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Modélisation dynamique d’un dispositif de stockage par chaleur sensible intégré à un système énergétique / Dynamic modeling of a sensible heat storage device integrated into an energy systemTerzibachian, Elie 10 July 2017 (has links)
Dans les années récentes, des politiques visant à promouvoir l’efficacité énergétique ont été instaurées en réponse aux obligations réglementaires européennes et internationales. Le stockage d’énergie thermique s’est révélé être une technologie qui permet une amélioration de l’efficacité énergétique, en particulier celle des installations techniques pour le conditionnement d’air, le chauffage et l’eau chaude sanitaire pour le bâtiment. Parmi les différents types existants, le stockage thermique par chaleur sensible est le plus ancien et le plus répandu sur le marché. Or, l’intégration du ballon de stockage dans les installations énergétiques s’avère délicate tant dans la phase de conception que de l’exploitation de ces installations. Par ailleurs, il convient d’évaluer – pour les systèmes et équipements techniques du bâtiment – leurs consommations énergétiques annuelles (ou saisonnières). Pour répondre à l’ensemble de ces exigences, le recours à la modélisation et simulation dynamique des composants et systèmes énergétiques devient indispensable. Le travail de la présente thèse présente une approche de modélisation et de simulation dynamique d’un ballon de stockage d’eau par chaleur sensible qui répond aux contraintes particulières suivantes : assurer une modélisation fine à partir de la résolution des équations de Navier-Stokes d’un composant – le ballon de stockage – dans lesquels les mécanismes de transfert et d’écoulement sont complexes et réaliser une modélisation dynamique d’un système thermique associant des divers composants techniques d’un circuit et ceci avec des temps de calcul raisonnables, compatibles avec les pratiques courantes des bureaux d’étude spécialisés en conception d’installations . Le travail réalisé associe donc une analyse fine du comportement dynamique du ballon grâce au développement d’un modèle CFD, la détermination d’un modèle réduit à partir de ce modèle – qui permet la construction d’un champ dynamique de température – et enfin une modélisation sous Modelica adaptée à la simulation d’un système énergétique complexe. Dans les différentes phases de cette étude, les résultats issus de la simulation sont alors confrontés aux résultats déduits de divers travaux expérimentaux. La validation de la démarche suite à cette confrontation calculs/expériences permet d’envisager l’application des outils présentés à des projets techniques notamment au projet « PV cooling » de climatisation des bâtiments avec une ressource solaire photovoltaïque, projet réalisé en parallèle de ce projet de thèse et porté par les acteurs industriels qui soutiennent cette recherche. / In recent years, policies to promote energy efficiency have been introduced in response to European and International regulatory obligations. Thermal Energy Storage has proven to be a technology that improves energy efficiency, particularly for the air conditioning, heating and domestic hot water utilities in buildings. Among the existing types, sensible heat storage is the oldest and most widespread on the market. The integration of the storage tank into energy installations may be tricky in both the design and operation phases of these installations. Moreover, the annual (or seasonal) energy consumption of the building's technical systems and equipment should be evaluated. To meet all these requirements, dynamic modeling and simulation of energy components and systems becomes essential. The work of this thesis presents a dynamic modeling and simulation approach of a sensible heat water storage tank which respond to the following particular constraints: To ensure a fine modeling based on the resolution of the Navier-Stokes equations of a component – the storage tank – in which the flow and transfer mechanisms are complex, and to carry out a dynamic modeling and simulation, with reasonable computational time, of a thermal energy system associating various technical components of a circuit and compatible with the usual practices of the specialized system design offices. Thus, the carried out work combines a detailed analysis of the dynamic behavior of the storage tank through the development of a CFD model, the development of a reduced model from the previous CFD model that allows the construction of temperature dynamic fields and finally a Modelica modeling adapted to the simulation of a complex energy system. In the different phases of this study, the results from the simulation are compared to the results deduced from various experimental works. The validation of the approach following this comparison between calculations and experimental results makes it possible to consider the application, of the presented tools, in technical projects and in particular the project “PV cooling” for buildings air conditioning with a photovoltaic solar resource, a project that is carried out in parallel with this thesis by the industrial players supporting this research.
