dos engenheiros pelo fato de combinar propriedades termomecânicas, ópticas e magnéticas em um único material de engenharia. Este trabalho propõe estudar a moagem de alta energia como meio de produção de um material compósito de matriz metálica a base dos elementos Sn e Ag reforçada com partículas cerâmicas nanométricas de alumina (Al2O3) com o intuito de se obter um material funcional para soldagem branda de componentes eletrônicos em placas de circuito impresso com melhores propriedades termomecânicas. Analisaram-se, especificamente, os parâmetros de processamento e qualidade final do material quanto à homogeneidade de distribuição das nanopartículas na matriz metálica. Inicialmente, três composições diferentes foram estudadas, alterando-se a quantidade em massa das nanopartículas cerâmicas nas seguintes proporções: (SnAg3,5:Al2O3) 99:01, 95:05 e 90:10. Os parâmetros de moagem de alta energia foram estudados com auxílio de caracterização microestrutural por microscopia ótica e eletrônica, difração de raios-X e análise de energia dispersiva. Estudou-se posteriormente o processo de preparação do pó para a fabricação de corpos de prova consistentes para ensaios termomecânicos. Também nesta parte, a análise microestrutural revelou a qualidade da dispersão do material de adição na matriz metálica com o aumento da inserção de energia no sistema, levando a produção de um pó com tamanho médio de partícula oscilando entre 70 e 200 µm. Como investigação final procurou-se identificar as melhores rotas de processo para se preparar corpos de prova para ensaios termomecânicos. Primeiramente procurou-se utilizar técnicas de fusão, porém averiguou-se que acima da temperatura de fusão da matriz metálica de SnAg3,5 as nanopartículas perdiam sua distribuição homogênea ao segregarem. Para evitar perder a distribuição homogênea das nanopartículas, procurou-se dominar uma rota alternativa considerando-se técnicas de sinterização. Um estudo aprofundado do diagrama de Ellingham mostrou que não seria possível produzir pó livre de óxido nas condições existentes de trabalho <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:51:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338905.pdf: 3495532 bytes, checksum: 0a96893c7bca0e06c95a5200a221a216 (MD5) Previous issue date: 2015 / Cargas mais sensíveis a variações de tensão de curta duração demandam melhorias no serviço de entrega da eletricidade. A atual avaliação da adequação de sistemas de distribuição de energia considera apenas índices de confiabilidade baseados em interrupções, que não refletem a percepção completa do consumidor sobre qualidade do fornecimento de energia. Assim, este trabalho inclui a modelagem do curto-circuito na avaliação da confiabilidade, com a utilização de um processo de Markov contínuo para representação da natureza estocástica das faltas transitórias e o método Monte Carlo Sequencial para simulação computacional da confiabilidade do sistema de distribuição. No calculo das correntes de curto-circuito o sistema e representado por todas as fases, retratando o sistema de distribuição naturalmente desbalanceado, incluindo faltas assimétricas. A abordagem desenvolvida e aplicada ao um sistema teste do IEEE de 34 nos e posteriormente a um sistema real. Os resultados das simulações mostraram que e possível estimar indicadores além da simples avaliação de uma interrupção, ampliando o escopo da avaliação da confiabilidade. A metodologia proposta pretende ser incluída no planejamento de sistemas de distribuição.<br> / Abstract : More loads sensitive to short duration voltage variations require improvements in the electricity delivery service. The current evaluation of distribution systems adequacy only considers reliability indices based on interruptions, that do not reflect the entire customer perception about quality on electric energy supply. So, the present dissertation include short-circuit models on the reliability assessment, using a continuous Markov process to represent the stochastic nature of transient faults and a Sequential Monte Carlo method to assess reliability by computer simulation. In order to calculate short-circuit currents, all phases are considered, showing the naturally unbalanced distribution system, including asymmetrical faults. The developed approach is applied to an IEEE test system with 34 nodes and then to a real system. The simulation results show that it is possible to estimate indices beyond a simple evaluation of an interruption, expanding the scope of reliability assessment. The proposed methodology intends to be included in the planning of distribution systems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:55:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339479.pdf: 4423329 bytes, checksum: 3856748bc27bbb855582f1884ab47e31 (MD5) Previous issue date: 2015 / Tradicionalmente, os projetos estruturais de resistência ao fogo, quando realizados, são feitos de maneira determinística e sem considerar diretamente as incertezas relacionadas ao problema. Essa