A utilização de tecnologias de visualização tridimensional aplicada à área de Transportes tem contribuído não só para avaliar o impacto de um projeto de rodovia na região de seu entorno, mas também, no desenvolvimento e estudo dos elementos do próprio projeto geométrico. A pesquisa busca avaliar o potencial do uso de ferramentas de visualização tridimensional (3D) na detecção de deficiências de coordenação entre os alinhamentos horizontal e vertical de um projeto rodoviário. A avaliação foi conduzida por meio de testes com grupos de indivíduos (estudantes do curso de Engenhara Civil sem experiência na área de desenvolvimento de projeto geométrico de rodovias). Estes indivíduos avaliaram trechos de vias em duas situações distintas com correta coordenação dos alinhamentos verticais e horizontais e posteriormente com distorção desta coordenação. Foi utilizado um software aplicativo na área de projeto geométrico de vias terrestre que permite criar um vídeo do drive through da via em questão. Em seguida os avaliadores responderam a um questionário que auxiliou a interpretar os resultados acerca da percepção de deficiências no traçado com a visualização 3D do projeto. Os resultados obtidos foram satisfatórios para o experimento realizado, o que leva a acreditar na possibilidade da introdução dessas ferramentas como parte do curso de engenharia civil, para auxiliar o egresso a desenvolver a habilidade de visualização espacial voltada para a área de projeto geométrico. / The use of three-dimensional visualization technologies applied in the field of transport has contributed not only to assess the impact of a highway project in the region of their surroundings, but also in the development and study of the geometric elements of the project itself. The research seeks to assess the effectiveness of visualization tools-dimensional (3D) in the detection of poor coordination between the horizontal and vertical alignment of a road project. The evaluation will be conducted by testing groups of individuals (students of civil engineering course - no experience in the development of geometric design of highways). These individuals evaluated stretches of roads in two different situations - with proper coordination of horizontal and vertical alignment and then with distortion of this coordination. We used a software application in the geometric design of roads that allows you to create a video drive through of the route in question. Then the evaluators responded to a questionnaire that helped interpret the results on the perception of disability in stroke with 3D visualization of the project. The results were satisfactory for the experiment which leads to believe in the possibility of introducing these tools as part of the civil engineering course, to assist the graduates to develop the skill of spatial visualization focused on the area of geometric design.

The design of curves and surfaces in C.A.D. systems has many applications in car, plane or ship industry. Because they offer more flexibility, rational functions are often preferred to polynomial functions to modelize curves and surfaces. In this work, several methods to generate rational Bezier curves and surfaces which minimize some functionals are proposed. The functionals measure a technical smoothness of the curves and surfaces, and are related to the energy of beams and plates in the sense of the elasticity theory.

[pt] O presente trabalho tem como objetivo facilitar o estudo das cônicas e ainda despertar o interesse do aluno para o desenho geométrico. Será apresentado que as curvas cônicas estão em nosso dia a dia, não só como beleza estética, mas também provocando fenômenos físicos amplamente utilizado pela arquitetura e engenharia civil, como acústica e reflexão da luz. Utilizaremos instrumentos para desenhar curvas que despertem a curiosidade dos alunos e faremos uso das equações e lugares geométricos a fim de demostrar tais recursos. Pretende-se assim que ao adquirir tais conhecimentos o aluno aprimore seu entendimento matemático e amplie seu horizonte cultural. / [en] The present research aims to facilitate the study of the conics and also to arouse the interest of the student for the geometric drawing. The conic curves will be presented not only as they are in our day to day as aesthetic beauty but also as responsible for the physical phenomena widely used by architecture and civil engineering as well as acoustics and reflection of light. We will use instruments to draw curves that arouse the curiosity of the students, making use of the equations and locus in order to demonstrate such resources. It is intended that the student acquire this knowledge, improving his mathematical understanding and broadening his cultural horizon.