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Study on the integration of controllability and diagnosability of reactive distillation columns as from the conceptual design step. Application to the production of ethyl acetate. / Etude de l’intégration de la contrôlabilité et de la diagnosticabilité des colonnes de distillation réactive dès la phase de conception. Application à la production d’acétate d’éthyle.Figueiredo-Fernandez, Mayra 15 July 2013 (has links)
La distillation réactive est un exemple emblématique de l’intensification de procédés. Cependant, le couplage réaction/séparation génère des complexités importantes en termes de dynamique, de contrôle et de supervision qui constituent une barrière pour leur mise en œuvre industrielle. Ces aspects doivent être considérés dès la phase de conception sous peine de concevoir une colonne difficilement contrôlable. Une méthodologie existante est étendue afin d’y intégrer les aspects de contrôlabilité et de diagnosticabilité. L’étape de conception étudie les courbes de résidu et extractives réactives, identifie les paramètres opérationnels et propose des configurations de colonne respectant les spécifications. La meilleure configuration est choisie sur des critères de contrôlabilité par l’analyse de différents indicateurs quantitatifs et qualitatifs identifiés à l’aide de simulations en régime permanent et dynamique. La méthodologie est appliquée à la production industrielle d’acétate d’éthyle. Deux campagnes expérimentales ont permis de fiabiliser le modèle de simulation de la colonne. La méthodologie permet d’identifier les sensibilités et montre que il est possible d’agir sur les trois degrés de liberté de la colonne double alimentation pour atteindre les spécifications industrielles ; les variables contrôlées sont sélectionnées dans des sections spécifiques, similaires pour différentes configurations de colonne. Concernant le diagnostic, l’utilisation de capteurs de composition semble la plus pertinente mais la complexité de leur utilisation industrielle (cout) peut être contournée par la sélection d’un nombre plus important de capteurs de température judicieusement positionnés. Les résultats de contrôlabilité et de diagnosticabilité sont en cohérence et bien intégrés dans la conception des colonnes réactives. / Reactive distillation involves complexities on process dynamics, control and supervision. This work proposes a methodology integrating controllability and diagnosability as from conceptual design. The choice of the most appropriate feasible configuration is conducted though an indices-based method, regarding steady-state and dynamic simulations, for the ethyl acetate production. Experimental campaigns were performed to acquire reliable models. The methodology highlights the process sensitivities and shows that three degrees of freedom of the double-feed column can be manipulated to ensure the industrial specifications; the controlled variables are selected at similar specific locations for all column configurations. Concerning diagnosis, the use of composition sensors seems to be the most appropriate solution, but the same performances can be reached with more temperature sensors judiciously placed.
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Modelagem da dinâmica de paisagem: simulação de cenários na região do baixo curso do Rio dos Sinos – RSLima, Ednardo Correia January 2014 (has links)
A análise do acelerado crescimento urbano industrial dos municípios próximos às grandes metrópoles brasileiras, principalmente a partir dos anos 1960, requer novas metodologias de análise espaço-temporal que possam antecipar ações de planejamento territorial. Nesse contexto, foi utilizado um modelo de autômato celular para a modelagem da dinâmica da paisagem do baixo curso do rio dos Sinos - RS ao longo de 21 anos (1990 a 2011) e simuladas as tendências de mudanças dos elementos desta paisagem para 2016 e 2022. O trabalho foi elaborado com auxílio de softwares de sistemas de informações geográficas e de simulação espacial, como o Dinamica EGO, compreendendo três etapas: (a) preparação dos dados para o modelo da paisagem para os anos de 1990, 2000 e 2011, que compreende dois períodos de simulação, além da seleção de variáveis espaciais para explicar as transições de uso e cobertura do solo; (b) calibração e validação do modelo, ou seja, definição dos parâmetros para a simulação dos cenários para cada um dos períodos; (c) obtenção dos cenários de prognósticos. A quantificação das alterações na paisagem do baixo curso do rio dos Sinos no período de 1990 a 2011 revelou as seguintes tendências: aumento das áreas de cobertura vegetal, áreas urbanizadas e silvicultura; redução das áreas de campos ou áreas agrícolas e arrozais; as demais classes não apresentaram alterações significativas. Essas tendências foram simuladas no processo de modelagem dinâmica espacial para os períodos (1990 a 2000) e (2000 a 2011), geradas matrizes de transição, com pesos de evidência de transição por faixas de distância de variáveis espaciais e a calibração dos modeladores de formação, retração e expansão de manchas de uso e cobertura do solo. Foram geradas simulações da paisagem para os anos de 2000 e 2011 com similaridades consideradas satisfatórias. A partir dos dados probabilísticos estocados do período de simulação (2011) geramos cenários futuros a curto e médio prazo, devido a maior similaridade apresentada com a paisagem observada, com relação ao primeiro período de simulação (2000). Os cenários futuros simulados a curto e médio prazo indicam tendência de continuidade na dinâmica observada, porém em menor intensidade, conforme se verifica em outras áreas intensamente urbanizadas junto a grandes centros urbanos. / Analysis of accelerated industrial growth of urban municipalities near Brazil's big cities, mainly from the 1960s, requires new methodologies for spatio-temporal analysis to anticipate actions of territorial planning. In this context, a model of cellular automata for the modeling of landscape dynamics of the lower course of the Sinos - RS river over 21 years (1990-2011) and simulated the changing trends of the elements of this landscape in 2016 and 2022. The work was prepared with the aid of software for geographic information and spatial simulation Dinamica EGO systems, comprising three stages: (a) preparation of data for the model of the landscape for the years 1990, 2000 and 2011, comprising two periods the simulation and the selection of spatial variables to explain land use change and land cover; (b) calibration and validation of the model and, defining the parameters for the simulation of scenarios for each period; (c) obtaining the forecast scenarios. The quantification of changes in the landscape of the lower course of the Sinos river in the period 1990 to 2011 revealed the following trends: increasing canopy coverage areas, urbanized areas and forestry; reduction in agricultural fields or areas of fields and rice paddies; other classes showed no significant changes. These trends were simulated by the spatial dynamics modeling process for the periods (1990-2000) and (2000-2011), generated transition matrices, with weights of evidence of transition by distance bands of spatial variables and calibration of modelers training, contraction and expansion of use of stains and ground cover. Landscape simulations for the years 2000 and 2011 with deemed satisfactory similarities were generated. From the probabilistic data stored in the simulation period (2011) generate future scenarios in the short and medium term, due to greater similarity presented with the landscape observed with respect to the first simulation period (2000 ). The future scenarios simulated in the short and medium term trend indicates continuity in the observed dynamics, but at a lower intensity, as shown in other heavily urbanized areas near large urban centers such as Porto Alegre.
