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[pt] Pela observação e análise das condições dos locais atingidos por violentos sismos destrutivos, pode-se demostrar a grande importância do comportamento do maciço de solo na resposta dinâmica das estruturas na superfície. Embora esta importância tenha sido há muito reconhecida, só recentemente uma investigação sistemática dos fatores intervenientes na interação dinâmica solo-estrutura vem merecendo a atenção adequada. Graças ao avanço de técnicas numéricas e métodos de análise, é possível hoje estudar-se este problema de forma eficiente, ampla e racional. O presente trabalho consiste em uma análise pelo método dos elementos finitos do problema do comportamento dinâmico dos tanques de armazenamento de combustível da Refinaria Costarricense de Petróleo (RECOPE) freqüentemente sujeitos a abalos sísmicos. A avaliação da amplificação sísmica dos solos da região da refinaria, o comportamento estrutural dos tanques sob solicitações dinâmicas, a análise comparativa dos métodos de projeto recomendados na Costa Rica, os efeitos da interação dinâmica solo-tanque, etc., são alguns dos pontos examinados em detalhe neste trabalho. O conhecimento do comportamento dinâmico dos tanques da Refinaria de RECOPE, Costa Rica, foi significativamente aperfeiçoado pela realização deste trabalho. / [en] Through observation and analysis of the local conditions of regions subjected to violent seismic excitations, one can conclude the great importance of the dynamic behavior of the soil mass on the response of structural systems founded in it. Although the importance of the soil behavior has long been recognized in the literature, systematic investigations on the influencing factors on the dynamic soil-structure interaction problems have received the due attention only recently.Given the modern developments in numerical methods as well as the now common availability of powerful microcomputers in design offices, it is now possible to study this problem following a rational and efficient manner.In the present work, an analysis of the dynamic behavior of steel tanks for fuel storage at the industrial plant of RECOPE (Petroleum Refinery of Costa Rica), frequently subjected to severe earthquakes, has been carried out using the finite element method.The main points investigated in this thesis are: the evaluation of dynamic amplifications due to local soil properties, the structural behavior of tanks under dynamic forces, the soil-structure interaction effects as well as a comparative study with the design procedures currently employed in Costa Rica.The technical knowledge about the dynamic behavior of RECOPE`s fuel tanks has been significantly improved by this research. / [es] Por la observación y análisis de las condiciones de los locales castigados por violentos sismos destructivos, se puede demostrar la gran importancia del comportamiento del macizo de suelo en la respuesta dinámica de las extructuras en la superficie. Aunque esta importancia há sido reconocida hace mucho tiempo, solo recientemente una investigación sistemática de los factores que intervienen en la interacción dinámica suelo extructura ha merecido atención adecuada. Gracias al avance de técnicas numéricas y métodos de análisis, es posible hoy estudiar este problema de forma eficiente, amplia y racional. EL presente trabajo consiste en un análisis por el método de los elementos finitos del problema del comportamiento dinámico de los tanques de almacenamiento de combustible de la Refinaría Costarricense de Petróleo (RECOPE) frecuentemente sujetos a sacudidas sísmicas. La evaluación de la amplificación sísmica de los suelos de la región de la refinaria, el comportamiento extructural de los tanques bajo solicitaciones dinámicas, el análisis comparativo de los métodos de proyecto recomendados en la Costa Rica, los efectos de la interacción dinámica suelo-tanque, etc., son algunos de los puntos examinados en detalle en este trabajo. EL conocimiento del comportamiento dinámico de los tanques de la Refinaría de RECOPE, Costa Rica, fue significativamente perfeccionado por la realización de este trabajo.