metodologia prescritiva tem como consequência uma prática em que a segurança estrutural é indeterminada, podendo ser até mesmo inaceitável em casos excepcionais que envolvam situação de incêndio. Como alternativa, a segurança da estrutura pode ser quantificada por meio da aplicação da teoria da confiabilidade estrutural. Dentre as pesquisas de análise da confiabilidade de estruturas em incêndio disponíveis na literatura, a maioria emprega modelos estruturais bastante simplificados, que resultam em modos de falha regidos por equações de estado limite analíticas. Porém, na maioria dos casos somente soluções numéricas são possíveis. Por exemplo, para a análise de estruturas de aço em situação de incêndio é imprescindível o uso de modelos que considerem o comportamento estrutural altamente não-linear envolvido e nessas circunstâncias soluções analíticas são bastante escassas. Deste modo, o presente trabalho dedica-se à análise da confiabilidade de elementos de aço em situação de incêndio, sem proteção térmica, utilizando o método de Monte Carlo Simples (MCS) para solução do problema de confiabilidade e o Método dos Elementos Finitos para análise Térmica-estrutural, considerando não-linearidades física e geométrica. Utiliza-se, ainda, o método FORM (First Order Reliability Method) para o cálculo da probabilidade de falha dos elementos à temperatura ambiente e para a determinação dos índices de sensibilidade em relação às variáveis aleatórias. Para tal propósito, dois módulos de análise foram desenvolvidos e acoplados: o módulo de confiabilidade e o módulo mecânico. O módulo de confiabilidade é composto por um conjunto de sub-rotinas programadas em Matlab e o módulo mecânico utiliza-se do pacote computacional em elementos finitos ANSYS e requer rotinas programadas em linguagem APDL (Ansys Parametric Design Language). Tais módulos foram empregados na análise de confiabilidade de três elementos estruturais de aço em situação de incêndio: uma barra sob tração, uma viga sob carregamento distribuído e um pilar com excentricidade inicial sujeito a uma carga centrada. Os três elementos foram dimensionados segundo a norma NBR 8800:2008 e as propriedades estatísticas dos parâmetros envolvidos nos problemas foram definidas a partir de informações da literatura. Com base nos resultados, observou-se que os elementos analisados apresentam probabilidade de entrar em colapso antes de 30 minutos de incêndiosuperior a 95,00%, sendo os parâmetros que modelam o incêndio os principais responsáveis pela probabilidade de ocorrência da falha. Ressalta-se que a norma NBR 14432:2000 define que a estrutura como um todo deve suportar pelo menos 30 minutos de incêndio, para que possa ocorrer evacuação em uma situação de sinistro. Nas análises dos elementos à temperatura ambiente, observou-se que, a depender das variáveis aleatórias do problema, os critérios normativos podem ser insuficientes para garantir a segurança estrutural, uma vez que os coeficientes de segurança são calibrados para atingir níveis aceitáveis de segurança em condições usuais. Por último, verificou-se que a utilização do método MCS em problemas envolvendo incêndio exige um custo computacional muito alto, ou mesmo proibitivo, para a maioria dos problemas reais de engenharia civil, sobretudo devido às repetidas análises térmicas e estruturais necessárias. Portanto, o desenvolvimento da análise de confiabilidade de estruturas submetidas ao fogo depende fortemente dos avanços computacionais e do desenvolvimento de novas estratégias e métodos para solução eficiente dos subproblemas envolvidos. Este trabalho propicia um melhor entendimento destes problemas, bem como fornece algumas informações e subsídios para o desenvolvimento de tais estratégias e métodos.<br> / Abstract: In general, structures under fire conditions are designed by using deterministic approaches. Since the uncertainties involved are not directly considered, in this kind of prescriptive methodology the structural safety cannot be quantified and in some cases it can even achieve unacceptable levels. As an alternative, structural reliability theory can be applied to determine how safe a structure is. Most of the studies about reliability of structures under fire conditions consider simplified structural models, in such a way that limit states are described by analytical equations. However, for the majority of real applications, only numerical solutions are available. For example, in the reliability analysis of steel structures under fire conditions, the non-linear structural behavior involved must be considered and analytical solutions for these cases are very limited. The present study aims to analyze the reliability of steel structures under fire conditions, without thermal protection, using Monte Carlo simulation to solve the reliability problems and the Finite Element Method (FEM) for thermal-structural analysis considering physical and geometric nonlinearities. The First Order Reliability Method is also applied, in order to estimate