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Contribution à la modélisation dynamique, l'identification et la synthèse de lois de commande adaptées aux axes flexibles d'un robot industriel. / Contribution to dynamic modeling, identification and synthesis of control laws for flexible industrial robot.Oueslati, Marouene 18 December 2013 (has links)
Les robots industriels représentent un moyen de production sophistiqués pour l'industrie manufacturière d'aujourd'hui. Ces manipulateurs sont plus agiles, plus flexibles et moins coûteux que les machines-outils spécialisées. L'exploitation de ces avantages fait l'objet d'une demande croissante de l'industrie. La dynamique de ces manipulateurs est soumise à des nombreuses sources d'imprécision. En effet les défauts de la chaîne de transmission, ou encore les éléments de liaisons peuvent être le siège de déformations et de vibrations dégradant sensiblement leur précision. Ces phénomènes physiques sont d'autant plus difficiles à compenser que seul un sous ensemble des états du système est mesuré par les codeurs moteurs. La structure de commande industrielle actuelle d'un robot n'agit donc pas directement sur ces phénomènes. Il est nécessaire alors de progresser sur le front de l'amélioration de la précision par l'adaptation de la commande à ces nouvelles exigences. Un état de l'art met en évidence un manque de travaux qui traitent de l'élaboration d'anticipations adaptées aux axes d'un robot et intégrant les phénomènes de déformation. En outre, la planification de trajectoire n'est classiquement pas remise en cause et peu évoquée. Elle représente pourtant un moyen d'action éprouvé afin d'améliorer les performances dynamiques en suivi de profil. L'approche proposée dans ce mémoire se veut une alternative à ces méthodes. Elle est basée sur une exploitation d'un modèle dynamique représentatif et détaillé. Il intègre les principaux phénomènes physiques mis en évidence tels que les effets de la gravité, les systèmes mécaniques de compensation, les forces de frottement et la flexibilité articulaire. Cette modélisation associée à des méthodes d'identification expérimentale est exploitée afin de déduire une structure de commande. Elle permet la réduction des déformations élastiques et des vibrations par une action sur la précommande et sur la loi de mouvement adaptée. Ainsi, nous introduisons une méthode d'estimation non asymptotique appliquée en robotique, afin d'estimer rapidement les paramètres vibratoires de ce dernier et contribue à une réactualisation des modèles exploités. Des résultats expérimentaux montrent que cette méthodologie mène à une amélioration des performances de positionnement par rapport à la commande industrielle. / Anthropomorphic robots are widely used in many fields of industry to carry out repetitive tasks such as pick and place, welding, assembling, and so on. Due to their flexibility and ability to perform complex tasks in a large workspace, industrial robots are finding their way to realize continuous operations. Then, high level pose accuracy is required to achieve a good path tracking. Unfortunately these systems were designed to have a good repeatability but not a good accuracy. The dynamics of these manipulators is subject to many sources of inaccuracy. Indeed, friction, kinematic errors and joint flexibilities may be the seat of deformation and vibration which degrade the position performance. These physical phenomena are even more difficult to manage even only a subset of states of the system is measured by motor encoders. Hence, the structure of current industrial control does not act directly on these phenomena. Nevertheless, there is a growing interest from industry for an improved path tracking accuracy with standard robots controllers. A state of the art highlights a lack of works considering the development of expectations adapted to the axes of an industrial robot and incorporating deformation phenomena. The approach proposed in this PhD. Thesis is meant to be an alternative to such techniques by proposing a methodology based on exploitation of detailed physical modeling and associated to experimental identification methods. This model incorporates the main highlighted physical phenomena. It is then exploited to obtain adapted control structures and tuning methods allowing enhancing the system's performance. It is integrated in our trajectory planner in order to realize a compensation scheme of joint errors. Thus, we introduce a new non-asymptotic estimation method applied in robotics, to on-line estimate the vibration parameters and to update operated models. Experimental results show that the proposed methodology leads to an improved motion control of the point-tool.