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T19:13:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Inglez_LuisFelipe_M.pdf: 2430907 bytes, checksum: 2ff762a89795106a40225f7d705b1d6f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Apesar de todos os avanços tecnológicos, o desenvolvimento de projeto, na grande maioria das vezes, ainda é executado de forma interativa, empírica e intuitiva, baseado unicamente na experiência, inteligência ou criatividade dos engenheiros. O desenvolvimento de processo e máquinas para solda em plástico de tanques de combustível soprados não é exceção. Assim como na fase de desenvolvimento, a alteração ou correção de um projeto já existente também é realizada de forma empírica. Visando identificar as falhas de projeto de um processo de solda existente e orientar ações de correção e melhoria, o autor deste estudo utilizou uma metodologia de desenvolvimento sistêmico de projeto, no caso o Axiomatic Design, como uma ferramenta de análise. Para tanto, ele coordenou a construção da matriz de design do processo estudado para identificar os acoplamentos existentes. Num segundo momento, baseando-se nos documentos de controle de produção diário do período de 2005 a 2007, buscou-se estimar os valores anuais do conteúdo de informação deste sistema (Isys). A correção ou melhoria dos acoplamentos que obtivessem as menores eficiências no ano de 2005 foi priorizada. O cálculo dos valores de conteúdo de informação dos anos de 2006 e 2007 visou avaliar a eficácia do método proposto. Os resultados destes cálculos comprovaram que o projeto axiomático pode ser utilizado como ferramenta de análise. / Abstract: Despite all technological and scientific breakthroughs, design is being done empirically on a trial-and-error basis, depending on intuitive and innate reasoning rather than a rigorous scientific study. Design of welding machines for fuel plastic tanks is no exception. Refurbishment and corrective maintenance tasks are also made without any scientific basis. This work intended to demonstrate the use of axiomatic design as an analytic tool for an existent machine design in use on the shop floor. Based on the literature review about Axiomatic Design and Plastic Welding, the author determined the design matrix of an existent fuel tank welding machine, identifying the coupled elements. Moreover, based on production data from 2005 to 2007, the information content (Isys) of this machine was evaluated. The correction or improvement of design parameters with low information content values in 2005 was prioritized. In order to validate the efficacy of using axiomatic design as an analytic tool, the information content values of 2006 and 2007 were evaluated. The result proves that axiomatic design can be used as an analytical tool. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Fuel leakage through a fill limit vent valve (FLVV) inside a fuel tank is an important factor to consider during the design of a new tank. The performance of the carbon canister which absorbs the hydrocarbon can be compromised if fuel manages to escape through the valve, so called Liquid Carry Over (LCO) and thus not fulfilling the fuel emission requirements. As of today this is not thoroughly investigated using experiments nor Computational Fluid Dynamics. The main focus of this study was to develop a method to simulate the behaviour of the FLVV during various driving conditions at an early design stage and if this gives rise to fuel escaping through the FLVV. This method was later to be validated with an experimental set-up and later used to perform some simulations to investigate LCO by varying different parameters such as fuel level and different types of driving. What happens when the canister is purging was also investigated to see if it has a pronounced effect on LCO. Purging is when hydrocarbons, absorbed by the canister, are sent to the engine and giving rise to an under pressure in the tank.The method was developed to run on a cluster utilizing 200 Central Processing Unit Cores where each simulated physical second required an average of 3 hours of simulation time.The flow inside the tank was simulated using a Volume Of Fluid (VOF) multiphase model and the dynamic behaviour of the floater inside the FLVV was simulated using an overset mesh with a Dynamic Fluid Body Interaction.The movement of the simulated dynamic floater was validated with an experimental set-up specifically developed for the overset mesh validation and the motion of the floater was captured at a fairly accurate level.A prototype for an experimental tank was also developed and produced to validate the VOF set-up used for sloshing inside the tank which was utilized on the real tank but due to time limitation the experiments were not performed. The results from the parameter investigation showed that LCO was present in cases with high fuel level inside the tank 95 % and that an aggressive driving gives rise to a higher level of LCO compared to normal driving. Simulations with a fuel level of 85 % and lower showed no evidence of LCO for this particular tank model. The purging of the tank induced a pumping effect giving rise to a higher level of LCO pumped through by the floater.