failure probabilities for room temperature conditions and to compute sensitivities of failure probabilities with respect to random variables. Two analysis modules are developed and coupled: the reliability module and the mechanical module. The reliability module is composed of several subroutines implemented in MATLAB and the mechanical module uses the ANSYS finite element package and input files written in APDL (Ansys Parametric Design Language). These modules are applied in the reliability analysis of three steel structural elements under fire conditions: a tensile bar, a beam under uniformly distributed load and a column with initial eccentricity under a concentrated load. The elements are designed according to the NBR 8800:2008 and the statistical parameters involved are defined in accordance with the literature. The results indicated that after 30 minutes under fire conditions all structural elements studied achieved failure probabilities above 95% and that these probabilities were highly sensitive to the parameters describing the fire. It is noteworthy that NBR 14432:2000 recommends that the structure must resist fire for at least 30 minutes so the building can be evacuated. Analysis of the structural elements at room temperature pointed out that depending on the parameters and variables considered (dead load versus live load, for example), the criteria established by NBR 8800:2008 can be insufficient to ensuresafety, since the safety factors were calibrated for usual structures and conditions. Finally, it was verified that Monte Carlo simulation presents a high computational cost which can be prohibitive for many real-world applications in structural engineering, especially when a computationally expensive analysis, such as an iterative thermal-structural analysis, is required. Therefore, the advance of structural reliability analysis of structures under fire conditions relies on computational advances and development of new methods and strategies to efficiently solve the related subproblems. The present study provides a better understanding of these problems and presents some information which can be used to develop new strategies and methods.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:15:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338909.pdf: 2482498 bytes, checksum: c98eff9e171fefbe36a554d371c310a8 (MD5) Previous issue date: 2015 / O presente trabalho tem como foco o problema da reserva operacional de longo prazo dos SEE. Com o aumento da geração renovável, neste caso a geração eólica incrementa-se a variabilidade e as incertezas no SEE. O que leva a aceitação do risco na operação do SEE e também no atendimento no fornecimento da carga.É neste sentido que são introducidas as métricas de risco VaR e CVaR com o objetivo de uxiliar a os planejadores dos SEE no que respeita ao desenho da flexibilidade do sistema de geração do SEE.Aproveitando uma das vondades ou características da SMCS em na providência das distribuições de probabilidade das variáveis inseridas no problema da reserva operacional de longo prazo é feito os respectivos cálculos e analises destas distribuições para explorar e caracterizar o SEE no que respeita a quantificação da reserva operacional de longo prazo.A presente metodologia é aplicada ao sistema teste de avaliações de confiabilidade IEEE-RTS-96HW gerando resultados adequados em dito sistema.<br> / Abstract : The present work focuses on the problem of operating reserves of long-term of EES. With increasing renewable generation, wind power generation in this case, is increased variability and uncertainties in the EES. Which leads to acceptance of the risk in the Electric Energy System (EES) operation and also in the service provider charge.In this sense it is introduced the VaR and CVaR risk metrics in order to assist the planners of the EES as regards the design of the flexibility of the EES generation system.Taking advantage of the goodness or characteristics of the Sequential Monte Carlo Simulation (MCS) in the providence of the probability distributions of the variables inserted in the problem of long-term operating reserve is made their calculations and analysis of these distributions to explore and characterize the EES as regards quantification the long-term operating reserve.This methodology is applied to the assessment test system IEEE-RTS-96HW reliability producing adequate results in this system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-31T03:11:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343973.pdf: 2640567 bytes, checksum: 7061841f7a46ae68379ef5baa238f001 (MD5) Previous issue date: 2016 / Da perspectiva do sistema elétrico de energia, o conceito de geração distribuída (GD) pode ser claramente dividido em duas categorias: de pequena e de grande escala. Atualmente, há grande dedicação em estudos de integração da GD de grande escala ao redor do mundo, como eólica e solar. Da perspectiva tecnológica, a GD traz para o sistema elétrico de energia um grande número de novos