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MODELAGEM DINÂMICA DO USO E COBERTURA DA TERRA DA QUARTA COLÔNIA, RS / DYNAMIC MODELING OF LAND USE AND COVERAGE AT QUARTA COLÔNIA, RSFerrari, Renata 01 December 2008 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The matter about the changes in land use and coverage patterns, connected to present time concerns on development sustainability and the adequate balance between social, economic and environmental questions involved in it, stimulate the research in the field
of scenery simulation at several different regions of the world. In this context, the present research intends to simulate the land use and coverage evolution tendency at Quarta Colônia, RS, for the year 2018, from physical variables, analyzing the change on the land use and coverage in the period of 1988 to 2002 and 2008, spacing and quantifying them. To do so, the land use and coverage patterns were classified using images from the satellites LANDSAT 5 and LANDSAT 7 relative to the years 1988, 2002 and 2008, being the last two maps used for modeling. After performing the crossing of land use and coverage patterns (forest, field, agricultural soil and water) between each other, in a LEGAL analysis, we created maps containing the specific evolutionary changes of each class, including the individual tendencies from the simulation made for the year 2018. It was observe that there wasn t any big change. The maps of land use and coverage from
2002 and 2008 processed in the Dinamica EGO modeling platform enabled the definition of the Markov model global transition probabilities and, local transition
probabilities were defined using the empiric probabilistic method weight of evidence, based on Bayes conditional probability theorem. The change probabilities to land use
and coverage obtained allowed the formation of a cell automata model based on stochastic transition algorithm where the physical variables demonstrated to be
collaborator in this process of land use and coverage changes over time. The simulation results were validated specially due to a knowledge of the statistical procedure, the fuzzy method, demonstrating satisfactory results of the simulation. / As questões de mudanças nos padrões de uso e cobertura da terra, ligadas às preocupações atuais da sustentabilidade do desenvolvimento e ao balanço adequado entre as questões sociais, econômicas e ambientais envolvidas, motivam pesquisas no campo da simulação de cenários em diversas regiões do mundo. Nesse contexto, a presente pesquisa pretende simular as tendências de evolução do uso e cobertura da terra da Quarta Colônia/RS, para o ano de 2018, a partir de variáveis físicas; analisando as mudanças nos padrões de uso e cobertura da terra de 1988 a 2002 e de 2002 a 2008, espacializando-as e quantificando-as. Para tanto, foram classificados os padrões de uso e cobertura da terra em imagens dos satélites LANDSAT 5 e LANDSAT 7,
referentes aos anos de 1988, 2002 e 2008, sendo os dois últimos mapas utilizados para a modelagem. A partir do cruzamento dos padrões de uso e cobertura da terra (floresta,
campo, solo agrícola e água) entre si, em análise LEGAL, foram gerados mapas contendo as informações das mudanças evolutivas específicas de cada classe, inclusive das tendências individuais da simulação gerada para 2018, observando-se que não houve grandes mudanças. Os mapas de uso e cobertura da terra de 2002 e 2008 no Dinamica EGO possibilitaram a definição das probabilidades globais de
transição do modelo markoviano, e as probabilidades locais de transição foram definidas pelo método probabilístico empírico pesos de evidência, baseado no teorema da probabilidade condicional de Bayes. As probabilidades de mudança de uso
e cobertura da terra obtida permitiram a constituição de um modelo de autômatos celulares, baseado em algoritmos de transição estocásticos, sendo que as variáveis
físicas se mostraram ser colaboradoras desse processo de mudança de uso e cobertura da terra ao longo do tempo. Os resultados da simulação foram validados espacialmente
em função de um embasamento do procedimento estatístico, baseado em lógica fuzzy, apresentando resultados satisfatórios da simulação.