A utilização de tecnologias de visualização tridimensional aplicada à área de Transportes tem contribuído não só para avaliar o impacto de um projeto de rodovia na região de seu entorno, mas também, no desenvolvimento e estudo dos elementos do próprio projeto geométrico. A pesquisa busca avaliar o potencial do uso de ferramentas de visualização tridimensional (3D) na detecção de deficiências de coordenação entre os alinhamentos horizontal e vertical de um projeto rodoviário. A avaliação foi conduzida por meio de testes com grupos de indivíduos (estudantes do curso de Engenhara Civil sem experiência na área de desenvolvimento de projeto geométrico de rodovias). Estes indivíduos avaliaram trechos de vias em duas situações distintas com correta coordenação dos alinhamentos verticais e horizontais e posteriormente com distorção desta coordenação. Foi utilizado um software aplicativo na área de projeto geométrico de vias terrestre que permite criar um vídeo do drive through da via em questão. Em seguida os avaliadores responderam a um questionário que auxiliou a interpretar os resultados acerca da percepção de deficiências no traçado com a visualização 3D do projeto. Os resultados obtidos foram satisfatórios para o experimento realizado, o que leva a acreditar na possibilidade da introdução dessas ferramentas como parte do curso de engenharia civil, para auxiliar o egresso a desenvolver a habilidade de visualização espacial voltada para a área de projeto geométrico. / The use of three-dimensional visualization technologies applied in the field of transport has contributed not only to assess the impact of a highway project in the region of their surroundings, but also in the development and study of the geometric elements of the project itself. The research seeks to assess the effectiveness of visualization tools-dimensional (3D) in the detection of poor coordination between the horizontal and vertical alignment of a road project. The evaluation will be conducted by testing groups of individuals (students of civil engineering course - no experience in the development of geometric design of highways). These individuals evaluated stretches of roads in two different situations - with proper coordination of horizontal and vertical alignment and then with distortion of this coordination. We used a software application in the geometric design of roads that allows you to create a video drive through of the route in question. Then the evaluators responded to a questionnaire that helped interpret the results on the perception of disability in stroke with 3D visualization of the project. The results were satisfactory for the experiment which leads to believe in the possibility of introducing these tools as part of the civil engineering course, to assist the graduates to develop the skill of spatial visualization focused on the area of geometric design.

O estudo de traÃado para obras lineares apresenta-se como um tema de suma importÃncia nas fases de concepÃÃo e definiÃÃo das diretrizes a serem estudadas para elaboraÃÃo de projetos de infraestrutura de transportes. A definiÃÃo do traÃado de uma via deve ser feita observando o resultado do estudo das alternativas de traÃado e a comparaÃÃo entre elas, matematicamente existem infinitas possibilidades de alternativas de traÃado entre pontos sucessivos o que dificulta a escolha de uma Ãnica soluÃÃo. A dificuldade em se definir critÃrios e parÃmetros objetivos para determinaÃÃo de uma Ãrea de estudo e consequentemente a melhor alternativa de traÃado motivou o estudo apresentado. As anÃlises de traÃado atuais se limitam a diretrizes prÃ-estabelecidas em um nÃmero reduzido, o que pode induzir a escolhas de traÃados que conduzam a custos mais elevados e Ãs condiÃÃes de operaÃÃo e manutenÃÃo indesejadas para a futura via. PropÃe-se um mÃtodo de definiÃÃo da melhor faixa para estudo de traÃado para obras de infraestrutura de transporte tomando como base dados topogrÃficos, considerando custos de implantaÃÃo e de operaÃÃo. O mÃtodo sugerido consiste na varredura tridimensional da regiÃo onde se insere a obra em estudo, apontando as melhores faixas para desenvolvimento do projeto baseando-se na topografia, considerando caracterÃsticas geomÃtricas do projeto, Ãreas de restriÃÃo, custos de implantaÃÃo e de operaÃÃo. O mÃtodo de seleÃÃo proposto foi aplicado em uma variante ferroviÃria de oito quilÃmetros, onde foram analisadas 729 alternativas e definida a melhor faixa para o estudo de traÃado. Os resultados foram comparados ao projeto executivo e feitas as mesmas consideraÃÃes utilizadas no projeto o que demonstraram a viabilidade da metodologia. / The study of horizontal alignment for linear works presented is an issue of paramount importance in the design and definition of the guidelines to be studied for the preparation of transport infrastructure projects. Setting the tracing of a track must be made observing the result of the study of alignment alternatives and comparing them, mathematically there is infinite possibilities for alignment alternatives between successive points making it difficult to choose a single solution. The difficulty in defining criteria and objective parameters for determining an area of study and therefore the best alternative route led the study presented. The current trace analysis is limited to pre-set guidelines on a limited number, which can induce choices paths leading unwanted higher costs and operating and maintenance conditions for future route. It is proposed a better range setting method for the study of horizontal alignment for transport infrastructure projects based on topographic data considering deploying and operating costs. The suggested method is the three-dimensional scan of the region which includes the work under study, pointing out the best tracks for development based on the topography design, considering geometric characteristics of the project, restriction areas, deployment and operating costs. The proposed selection method was applied in a railway variant of eight kilometers, where 729 alternatives were analyzed and then set the best track for the study of horizontal alignment. The results were compared to the executive project and the same considerations used in the project were made which demonstrated the feasibility of the methodology.