desafios, sendo considerada na maioria das vezes uma fonte valiosa de energia que não possui as características adequadas para fornecer potência ou serviços de sistema. Uma excelente alternativa para a matriz energética brasileira que vem se destacando é a GD da biomassa de cana-de-açúcar. Devido ao crescimento do mercado sucroalcooleiro brasileiro e à produção cada vez maior de resíduos (bagaço e palha), as possibilidades de geração de bioeletricidade nestas indústrias e a participação desta biomassa na matriz energética nacional como fonte alternativa de GD têm crescido de forma acentuada. A sazonalidade deste tipo de biomassa, se explorada corretamente pelo mercado de energia, pode beneficiar a matriz energética nacional. De acordo com o operador nacional do sistema elétrico (ONS), cada 1000 MWmed de bioeletricidade inseridos na rede básica brasileira durante o período seco, significa a poupança de 4% dos reservatórios do subsistema Centro-Sul. Este trabalho apresenta uma proposta de modelagem para a inserção de geração à biomassa na avaliação de sistemas compostos (Geração e Transmissão) utilizando o Processo de Poisson Não-Homogêneo (NHPP). O modelo considera as principais características de geração à biomassa, incluindo a logística necessária na gestão dos insumos (resíduos) e a sazonalidade da produção da cana de açúcar. O modelo é testado através da utilização do sistema teste IEEE-RTS 79 HW e são propostas algumas variações para a inclusão da biomassa.<br> / Abstract : From the electric power system perspective, distributed generation (DG) can be clearly divided into two categories: small and big scale. Currently, there is great dedication in integration studies of large scale DG around the world, such as wind and solar. From technical perspective, DG brings to the electric power system a large number of new challenges, and is considered most often a valuable source of energy, that does not have the right features to provide power or system services. An excellent alternative to the Brazilian energy matrix is the sugarcane biomass DG. Due to the growth of the Brazilian sugar and alcohol market and the increasing production of waste (bagasse and straw), the possibilities for bioelectricity generation in these industries and the share of biomass in national energy matrix as an alternative source of DG have grown sharply. The seasonality of this type of biomass, if exploited properly by the energy market, can benefit the national energy matrix. According to the national operator of the electrical system, ONS, 1000 MWmed of bioelectricity inserted in the Brazilian basic network during the dry season, means savings of 4% of the Central South subsystem reservoirs. This paper proposes a model for the inclusion of biomass generation to the evaluation of composite systems (generation and transmission) using the Non-Homogeneous Poisson Process (NHPP). The model considers the main features of generation from biomass, including the necessary logistics in the management of feedstock (waste) and the seasonality of production of sugar cane. The model is tested using the test system IEEE RTS-79 HW and some variations are proposed to include biomass.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-22T03:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224206.pdf: 1777568 bytes, checksum: 733507d5310a40c33dd3ba7631922905 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-20T03:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:56:53Z : No. of bitstreams: 1 180144.pdf: 3763456 bytes, checksum: c3cb335adb4d111a93a32e6414e40227 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo apresentar um sistema especialista desenvolvido para auxiliar no processo inicial de projeto de subestações do sistema de transmissão de energia elétrica, tendo em vista a grande complexidade dos fatores associados a essa tarefa. Os critérios empregados para análise das alternativas para configuração dos equipamentos no pátio da subestação são: custo de implantação (equipamentos), confiabilidade e índices qualitativos (impacto ambiental, facilidade/flexibilidade de manobras e preferência do proprietário). O usuário pode, para uma determinada subestação do sistema de transmissão, apresentar ao programa várias alternativas de projeto, respeitando as determinações estabelecidas pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico para configuração mínima. Todas essas alternativas são avaliadas utilizando-se os critérios descritos acima. Feita a análise, o sistema apresenta ao usuário o resultado da avaliação de cada alternativa frente a cada requisito, além da alternativa que apresenta a melhor relação custo-benefício, de acordo com heurísticas embutidas em sua base de conhecimento. A metodologia proposta é aplicada para busca da melhor topologia para uma subestação 500/230 kV.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T08:15:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 189676.pdf: 1734724 bytes, checksum: ef700ddf178636caee42e7775ec83342 (MD5)