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A expansão urbano-industrial do município de Americana - SP: geotecnologias aplicadas à análise temporal e simulação de cenáriosTrentin, Gracieli [UNESP] 10 July 2008 (has links) (PDF)
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Previous issue date: 2008-07-10Bitstream added on 2014-06-13T18:56:34Z : No. of bitstreams: 1
trentin_g_me_rcla.pdf: 2761301 bytes, checksum: fda6b758fce6a9b5a14c4421053e98ee (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta pesquisa teve como objetivo analisar o processo de expansão urbano-industrial do município de Americana-SP, com o subsídio de geotecnologias. A ocupação urbana e industrial foi identificada e analisada ao longo de uma série temporal de aproximadamente 60 anos (1940 a 2005), apoiando-se na elaboração e análise do uso da terra do município. Essas etapas permitiram alcançar um diagnóstico da área de estudo atrelada a dados socioeconômicos e a identificação dos vetores de crescimento urbano-industrial para cada década da série temporal. A partir disso, foi desenvolvida a etapa de modelagem dinâmica espacial, utilizando-se um modelo de autômatos celulares para simular os cenários de uso da terra e obter prognósticos para a dinâmica urbana de Americana. Observou-se que a expansão urbano-industrial bem como a formação do contingente populacional do município acompanhou o processo de desenvolvimento do país, sendo o reflexo das políticas governamentais e do desempenho econômico e social que caracterizou cada período. Verificou-se também que o desenvolvimento industrial teve importante papel na ocupação urbana e no crescimento populacional, uma vez que impulsionou os fluxos migratórios que afluíram para o município. A ocupação da quase totalidade do território pela mancha urbana representa um entrave ao crescimento futuro da cidade. Entretanto, mantidas as características de uso e ocupação atuais, a dinâmica territorial deverá ser menor no curto e médio prazo, de acordo com a atual tendência de redução no ritmo de crescimento da população e, por conseqüência da área urbana, semelhante ao observado na maioria dos centros urbanos. Em suma, foram apontadas possíveis aplicações deste trabalho, além de sugestões, sobretudo relacionadas à etapa de modelagem, a qual constitui importante subsídio para o planejamento urbano. / The aim of this research is to analyze the urban-industrial expansion process of Americana-SP town by means of geotechnologies. The urban and industrial occupation were identified and analyzed along a temporal series of approximately 60 years (1940 to 2005), based on the elaboration and analysis of land use. These stages allowed to achieve a diagnosis of studied area linked to socioeconomics information and the identification of vectors of urban-industrial growth for each decade of the temporal series. Next, the spatial dynamic modeling using a cellular automata model was developed to simulate land use scenarios and to obtain prognosis for the urban dynamics of Americana. It was observed that the urban-industrial expansion as well as the formation of population contingent followed the process of national development, reflecting governmental politicies and the economic and social performance that characterized each period. Furthermore, the industrial development had an important role on urban occupation and on population growth, since that impelled the rural-urban flows. The spread of urban areas in Americana municipality represents a hindrance to the future city growth. However, if the current land use and occupation trends are maintained the spatial dynamic would be small for the short and medium terms, according to actual tendency of decrease on population growth rates and consequently of urban areas, similar to that observed on the majority of urban centers worldwide. Finally, possible applications this work are pointed out, besides suggestions related to the advances in spatial modeling, since it constitutes an important tool for urban planning.
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Modelagem e controle de um microve?culo a?reo: uma aplica??o de estabilidade robusta com a t?cnica backstepping em uma estrutura hexarrotorSanca, Armando Sanca 01 February 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-02-01 / In this Thesis, the development of the dynamic model of multirotor unmanned
aerial vehicle with vertical takeoff and landing characteristics, considering input
nonlinearities and a full state robust backstepping controller are presented. The
dynamic model is expressed using the Newton-Euler laws, aiming to obtain a better
mathematical representation of the mechanical system for system analysis and control
design, not only when it is hovering, but also when it is taking-off, or landing, or
flying to perform a task. The input nonlinearities are the deadzone and saturation,
where the gravitational effect and the inherent physical constrains of the rotors are
related and addressed. The experimental multirotor aerial vehicle is equipped with
an inertial measurement unit and a sonar sensor, which appropriately provides measurements
of attitude and altitude. A real-time attitude estimation scheme based on
the extended Kalman filter using quaternions was developed. Then, for robustness
analysis, sensors were modeled as the ideal value with addition of an unknown bias
and unknown white noise. The bounded robust attitude/altitude controller were derived
based on globally uniformly practically asymptotically stable for real systems,
that remains globally uniformly asymptotically stable if and only if their solutions
are globally uniformly bounded, dealing with convergence and stability into a ball
of the state space with non-null radius, under some assumptions. The Lyapunov
analysis technique was used to prove the stability of the closed-loop system, compute
bounds on control gains and guaranteeing desired bounds on attitude dynamics
tracking errors in the presence of measurement disturbances. The controller laws
were tested in numerical simulations and in an experimental hexarotor, developed
