O presente trabalho tem por objetivo obter uma metodologia para a simulação do escoamento no interior da bifurcação da artéria carótida. Como a análise completa deste tipo de fluxo não é uma tarefa óbvia. simplificações quanto ao fluido e método numérico são necessárias. Desta forma, o escoamento analisado no presente trabalho, no interior da artéria carótida, é considerado como sendo bidimensional, incompressível, viscoso, em regime permanente, com paredes rígidas e newtoniana com viscosidade e massa específ'ica um pouco superiores a da água. Estas hipóteses são baseadas no fato de que o sangue para altas taxas de cisalhamento, como as encontradas na artéria carótida, comporta-se como um fluido newtoniana incompressível semelhante a água; o que não ocorre para baixas taxas de cisalhamento como em algumas outras artérias ou veias do corpo humano. Adota-se, neste caso, o método de diferenças finitas para a formulação incompressível, onde as equações de conservação da quantidade de movimento são utilizadas para obter os componentes do vetor velocidade e a equação da continuidade juntamente com a quantidade do movimento para obter a pressão, baseado no processo de integração temporal de Runge-Kutta de três estágios e com aproximação espacial de segunda ordem. Emprega-se ainda coordenadas generalizadas devido à forma geométrica da carótida ser complexa. Cuidados adicionais são tomados na aplicação das condições de contorno. Resultados numéricos são apresentados para três geometrias: um duto simples, uma artéria carótida e um duto com obstrução (ressalto). O escoamento no interior do duto visa a verificação do código confeccionado pois este problema possui solução analítica. Com o mesmo código analisa-se regiões que apresentam distúrbios do fluxo, com a presença de recirculação e aumento da tensão de cisalhamento, no interior da artéria carótida, e por fim analisa-se a influência do número de Reynolds, variando entre 100 e 500, para um modelo de estenose (estreitamento) no interior de um duto. Observações importantes como redução da velocidade na região de bifurcação e na região do sinus da artéria carótida são verificadas podendo auxiliar a prática da medicina na detecção e/ou prevenção de doenças como aterosclerose que são causas de morte principalmente em adultos. / The goal o f the present work is to obtain a numerical methodology for the tlow simulatíon through a carotid artery bifurcation. As the complete numerical flow analysis is not easy and obvious, simplifications related to the tluid and the numerical method are necessary (or indispensable). In this way, the tlow situation ts considered to be two-dimensionaL incompressible, viscous. steady state, with rigid walls and for a Newtonian fluid with density and viscosity slightly greater than for the water. These hypothesis are based on the fact that the blood. submitted to high strain deformations. as in the carotid artery, behaves as a Newtonian incompressible fluid (it seems like water); what does not occur at many other parts ofthe human body. ln order to solve this flow problem the finite difference method based on the incompressible formulation is employed. In this method the momentum equations are used to obtain the velocity vector components and the continuity equation, together with the momentum equations, to obtain the pressure. This numerical technique is based on the three stages Runge-Kutta time stepping scheme for a second order spatial discretization. Body fitted coordinates are used dueto the geometry complexity ofthe carotid artery. Additional care has to be taken with the implementation ofboundary conditions. Numerical results are obtained for three geometries: a duct, a carotid artery and a blocked duct. The simple duct flow was analyzed because of its geo"\etrical simplicity and in order to verify the code written in cartesian and generalized coordinates. With the same code the carotid artery flow with recirculation zones and high strain rates was analysed and finally the flow into a blocked duct for Reynolds numbers between 100 and 500 (a stenosis model) was analysed. Important observations as the decrease o f velocity at the bifurcation region and in the sinus of the internai carotid artery are obtained which can help medicai practice in the detection and/or prevention of diseases like the atherosclerosis which kills mainly adults.