This thesis deals with the design grate boilers with natural circulation for the combustion of contaminated biomass. The boiler output is output 45 t/h. Produced superheated steam with the output parameters of 440 °C 4,2 at MPa feed water temperature 115 °C. The stoichiometric calculations and the thermal calculation are based on the specified fuel composition. Thanks to this, the basic dimensional design of the boiler and its efficiency are determined. Calculation of this work focuses mainly on thermal calculations and dimensional design of individual heat transfer surfaces. Basic drawing of the boiler is available in the attachment of the thesis.

This work focuses on generating approximations of complex T-spline surfaces with similar but less complex T-splines. Two approaches to simplifying T-splines are proposed: a bottom-up approach that iteratively refines an over-simple T-spline to approximate a complex one, and a top-down approach that evaluates existing control points for removal in producing an approximations. This thesis develops and compares the two simplification methods, determining the simplification tasks to which each is best suited. In addition, this thesis documents supporting developments made to T-spline research as simplification was developed.

A dissertação tem como objetivo verificar e analisar a influência das características geométricas de trechos de rodovia no custo total dos usuários, em termos de custo de operação dos veículos e custo do tempo de viagem, com a utilização do programa computacional HDM-4 (Highway Development and Management). Para esta análise, foi realizado um estudo de caso para o qual foram criados sete trechos representativos das classes de geometria consideradas pelo HDM-4 e dezenove trechos com características geométricas que permitissem uma análise de sensibilidade dos parâmetros relacionados às curvaturas vertical e horizontal das vias. Foram selecionados, ainda, quatro trechos da rodovia Washington Luiz (SP-310), representativos de rodovias com distintas características geométricas. A simulação foi realizada fixando-se um cenário de fatores que compõem o modelo HDM-4: tipo de fluxo de tráfego, classe da rodovia, composição e volume de tráfego, tipo e condição do pavimento, dentre outros. O estudo de caso permitiu a quantificação dos efeitos da geometria sobre todas as parcelas que compõem os custos dos usuários. Foram calculados os custos de terraplenagem e pavimentação para diferentes curvaturas verticais com a finalidade de comparação dos custos de melhorias no projeto de rodovias existentes com os benefícios decorrentes dessas intervenções. Os resultados obtidos mostraram que a geometria pode ter grande influência nos custos totais dos usuários e, portanto, seus efeitos devem ser considerados em projetos de construção e de manutenção de rodovias, possibilitando maiores benefícios à sociedade. / The main goal of the master dissertation is to verify and to analyze the influence of geometric characteristics of road sections on highway users’ costs, in terms of vehicle operation costs and costs associated to travel time, using the software HDM-4 (Highway Development and Management). The study was initiated with the creation of seven sections representing the HDM-4 highway geometric classes, and nineteen sections with geometric characteristics defined to allow a sensitivity analysis of parameters associated to vertical and horizontal alignments. Four sections were selected from Washington Luiz highway (SP-310), representing highways with distinct geometric characteristics. The computer simulations were performed considering a scenario that includes: traffic flow pattern, road class, average daily traffic and traffic composition, pavement type and condition, among others. The study calculated the effects of highway geometry on each component of users’ costs. The costs of earth work and paving were calculated aiming at the comparison between costs of geometric improvements and benefits associated to that. The results showed that highway geometry may have a great influence on users’ costs and, therefore, its effects must be considered in highway construction and maintenance projects assuring more benefits to society.