at the UFRN Robotics Laboratory / Nesta Tese, s?o apresentados os desenvolvimentos da modelagem din?mica de um ve?culo a?reo n?o tripulado multirrotor com capacidade de decolagem e pouso
vertical, considerando as n?o linearidades de entrada e o desenvolvimento de um controlador robusto por backstepping. A formula??o do modelo din?mico ? expressa usando-se as leis de Newton-Euler, visando ? obten??o de uma melhor representa??o matem?tica do sistema mec?nico para a an?lise e projeto das leis de controle, n?o apenas quando est? pairando, como tamb?m de decolagem, de pouso, ou de
voo executando uma tarefa. As n?o linearidades de entrada s?o a zona morta e a satura??o, onde o efeito gravitacional e as inerentes restri??es f?sicas dos rotores
s?o relacionadas e abordadas. O microve?culo experimental est? equipado com uma unidade de medida inercial e um sonar, que devidamente instrumentada fornece as
medidas da atitude e altitude. Foi desenvolvido um estimador em tempo real para atitude usando quat?rnios e baseado em filtro de Kalman estendido. Para a formula??o robusta do controlador, os sensores foram modelados como o valor real,
que ? o valor ideal com a adi??o de um vi?s e mais um ru?do branco desconhecidos e limitados. Os controladores de atitude e altitude foram derivados usando-se o crit?rio globalmente uniformemente praticamente assintoticamente est?vel para sistemas reais, que permanece globalmente uniformemente assintoticamente est?vel se e somente se suas solu??es s?o globalmente uniformemente limitadas, lidando com a
converg?ncia e estabilidade dentro de uma regi?o com raio n?o nula, levando em considera??o algumas suposi??es como as incertezas nas medi??es. A t?cnica de an?lise de Lyapunov foi usada para: provar a estabilidade do sistema em malha fechada; calcular os limites dos ganhos de controle, e, obter a garantia limitada pretendida sobre o erro de rastreamento da din?mica de atitude na presen?a de dist?rbios nas
medi??oes. As leis de controle foram testadas em simula??es num?ricas e em um hexarrotor experimental, desenvolvido no Laborat?rio de Rob?tica da Universidade
Federal do Rio Grande do Norte
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Avalia??o da capacidade de adsor??o do CO2 em ze?lita 12X com gases sint?ticos e originados da pir?lise do lodo de esgotoLessa, Mayara de Oliveira 27 December 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-12-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work depicts a study of the adsorption of carbon dioxide on zeolite 13X. The
activities were divided into four stages: study batch adsorption capacity of the adsorbent
with synthetic CO2 (4%), fixed bed dynamic evaluation with the commercial mixture of
gases (4% CO2, 1.11% CO, 1 2% H2, 0.233% CH4, 0.1% C3, 0.0233% C4 argon as inert
closing balance), fixed bed dynamic modeling and evaluation of the breakthrough curve
of CO2 originated from the pyrolysis of sewage sludge. The sewage sludge and the
adsorbent were characterized by analysis TG / DTA, SEM, XRF and BET. Adsorption
studies were carried out under the following operating conditions: temperature 40 ?C
(for the pyrolysis of the sludge T = 600 ?C), pressures of 0.55 to 5.05 bar (batch
process), flow rate of the gaseous mixture between 50 - 72 ml/min and the adsorbent
masses of 10, 15 and 20 g (fixed bed process). The time for the adsorption batch was 7
h and on the fixed bed was around 180 min. The results of this study showed that in
batch adsorption process step with zeolite 13X is efficient and the mass of adsorbed
CO2 increases with the increases pressure, decreases with temperature increases and
rises due the increase of activation temperature adsorbent. In the batch process were
evaluated the breakthrough curves, which were compared with adsorption isotherms
represented by the models of Langmuir, Fre?ndlich and Toth. All models well adjusted
to the experimental points, but the Langmuir model was chosen in view of its use in the
dynamic model does not have implications for adsorption (indeterminacy and larger
number of parameters such as occurred with others) in solving the equation. In the fixed
bed dynamic study with the synthetic gas mixture, 20 g of mass adsorbent showed the
maximum adsorption percentage 46.7% at 40 ?C temperature and 50 mL/min of flow
rate. The model was satisfactorily fitted to the three breakthrough curves and the
parameters were: axial dispersion coefficient (0.0165 dm2/min), effective diffusivity
inside the particle (dm2/min 0.0884) and external transfer coefficient mass (0.45
dm/min). The breakthrough curve for CO2 in the process of pyrolysis of the sludge
showed a fast saturation with traces of aerosols presents in the gas phase into the fixed
bed under the reaction process / O presente trabalho retrata um estudo da adsor??o de di?xido de carbono
em ze?lita comercial do tipo 13X. As atividades desenvolvidas foram divididas em
quatro etapas: estudo em batelada da capacidade de adsor??o do adsorvente com o CO2
sint?tico (4%), avalia??o din?mica em leito fixo com a mistura sint?tica de gases (4%
CO2, 1,11% CO, 1,2% H2, 0,233% CH4, 0,1% C3, 0,0233% C4 e arg?nio como inerte
fechando o balan?o), modelagem din?mica em leito fixo e avalia??o em leito fixo da
curva de ruptura do CO2 com o g?s de pir?lise do lodo de esgoto. O lodo e o adsorvente
foram caraterizados por an?lises TG/DTA, MEV, FRX e BET. Os estudos de adsor??o
foram realizados nas seguintes condi??es operat?rias: temperatura de 40 ?C (para a
pir?lise do lodo T = 600 ?C), press?o de 0,55 5,05 bar (processo batelada), vaz?o da
mistura gasosa entre 50 72 mL/min e massa de adsorvente igual a 10, 15 e 20 g
(processo em leito fixo). O tempo do processo de adsor??o em batelada foi de 7h e em
leito fixo foi em torno de 180 min. Os resultados obtidos nesta etapa mostraram que no
estudo batelada o processo de adsor??o com a ze?lita 13X ? eficiente e que a massa
adsorvida do CO2 aumenta com o crescimento da press?o, diminui com o aumento da
temperatura e se eleva com a temperatura de ativa??o do adsorvente. No processo
din?mico foram avaliadas as curvas de rupturas, as quais foram comparadas ?s
isotermas de adsor??o representadas pelos modelos de Langmuir, Fre?ndlich e Toth.