O presente trabalho tem por objetivo obter uma metodologia para a simulação do escoamento no interior da bifurcação da artéria carótida. Como a análise completa deste tipo de fluxo não é uma tarefa óbvia. simplificações quanto ao fluido e método numérico são necessárias. Desta forma, o escoamento analisado no presente trabalho, no interior da artéria carótida, é considerado como sendo bidimensional, incompressível, viscoso, em regime permanente, com paredes rígidas e newtoniana com viscosidade e massa específ'ica um pouco superiores a da água. Estas hipóteses são baseadas no fato de que o sangue para altas taxas de cisalhamento, como as encontradas na artéria carótida, comporta-se como um fluido newtoniana incompressível semelhante a água; o que não ocorre para baixas taxas de cisalhamento como em algumas outras artérias ou veias do corpo humano. Adota-se, neste caso, o método de diferenças finitas para a formulação incompressível, onde as equações de conservação da quantidade de movimento são utilizadas para obter os componentes do vetor velocidade e a equação da continuidade juntamente com a quantidade do movimento para obter a pressão, baseado no processo de integração temporal de Runge-Kutta de três estágios e com aproximação espacial de segunda ordem. Emprega-se ainda coordenadas generalizadas devido à forma geométrica da carótida ser complexa. Cuidados adicionais são tomados na aplicação das condições de contorno. Resultados numéricos são apresentados para três geometrias: um duto simples, uma artéria carótida e um duto com obstrução (ressalto). O escoamento no interior do duto visa a verificação do código confeccionado pois este problema possui solução analítica. Com o mesmo código analisa-se regiões que apresentam distúrbios do fluxo, com a presença de recirculação e aumento da tensão de cisalhamento, no interior da artéria carótida, e por fim analisa-se a influência do número de Reynolds, variando entre 100 e 500, para um modelo de estenose (estreitamento) no interior de um duto. Observações importantes como redução da velocidade na região de bifurcação e na região do sinus da artéria carótida são verificadas podendo auxiliar a prática da medicina na detecção e/ou prevenção de doenças como aterosclerose que são causas de morte principalmente em adultos. / The goal o f the present work is to obtain a numerical methodology for the tlow simulatíon through a carotid artery bifurcation. As the complete numerical flow analysis is not easy and obvious, simplifications related to the tluid and the numerical method are necessary (or indispensable). In this way, the tlow situation ts considered to be two-dimensionaL incompressible, viscous. steady state, with rigid walls and for a Newtonian fluid with density and viscosity slightly greater than for the water. These hypothesis are based on the fact that the blood. submitted to high strain deformations. as in the carotid artery, behaves as a Newtonian incompressible fluid (it seems like water); what does not occur at many other parts ofthe human body. ln order to solve this flow problem the finite difference method based on the incompressible formulation is employed. In this method the momentum equations are used to obtain the velocity vector components and the continuity equation, together with the momentum equations, to obtain the pressure. This numerical technique is based on the three stages Runge-Kutta time stepping scheme for a second order spatial discretization. Body fitted coordinates are used dueto the geometry complexity ofthe carotid artery. Additional care has to be taken with the implementation ofboundary conditions. Numerical results are obtained for three geometries: a duct, a carotid artery and a blocked duct. The simple duct flow was analyzed because of its geo"\etrical simplicity and in order to verify the code written in cartesian and generalized coordinates. With the same code the carotid artery flow with recirculation zones and high strain rates was analysed and finally the flow into a blocked duct for Reynolds numbers between 100 and 500 (a stenosis model) was analysed. Important observations as the decrease o f velocity at the bifurcation region and in the sinus of the internai carotid artery are obtained which can help medicai practice in the detection and/or prevention of diseases like the atherosclerosis which kills mainly adults.