A dissertação tem como objetivo verificar e analisar a influência das características geométricas de trechos de rodovia no custo total dos usuários, em termos de custo de operação dos veículos e custo do tempo de viagem, com a utilização do programa computacional HDM-4 (Highway Development and Management). Para esta análise, foi realizado um estudo de caso para o qual foram criados sete trechos representativos das classes de geometria consideradas pelo HDM-4 e dezenove trechos com características geométricas que permitissem uma análise de sensibilidade dos parâmetros relacionados às curvaturas vertical e horizontal das vias. Foram selecionados, ainda, quatro trechos da rodovia Washington Luiz (SP-310), representativos de rodovias com distintas características geométricas. A simulação foi realizada fixando-se um cenário de fatores que compõem o modelo HDM-4: tipo de fluxo de tráfego, classe da rodovia, composição e volume de tráfego, tipo e condição do pavimento, dentre outros. O estudo de caso permitiu a quantificação dos efeitos da geometria sobre todas as parcelas que compõem os custos dos usuários. Foram calculados os custos de terraplenagem e pavimentação para diferentes curvaturas verticais com a finalidade de comparação dos custos de melhorias no projeto de rodovias existentes com os benefícios decorrentes dessas intervenções. Os resultados obtidos mostraram que a geometria pode ter grande influência nos custos totais dos usuários e, portanto, seus efeitos devem ser considerados em projetos de construção e de manutenção de rodovias, possibilitando maiores benefícios à sociedade. / The main goal of the master dissertation is to verify and to analyze the influence of geometric characteristics of road sections on highway users’ costs, in terms of vehicle operation costs and costs associated to travel time, using the software HDM-4 (Highway Development and Management). The study was initiated with the creation of seven sections representing the HDM-4 highway geometric classes, and nineteen sections with geometric characteristics defined to allow a sensitivity analysis of parameters associated to vertical and horizontal alignments. Four sections were selected from Washington Luiz highway (SP-310), representing highways with distinct geometric characteristics. The computer simulations were performed considering a scenario that includes: traffic flow pattern, road class, average daily traffic and traffic composition, pavement type and condition, among others. The study calculated the effects of highway geometry on each component of users’ costs. The costs of earth work and paving were calculated aiming at the comparison between costs of geometric improvements and benefits associated to that. The results showed that highway geometry may have a great influence on users’ costs and, therefore, its effects must be considered in highway construction and maintenance projects assuring more benefits to society.

O presente trabalho tem por objetivo primário abordar os atuais conhecimentos sobre o transporte ferroviário interurbano e regional de passageiros, com foco na tecnologia dos trens de caixa móvel, também conhecidos como trens pendulares. Como objetivo secundário busca-se analisar a influência dos trens de caixa móvel ou pendulares na implantação e operação de novas ferrovias, com ênfase na adequação em fase de projeto, mostrando-se o potencial dessa tecnologia para o aumento da velocidade média e a redução dos tempos de viagem. São tratados os tópicos relevantes para o transporte ferroviário de passageiros, como o conforto do usuário, as especificações técnicas do material rodante e referências dos custos de implantação e operação envolvidos, mostrando-se também dentro de cada aspecto as diferenças dos trens pendulares em relação aos trens convencionais. Três estudos de caso elaborados terão como objetivo explicitar as interveniências da operação dos trens pendulares com o projeto ferroviário, em especial com o projeto geométrico, e através de simulações de marcha e comparações, mostrar de maneira prática o potencial do uso dos trens pendulares. Através do embasamento teórico e dos estudos de caso, é feita uma análise crítica de modo a possibilitar tanto um entendimento do transporte ferroviário de passageiros, quanto do material rodante de caixa móvel e suas possibilidades. Os resultados dos estudos de caso e a análise crítica mostram uma redução significativa dos tempos de viagem, entre 8,1 e 20,0%, mediante a operação de trens pendulares em substituição ao material rodante convencional. / As a primary objective, the present work aims to summarize the current knowledge on intercity and regional passenger railway transportation, focusing on tilting train technology, also known as car body tilt. As a secondary objective, the present work seeks to analyze the influence of tilting train technology on the design, implementation and operation of new railway corridors, with emphasis on design phase, showing the potential of this technology to increase speeds and reduce travel times. Railway passenger transportation issues, such as passenger comfort, rolling stock technical specifications and implementation and operational costs are addressed. Additionally, different aspects between conventional and tilting trains are also discussed. Three case studies help clarify the correlation between tilting train operation and railway design, especially the geometric design; further, with the help of speed simulations and comparisons, the potential use of tilting train operations are demonstrated. With the theoretical basis and the case studies, a critical analysis is made, allowing as a better understanding of railway passenger transportation with regards to the use of tilting rolling stock and its possibilities. The results of the case studies and the critical analysis present a considerable reduction in travel times, between 8,1 and 20,0%, with the operation of tilting trains in the place of the conventional rolling stock.