Todos os modelos se ajustaram bem aos pontos experimentais, por?m o modelo de
Langmuir foi o escolhido tendo em vista sua utiliza??o no modelo din?mico de adsor??o
n?o apresentar implica??es (indetermina??o e maior n?mero de par?metros como
ocorreu com os demais) na resolu??o da equa??o. No estudo din?mico em leito fixo
com a mistura de gases sint?ticos e diferentes massas de adsorvente, a massa de 20 g
apresentou maior percentual de adsor??o 46,7% na temperatura de 40 oC e vaz?o da
mistura gasosa de 50 mL/min. O modelo se ajustou satisfatoriamente para as tr?s curvas
de ruptura e os par?metros avaliados foram: coeficiente de dispers?o axial (0,0165
dm2/min), difusividade efetiva no interior da part?cula (0,0884 dm2/min) e coeficiente
externo de transfer?ncia de massa (0,45 dm/min). A curva de ruptura para o CO2
constru?da no processo de pir?lise do lodo mostrou uma r?pida satura??o do leito
proveniente de tra?os de aeross?is, presentes na fase gasosa, decorrentes do processo
reacional
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Uma contribuição ao método de síntese modal experimetal / A contribution for the experimental modal synthesis methodJunqueira, Manoel Moraes 08 December 2006 (has links)
The determination of the dynamic parameters of great or complex structures can be made
using modal synthesis methods subdividing the complete structure in substructures. The
employment of this method may be done by using analytical or experimental procedures.
Generally speaking, poor eigenvalues and eigenvectors may be identified using experimental
modal synthesis methods due to a normalization deficient process of the modal bases and to
the low orthogonality condition of the identified bases. The contribution of this current work is
about the improvement of the great or complex structures dynamic identification process by
using the experimental modal synthesis method. The basis of this research methodology is
the SMFR (Modal Synthesis with Residual Flexibilities) method and an identification of the
physical matrices of the system by using the experimental FRF (Frequency Response
Function), called ACS (Simultaneous Curve Fitting) method. These matrices contribute to the
improvement of the orthogonality conditions and normalization of the experimental modal
bases. Simultaneously, two new methods (CSME and CSMF) for the automatic choice of the
used substructures modal bases in the modal synthesis process have been developed. The
validation procedures of these methodologies were developed by using examples of
numerical simulation and experimental models. Using CSMF method, it was possible to
improve the modal choice process, automatizing and minimizing the interference of the user
in the modal synthesis method. In the case of experimental data with high level noise, the
recommended is the iterative method. / A determinação dos parâmetros dinâmicos de estruturas grandes ou complexas pode ser
feita utilizando métodos de síntese modal subdividindo a estrutura completa em
subestruturas. A aplicação deste método pode ser feita utilizando formulações analítica ou
experimental. Em geral, autovalores e autovetores imprecisos podem ser identificados
utilizando métodos experimentais de síntese modal devido a um processo deficiente de
normalização das bases modais e a condição de baixa ortogonalidade das bases
identificadas. Este trabalho contribui para a melhoria do processo de identificação dinâmica
de estruturas grandes ou complexas utilizando o método síntese modal experimental. A
formulação utiliza como base o método SMFR (Síntese Modal com Flexibilidades Residuais)
e um método de identificação das matrizes físicas do sistema usando as FRF (Função de
Resposta em Freqüência) experimentais, denominado método ACS. Através dessas
matrizes é possível melhorar as condições de ortogonalidade e de normalização das bases
modais experimentais. Paralelamente, foram desenvolvidos dois novos métodos (CSME e
CSMF) para a escolha automática das bases modais das subestruturas usadas no processo
de síntese modal. As metodologias foram validadas através de exemplos de simulação
numérica e modelos experimentais. Utilizando o método CSMF foi possível melhorar o
processo de escolha modal, automatizando e minimizando a interferência do usuário no
método de síntese modal. Através das metodologias analisadas para melhorar o processo
de síntese modal experimental, recomenda-se utilizar o método iterativo quando forem
utilizados dados experimentais com alto nível de ruído. / Doutor em Engenharia Mecânica
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Modelagem da dinâmica de paisagem: simulação de cenários na região do baixo curso do Rio dos Sinos – RSLima, Ednardo Correia January 2014 (has links)