O presente trabalho tem por objetivo obter uma metodologia para a simulação do escoamento no interior da bifurcação da artéria carótida. Como a análise completa deste tipo de fluxo não é uma tarefa óbvia. simplificações quanto ao fluido e método numérico são necessárias. Desta forma, o escoamento analisado no presente trabalho, no interior da artéria carótida, é considerado como sendo bidimensional, incompressível, viscoso, em regime permanente, com paredes rígidas e newtoniana com viscosidade e massa específ'ica um pouco superiores a da água. Estas hipóteses são baseadas no fato de que o sangue para altas taxas de cisalhamento, como as encontradas na artéria carótida, comporta-se como um fluido newtoniana incompressível semelhante a água; o que não ocorre para baixas taxas de cisalhamento como em algumas outras artérias ou veias do corpo humano. Adota-se, neste caso, o método de diferenças finitas para a formulação incompressível, onde as equações de conservação da quantidade de movimento são utilizadas para obter os componentes do vetor velocidade e a equação da continuidade juntamente com a quantidade do movimento para obter a pressão, baseado no processo de integração temporal de Runge-Kutta de três estágios e com aproximação espacial de segunda ordem. Emprega-se ainda coordenadas generalizadas devido à forma geométrica da carótida ser complexa. Cuidados adicionais são tomados na aplicação das condições de contorno. Resultados numéricos são apresentados para três geometrias: um duto simples, uma artéria carótida e um duto com obstrução (ressalto). O escoamento no interior do duto visa a verificação do código confeccionado pois este problema possui solução analítica. Com o mesmo código analisa-se regiões que apresentam distúrbios do fluxo, com a presença de recirculação e aumento da tensão de cisalhamento, no interior da artéria carótida, e por fim analisa-se a influência do número de Reynolds, variando entre 100 e 500, para um modelo de estenose (estreitamento) no interior de um duto. Observações importantes como redução da velocidade na região de bifurcação e na região do sinus da artéria carótida são verificadas podendo auxiliar a prática da medicina na detecção e/ou prevenção de doenças como aterosclerose que são causas de morte principalmente em adultos. / The goal o f the present work is to obtain a numerical methodology for the tlow simulatíon through a carotid artery bifurcation. As the complete numerical flow analysis is not easy and obvious, simplifications related to the tluid and the numerical method are necessary (or indispensable). In this way, the tlow situation ts considered to be two-dimensionaL incompressible, viscous. steady state, with rigid walls and for a Newtonian fluid with density and viscosity slightly greater than for the water. These hypothesis are based on the fact that the blood. submitted to high strain deformations. as in the carotid artery, behaves as a Newtonian incompressible fluid (it seems like water); what does not occur at many other parts ofthe human body. ln order to solve this flow problem the finite difference method based on the incompressible formulation is employed. In this method the momentum equations are used to obtain the velocity vector components and the continuity equation, together with the momentum equations, to obtain the pressure. This numerical technique is based on the three stages Runge-Kutta time stepping scheme for a second order spatial discretization. Body fitted coordinates are used dueto the geometry complexity ofthe carotid artery. Additional care has to be taken with the implementation ofboundary conditions. Numerical results are obtained for three geometries: a duct, a carotid artery and a blocked duct. The simple duct flow was analyzed because of its geo"\etrical simplicity and in order to verify the code written in cartesian and generalized coordinates. With the same code the carotid artery flow with recirculation zones and high strain rates was analysed and finally the flow into a blocked duct for Reynolds numbers between 100 and 500 (a stenosis model) was analysed. Important observations as the decrease o f velocity at the bifurcation region and in the sinus of the internai carotid artery are obtained which can help medicai practice in the detection and/or prevention of diseases like the atherosclerosis which kills mainly adults.

Orientador: Renata Zotin Gomes de Oliveira / Resumo: Este trabalho concentra-se no estudo do comportamento elástico de materiais através da análise das matrizes de rigidez e flexibilidade de estruturas elementares. Baseado em conceitos da disciplina Resistência dos Materiais e nas propriedades elásticas dos materiais são apresentadas e demonstradas relações matemáticas que refletem as associações entre as tensões normais e de cisalhamento atuantes e as deformações e distorções decorrentes. Essas relações são ilustradas computacionalmente, através do software Geogebra. Transformações de coordenadas possibilitam a determinação de tensões em planos diferentes dos originais de forma analítica ou gráfica. Estes conceitos são aplicados a materiais compósitos ortotrópicos sujeitos a carregamento plano, configuração característica de uma lâmina de material compósito empregada em estruturas mais complexas, possibilitando a determinação das propriedades elásticas de uma lâmina em direções diferentes das chamadas direções principais, alinhadas ou ortogonais à direção das fibras. / Abstract: This essay focuses on the study of the elastic behavior of materials through the analysis of the stiffness and flexibility matrices of elementary structures. Based on the concepts of the Material Resistance discipline and the elastic properties of the materials, mathematical relationships are presented and demonstrated that reflect the associations between the acting normal and shear stresses and the resulting deformations and distortions. These relationships are computationally illustrated through Geogebra software. Coordinate transformations allow the determination of stresses in different planes of the originals in an analytical or graphical way. These concepts are applied to orthotropic composites subjected to flat loading, characteristic configuration of a composite material blade used in more complex structures, making it possible to determine the elastic properties of a blade in different directions of the so-called main directions, aligned or orthogonal to the direction of the fibers. / Mestre

Performance indicators are largely used in many applications related to support decision-making activities. In the context of product development, performance indicators are used to monitor the product development process effectiveness and efficiency as well the consecution of product attributes (mainly: performance, cost and quality). Although the widespread utilisation of performance indicators in industry and the available literature, many companies still face the challenge to understand the performance indicator matters in a clear overview of their nature, characteristics, morphology and usage, as well their role into the product development management process. Moreover, the task of derive performance indicators is still strongly based on brainstorming exercises that many times may not conduct to the most appropriate set of performance indicators. This thesis presents a diagnosis of the performance indicators subject, designed to introduce the reader into the matters of major significance in the role of performance indicators. This thesis also describes a method developed for deriving performance indicators for product development processes in an industrial context. The method is built based on the results of the performance indicators diagnosis as well the execution of one case study in a Brazilian company, major player at the international mobility industry. Both the diagnosis and the method development were extensively discussed and tested with experienced company's practitioners.