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O objetivo principal deste trabalho foi caracterizar a estrutura da rede de armazenamento de álcool combustível brasileira destacando-se a infra-estrutura da região Centro-Sul no que diz respeito à capacidade estática e à localização dos tanques das unidades produtoras, distribuidoras e portos, além do cálculo e análise do índice de concentração dos principais agentes do setor nessa região. Para o estudo dos Índices de Concentração CR4 e do Índice de Herfindahl-Hirschiman HHI, utilizou-se a capacidade de armazenagem de álcool das unidades produtoras em nível estadual de detalhamento dos dados; a produção de álcool no ano-safra canavieiro de 2007/2008; a tancagem individual das unidades produtoras, dos terminais portuários e das bases distribuidoras. O levantamento realizado indicou que a maior concentração de usinas encontra-se na região Centro-Sul, com grande destaque para o estado de São Paulo que, além de possuir o maior número de unidade produtoras, também classifica-se como maior estado produtor e o que possui a maior tancagem. Nas colocações subseqüentes estão os estados de Minas Gerais e Paraná. Com capacidades de armazenagem menores ficam os estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Espírito Santo e Rio de Janeiro. O Índice de Concentração CR4 para a região Centro- Sul indicou que a maior concentração encontra-se entre as duas maiores empresas e que, à medida que mais empresas são adicionadas, a taxa de aumento do índice é menor, apontando para uma estrutura de mercado onde existem algumas empresas líderes, com grande participação na capacidade de armazenagem de álcool no setor sucroalcooleiro e um grande número de médias e pequenas empresas com menor participação no mercado. Especificamente no estado de São Paulo, o Índice de Concentração CR4 do setor equivale à metade de toda a capacidade de armazenagem de álcool do estado e tratam-se das mesmas empresas que compõem as quatro maiores de toda a região Centro-Sul. Em relação à rede armazenadora de álcool nos portos da região, o porto de Santos, no estado de São Paulo, obteve a maior concentração, seguido do Porto de Paranaguá no estado do Paraná. As bases distribuidoras de combustível que movimentam álcool combustível configuraram maior concentração no Estado de São Paulo, seguido do Paraná e Rio de Janeiro. / The main objective of this work was characterize the Brazilian ethanol storage chain, focusing on the centersouth infrastructure area, looking at the static capacity and the tanks localization of the unit production, distributor and ports besides, the calculation and the concentration degree of the main sector agents in this area. To study the four biggest group Concentration Index CR4 and the Herfindahl-Hirschiman index HHI, it was used the ethanol storage capacity per unit, in a state level of details; the ethanol production in the sugar cane season 2007/2008; the individual production of the unit storage, the ports and the distributor bases. The survey realized has shown that the biggest unit concentration is located inside the Center-South area, with main focus in São Paulo state, that has the biggest number of units, the biggest ethanol production and also the biggest storage. After that, its got Minas Gerais State and Paraná state. Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Espírito Santo and Rio de Janeiro have the smallest capacities. The Concentration Index CR4 for the Center-South indicated that the biggest concentration is between two biggest enterprises, and, by the time that more enterprises are included, the index rate growth is smaller, pointing to market structure where it exists a small group of leaders companies with big participation in the ethanol storage capacity. In other hand, a big group of small and medium units have smaller market participation. Specifically in São Paulo state, the Concentration Index CR4 of the sector is equivalent to half of all ethanol storage capacity of this state and is about the same companies that are included in the four biggest units of the center-south area. Related to the ethanol storage chain at the ports, the Santos port, in São Paulo State, has the biggest concentration followed by Paranaguá port, in Paraná State. The fuel distribution bases that movement ethanol has bigger concentration in São Paulo State followed by Paraná State and Rio de Janeiro State.