A análise do acelerado crescimento urbano industrial dos municípios próximos às grandes metrópoles brasileiras, principalmente a partir dos anos 1960, requer novas metodologias de análise espaço-temporal que possam antecipar ações de planejamento territorial. Nesse contexto, foi utilizado um modelo de autômato celular para a modelagem da dinâmica da paisagem do baixo curso do rio dos Sinos - RS ao longo de 21 anos (1990 a 2011) e simuladas as tendências de mudanças dos elementos desta paisagem para 2016 e 2022. O trabalho foi elaborado com auxílio de softwares de sistemas de informações geográficas e de simulação espacial, como o Dinamica EGO, compreendendo três etapas: (a) preparação dos dados para o modelo da paisagem para os anos de 1990, 2000 e 2011, que compreende dois períodos de simulação, além da seleção de variáveis espaciais para explicar as transições de uso e cobertura do solo; (b) calibração e validação do modelo, ou seja, definição dos parâmetros para a simulação dos cenários para cada um dos períodos; (c) obtenção dos cenários de prognósticos. A quantificação das alterações na paisagem do baixo curso do rio dos Sinos no período de 1990 a 2011 revelou as seguintes tendências: aumento das áreas de cobertura vegetal, áreas urbanizadas e silvicultura; redução das áreas de campos ou áreas agrícolas e arrozais; as demais classes não apresentaram alterações significativas. Essas tendências foram simuladas no processo de modelagem dinâmica espacial para os períodos (1990 a 2000) e (2000 a 2011), geradas matrizes de transição, com pesos de evidência de transição por faixas de distância de variáveis espaciais e a calibração dos modeladores de formação, retração e expansão de manchas de uso e cobertura do solo. Foram geradas simulações da paisagem para os anos de 2000 e 2011 com similaridades consideradas satisfatórias. A partir dos dados probabilísticos estocados do período de simulação (2011) geramos cenários futuros a curto e médio prazo, devido a maior similaridade apresentada com a paisagem observada, com relação ao primeiro período de simulação (2000). Os cenários futuros simulados a curto e médio prazo indicam tendência de continuidade na dinâmica observada, porém em menor intensidade, conforme se verifica em outras áreas intensamente urbanizadas junto a grandes centros urbanos. / Analysis of accelerated industrial growth of urban municipalities near Brazil's big cities, mainly from the 1960s, requires new methodologies for spatio-temporal analysis to anticipate actions of territorial planning. In this context, a model of cellular automata for the modeling of landscape dynamics of the lower course of the Sinos - RS river over 21 years (1990-2011) and simulated the changing trends of the elements of this landscape in 2016 and 2022. The work was prepared with the aid of software for geographic information and spatial simulation Dinamica EGO systems, comprising three stages: (a) preparation of data for the model of the landscape for the years 1990, 2000 and 2011, comprising two periods the simulation and the selection of spatial variables to explain land use change and land cover; (b) calibration and validation of the model and, defining the parameters for the simulation of scenarios for each period; (c) obtaining the forecast scenarios. The quantification of changes in the landscape of the lower course of the Sinos river in the period 1990 to 2011 revealed the following trends: increasing canopy coverage areas, urbanized areas and forestry; reduction in agricultural fields or areas of fields and rice paddies; other classes showed no significant changes. These trends were simulated by the spatial dynamics modeling process for the periods (1990-2000) and (2000-2011), generated transition matrices, with weights of evidence of transition by distance bands of spatial variables and calibration of modelers training, contraction and expansion of use of stains and ground cover. Landscape simulations for the years 2000 and 2011 with deemed satisfactory similarities were generated. From the probabilistic data stored in the simulation period (2011) generate future scenarios in the short and medium term, due to greater similarity presented with the landscape observed with respect to the first simulation period (2000 ). The future scenarios simulated in the short and medium term trend indicates continuity in the observed dynamics, but at a lower intensity, as shown in other heavily urbanized areas near large urban centers such as Porto Alegre.
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