Foi aplicado à geometria anular um tratamento matemático para análise e projeto de circuladores planares que faz uso das funções de Green para estruturas planares generalizadas com condições de contorno contínuas na fronteira ferrita-dielétrico. Com base no tratamento acima, foi projetado um circulador de ferrita com núcleo anular em estrutura "Stripline" e construiu-se um protótipo que apresentou desempenho, na melhor das portas, de: 0,25 dB de perda de inserção, com largura de faixa de 16% na frequência de circulação de 2.544 GHz e com isolação não inferior a 20 dB. Operou-se na frequência em que a permeabilidade magnética efetiva é aproximadamente igual a zero - abaixo do nível de saturação da ferrita, - com campo magnetizante externo de 880 Oe. Os resultados obtidos encorajam a previsão do desenvolvimento de circuladores anulares em estrutura "Stripline" com circuito de magnetização miniaturizada que apresentarão desempenho competitivo com os de núcleo circular. É também apresentada uma extensão dessa "análise de Miyoshi" para permeabilidade magnética efetiva menor ou igual a zero, bem como é fornecido um programa computacional para auxílio ao dimensionamento do dispositivo.

Métodos de integração numérica direta são utilizados na análise dinâmica estrutural para a solução das equações de movimento no domínio do tempo. Estes métodos trabalham diretamente sobre as equações de movimento acopladas, e podem ser descritos basicamente como processos de extrapolações sucessivas passo-a-passo: começando com valores iniciais conhecidos dos vetores de deslocamento e velocidade, soluçoes são obtidas em incrementos de tempo especificado usando para tanto, um esquema de diferença finita ou um processo de integração numérica. Várias variantes dos métodos existem. Os algoritmos mais amplamente usados são: o método de Newmark, o método de Wilson O, o método de Houbolt e os métodos de Zienkiewicz. No presente trabalho alguns destes algoritmos são reexaminados e aplicados a uma estrutura de complexidade moderada. A tese discute a performance e os méritoscomputacionais das diferentes variantes. Conclusões baseadas na precisão, estabilidade e eficiência são apresentadas.

A Análise de Envoltória de Dados (DEA) é uma metodologia baseada em programação linear que se destina à avaliação da eficiência relativa das DMU's e à estimação de fronteiras de produção. DMU's são entidades gerenciais ou produtivas que transformam fatores de produção em produtos. DEA é um método não-paramétrico porque não é necessário que se imponha uma forma ao processo produtivo. Além disso, ele permite que se trabalhe num complexo contexto com múltiplos fatores e múltiplos produtos. Por outro lado, DEA é um método determinístico e, portanto, não consegue acomodar ruídos de natureza aleatória nos dados. Como a eficiência relativa das DMU's está relacionada com sua distância até a fronteira de produção estimada, um aspecto crítico é garantir que esta fronteira não seja gerada por pontos contaminados por erros. Pontos atípicos ("outliers") dessa natureza podem afetar severamente a estimativa de eficiência de outras DMU's e são chamados de pontos influentes. Nesta dissertação, medidas de eficiência tradicionais são analisadas e três métodos para a detecção e tratamento de pontos influentes baseados nessas medidas são apresentados e analisados. Além disso, são desenvolvidas variações desses métodos. A investigação de medidas de eficiência recentemente propostas também é enfocada, assim como seu uso potencial para a identificação de "outliers". Os métodos supracitados para detecção de "outliers" e avaliação de influência são aplicados a um problema que usa dados reais. Os resultados numéricos produzidos por esses métodos são comparados e analisados. Os pontos influentes são postos em evidência.