O objetivo principal deste trabalho foi caracterizar a estrutura da rede de armazenamento de álcool combustível brasileira destacando-se a infra-estrutura da região Centro-Sul no que diz respeito à capacidade estática e à localização dos tanques das unidades produtoras, distribuidoras e portos, além do cálculo e análise do índice de concentração dos principais agentes do setor nessa região. Para o estudo dos Índices de Concentração CR4 e do Índice de Herfindahl-Hirschiman HHI, utilizou-se a capacidade de armazenagem de álcool das unidades produtoras em nível estadual de detalhamento dos dados; a produção de álcool no ano-safra canavieiro de 2007/2008; a tancagem individual das unidades produtoras, dos terminais portuários e das bases distribuidoras. O levantamento realizado indicou que a maior concentração de usinas encontra-se na região Centro-Sul, com grande destaque para o estado de São Paulo que, além de possuir o maior número de unidade produtoras, também classifica-se como maior estado produtor e o que possui a maior tancagem. Nas colocações subseqüentes estão os estados de Minas Gerais e Paraná. Com capacidades de armazenagem menores ficam os estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Espírito Santo e Rio de Janeiro. O Índice de Concentração CR4 para a região Centro- Sul indicou que a maior concentração encontra-se entre as duas maiores empresas e que, à medida que mais empresas são adicionadas, a taxa de aumento do índice é menor, apontando para uma estrutura de mercado onde existem algumas empresas líderes, com grande participação na capacidade de armazenagem de álcool no setor sucroalcooleiro e um grande número de médias e pequenas empresas com menor participação no mercado. Especificamente no estado de São Paulo, o Índice de Concentração CR4 do setor equivale à metade de toda a capacidade de armazenagem de álcool do estado e tratam-se das mesmas empresas que compõem as quatro maiores de toda a região Centro-Sul. Em relação à rede armazenadora de álcool nos portos da região, o porto de Santos, no estado de São Paulo, obteve a maior concentração, seguido do Porto de Paranaguá no estado do Paraná. As bases distribuidoras de combustível que movimentam álcool combustível configuraram maior concentração no Estado de São Paulo, seguido do Paraná e Rio de Janeiro. / The main objective of this work was characterize the Brazilian ethanol storage chain, focusing on the centersouth infrastructure area, looking at the static capacity and the tanks localization of the unit production, distributor and ports besides, the calculation and the concentration degree of the main sector agents in this area. To study the four biggest group Concentration Index CR4 and the Herfindahl-Hirschiman index HHI, it was used the ethanol storage capacity per unit, in a state level of details; the ethanol production in the sugar cane season 2007/2008; the individual production of the unit storage, the ports and the distributor bases. The survey realized has shown that the biggest unit concentration is located inside the Center-South area, with main focus in São Paulo state, that has the biggest number of units, the biggest ethanol production and also the biggest storage. After that, its got Minas Gerais State and Paraná state. Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Espírito Santo and Rio de Janeiro have the smallest capacities. The Concentration Index CR4 for the Center-South indicated that the biggest concentration is between two biggest enterprises, and, by the time that more enterprises are included, the index rate growth is smaller, pointing to market structure where it exists a small group of leaders companies with big participation in the ethanol storage capacity. In other hand, a big group of small and medium units have smaller market participation. Specifically in São Paulo state, the Concentration Index CR4 of the sector is equivalent to half of all ethanol storage capacity of this state and is about the same companies that are included in the four biggest units of the center-south area. Related to the ethanol storage chain at the ports, the Santos port, in São Paulo State, has the biggest concentration followed by Paranaguá port, in Paraná State. The fuel distribution bases that movement ethanol has bigger concentration in São Paulo State followed by Paraná State and Rio de Janeiro State.

The content of this Master thesis to design installation of hydrogen pressure tanks for airplane VUT RAY 051. Survey was conducted of the available fuel cell on the market. Position of the tank was chosen over the wing using components for mounting a jet engine TJ100 M for aircraft VUT 001 MARABU. For fuel tanks were designed fairings. Further was calculated mass and centre of gravity analysis of aircraft, basic flight performance of aircraft and the drag variation in the location of the tanks above the wing. Further the strain and strength of hinges was calculated.