O reparo em dutos defeituosos é previsto por normas e literatura, porém existe grande espaço para definição dos parâmetros ideais para aplicação prática e avaliação do desempenho destes reparos em fadiga. O presente trabalho tem por objetivo a definição dos parâmetros ideais para aplicação de reparos eficientes do tipo dupla calha sem solda circunferencial e com carregamento externo em escala real em dutos com defeitos de mossa com cava. O reparo é baseado na instalação de duas calhas concêntricas ao duto a ser reparado, preenchendo-se o defeito com resina e aplicando carga de compressão através de atuadores hidráulicos com correntes a fim de induzir tensões compressivas na região do defeito e, por fim, as calhas são unidas longitudinalmente pelo processo de soldagem. Para este trabalho, foi realizada uma modelagem numérica utilizando o método de elementos finitos de modo a simular a reprodução do defeito, ensaios de fadiga sem reparo, parâmetros para aplicação do reparo, ensaios de fadiga com reparo e, por fim, ensaio hidrostático. O procedimento proposto foi a reprodução do defeito, primeiramente o duto foi deformado com uma esfera metálica, de modo a formar uma mossa de profundidade igual a 6 % do diâmetro externo e, em seguida, a cava foi usinada com a utilização de um disco abrasivo. Após a produção do defeito, três amostras foram ensaiadas em fadiga, de modo a produzir uma amostra de referência sem reparo a ser comparada com os corpos de prova com reparo. O reparo dupla calha foi aplicado em duas amostras com defeito, sendo essas então submetidas a ensaios de fadiga. Esses ensaios indicaram que ambas as amostras resistiram a um número de ciclos correspondentes a 100 anos de vida em serviço. Por fim, as amostras reparadas após o ensaio de fadiga foram submetidas a ensaios hidrostáticos até a ruptura, a fim de avaliar a vida remanescente. Ambos os dutos romperam fora da região reparada, com uma pressão 2,1 %, menor que a pressão calculada analiticamente. Como principal resultado, foram obtidos parâmetros ideais para aplicação do reparo dupla calha em dutos com defeito tipo mossa com cava. Os resultados experimentais mostram convergência em relação aos dados do modelo numérico, provando que a modelagem por elementos finitos pode ser uma ferramenta útil no desenvolvimento deste tipo de trabalho. / Defective duct repairs are envisaged by norms and by the literature, yet there is enough space left to define ideal parameters for practical application and performance evaluation of these fatigue repairs. This work’s objective is to define the ideal parameters for the application of efficient repairs in double spouts without circumferential welding and real scale external loading in ducts with dent and gouge defects. The repair is based on the installation of two concentric spouts in the duct, filling the defect with resin and applying compression loading through hydraulic actuators with currents to induce compressive stresses in the defective area. Afterwards, the spouts are united lengthwise through the process of welding. To develop this work, we conducted a numerical modelling by using the finite element method to simulate the reproduction of the defect, as well as fatigue tests with no repairs, parameters for the application of repairs, fatigue tests with repairs, and finally a hydrostatic test. The proposed procedure was the reproduction of the defect. At first the duct was deformed with a metallic sphere, to form a dent whose depth was equal to 6 % of the external diameter and, subsequently, the gouge was machined with the help of an abrasive disk. Following the production of a defect, three samples were tested in fatigue to produce a reference sample without repair which would be compared to the samples with repairs. The double spout repair was applied in two samples with defects, which were then subjected to fatigue tests. These tests showed that both samples resisted to a number of cycles corresponding to a 100-year use lifespan. At last, the samples repaired after fatigue tests were subjected to hydrostatic tests until rupture, in order to evaluate their remaining lifespan. Both ducts ruptured outside of the repaired region, with a stress rate of 2.1 %, lower than the stress calculated analytically. The main result of this study was obtaining ideal parameters for the application of double spout repair in ducts with dents and gouge defects. The experimental results show convergence in relation to the numerical model data, proving that finite element modelling can be a useful tool when conducting this kind of work.

Neste trabalho são propostos métodos para a estimação de parâmetros de motores de indução através do método dos Mínimos Quadrados com medição apenas de tensões, correntes e resistência do estator em um ensaio de partida em vazio. São detalhados os procedimentos para o tratamento dos sinais medidos, além das estimações do fluxo magnético e da velocidade mecânica do motor. Para a estimação dos parâmetros elétricos, são propostos métodos que diferem nos requisitos e no tratamento dos parâmetros como invariantes ou variantes no tempo. Em relação a esse último caso, é empregado um método de estimação de parâmetros por janelas de dados, aplicando um modelo com parâmetros invariantes no tempo localmente em diversas partes do ensaio. São feitas simulações para validar os métodos propostos, e dados de ensaio de três motores de diferentes potências são utilizados para analisar a escala de variação paramétrica durante a partida. É feita uma comparação entre os resultados obtidos com e sem consideração de variação nos parâmetros. / In this work, methods are proposed to estimate the parameters of induction motors through the Least Squares method with the measurement of only voltages, currents and resistance of the stator in a no-load startup test. Procedures are detailed to process the measured signals, as well as to estimate magnetic flux and rotor mechanical speed. In order to estimate the electrical parameters, methods are proposed which differ in their requisites and in the treatment of parameters as time invariant or time-varying. For the latter, a methodology for parameter estimation through data windows is used, applying a model with time invariant parameters locally to different parts of the test. Simulations are made to validate the proposed methodology, and data from tests of three motors with different powers are used to analyze the scale of parameter variation during startup. A comparison is made between the results obtained with and without the consideration of variation in the parameters.