Submitted by Eliane Silva de Souza null (elianesouza.col@gmail.com) on 2018-03-27T01:44:06Z No. of bitstreams: 1 tese_Eliane_Silva_de_Souza_174p_2018.pdf: 3994023 bytes, checksum: 183e67caf00debbcb1778a682ab70900 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-03-27T11:31:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_es_dr_ilha.pdf: 3994023 bytes, checksum: 183e67caf00debbcb1778a682ab70900 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T11:31:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_es_dr_ilha.pdf: 3994023 bytes, checksum: 183e67caf00debbcb1778a682ab70900 (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Novas modelagens matemáticas são propostas para a otimização do problema de restauração em sistemas de distribuição radiais balanceados. O problema de restauração consiste em estratégias de reconfiguração topológica para o restabelecimento ótimo do fornecimento de energia elétrica para áreas desatendidas após interrupção permanente. A reconfiguração consiste na definição de operações de chaveamento para estabelecer a nova configuração operacional e requer a definição de uma sequência factível para essas operações. Neste trabalho, são propostos dois modelos matemáticos para a otimização do problema de reconfiguração restaurativa, um modelo de programação cônica de segunda ordem inteira mista (PCSOIM) e outro de programação linear inteira mista (PLIM) e é proposto um modelo matemático de PCSOIM para a otimização do problema de sequenciamento de operações de chaveamento. Os modelos matemáticos de reconfiguração ótima e de sequenciamento ótimo são independentes. No primeiro caso, resolve-se apenas o problema de definir a topologia ótima e, no segundo caso, resolve-se apenas o problema de definir a sequência ótima de operações de chaveamento. Assim, o problema de sequenciamento formulado consiste em definir a sequência ótima de operação do conjunto de chaves indicadas em uma proposta de reconfiguração previamente obtida e essa proposta de reconfiguração pode ser em contexto de operação normal ou restaurativo. Os modelos de reconfiguração restaurativa são formulados com o objetivo de minimizar a demanda não suprida no sistema e minimizar o número de chaveamentos nessa proposta que maximiza o atendimento e o modelo de sequenciamento ótimo de operações de chaveamento é formulado com o objetivo de minimizar a energia não suprida durante o processo de transição topológica. Todos os modelos propostos estão sujeitos a um conjunto de restrições topológicas e operacionais do sistema elétrico de distribuição. Nos dois modelos de PCSOIM, essas restrições representam satisfatoriamente a operação de um sistema elétrico de distribuição e, no modelo de PLIM, algumas restrições operacionais estão relaxadas e, por isso, são menos representativas, assim, a qualidade e a factibilidade das soluções propostas por esse modelo devem ser avaliadas. O propósito do modelo de PLIM é simplificar a resolução do problema de reconfiguração restaurativa e apresentar soluções com menor tempo de resolução que o correspondente modelo de PCSOIM. Os modelos matemáticos são completos e foram resolvidos através de técnicas exatas de otimização usando softwares comerciais de programação matemática. Foram realizados testes que definem propostas de reconfiguração restaurativa em um sistema de distribuição de 53 barras e em um sistema de distribuição de 417 barras. Os testes que definem a sequência ótima de operações de chaveamento foram realizados em propostas de reconfiguração restaurativa para o sistema de 53 barras. Os resultados mostraram que os modelos matemáticos são eficientes e robustos na otimização desses problemas. Na literatura, esses problemas são resolvidos principalmente por técnicas heurísticas, portanto, neste trabalho, são apresentados modelos matemáticos inovadores. / New mathematical models are proposed for the optimization of the restoration problem in balanced radial distribution systems. The restoration problem consists in topological reconfiguration strategies for the optimal restoration of the electric power supply to unattended areas after a permanent interruption. The reconfiguration consists in the definition of switching operations to establish the new operational configuration and requires the definition of a feasible sequence for these operations. In this work, two mathematical models for the optimization of the restorative reconfiguration problem, a mixed-integer second order conic programming (MISOCP) model and a mixed-integer linear programming (MILP) model are proposed. Additionally, a MISOCP mathematical model for the optimization of the switching operations sequencing problem is proposed. The mathematical models for optimal reconfiguration and optimal sequencing are independent. In the first case, only the problem of defining the optimum topology is solved and, in the second case, only the problem of defining the optimum sequence of switching operations is solved. Thus, the formulated sequencing problem consists in defining the optimum operations sequence of the set of indicated switches in a previously obtained proposal of reconfiguration and this proposal of reconfiguration may be in the normal or restorative operation context. The restorative reconfiguration models are formulated with the objective of minimizing the demand not supplied in the system and minimizing the number of switching operations in this proposal that maximizes the supply service. The optimal switching operations sequencing model is formulated with the objective of minimizing the energy not supplied during the topological transition process. All the proposed models are subject to a set of topological and operational constraints of the electric distribution system. In the two MISOCP models, these constraints represent satisfactorily the operation of an electrical distribution system and, in the MILP model, some operational constraints are relaxed and, therefore, the quality and the feasibility of the proposed solutions should be evaluated. The purpose of the MILP model is to simplify the resolution of the restorative reconfiguration problem and to present solutions with a shorter time than the corresponding MISOCP model. The mathematical models are complete and have been solved through exact optimization techniques using commercial mathematical programming software. Tests were carried out to define restorative reconfiguration proposals using a 53-bus distribution system and a 417-bus distribution system. The tests that define the optimal switching operations sequence were performed in restorative reconfiguration proposals for the 53-bus system. The results demonstrated that the mathematical models are efficient and robust in optimizing these problems. In the literature, these problems are solved mainly by heuristic techniques, therefore, in this work, innovative mathematical models are presented. / FAPESP 2015/21972-6

Submitted by LILIAN FACHIN LEONARDO BETIOL null (lilianfacleo@hotmail.com) on 2016-12-04T18:12:23Z No. of bitstreams: 1 Tese - Formatada (1) Corrigida.pdf: 1975637 bytes, checksum: a2ca74a2f726452b217e860e0c11c866 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-06T13:52:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 betiol_lfl_me_sjrp.pdf: 1975637 bytes, checksum: a2ca74a2f726452b217e860e0c11c866 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-06T13:52:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 betiol_lfl_me_sjrp.pdf: 1975637 bytes, checksum: a2ca74a2f726452b217e860e0c11c866 (MD5) Previous issue date: 2016-11-21 / As isotermas de sorção tornaram-se importantes para prever o comportamento da cinética de secagem e as condições de armazenamento de resíduos da indústria alimentícia. O conhecimento de tal propriedade é útil para projetar equipamentos ou operações para fins de armazenamento ou processamento. O bagaço quando é apenas descartado, representa um desperdício de matéria prima, de compostos orgânicos com categoria bioquímica definida (proteínas, açúcares, ceras, graxas, resinas), que poderia ser aproveitada. Dentro deste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo caracterizar quimicamente o bagaço de mandioca e fazer a determinação experimental das isotermas de sorção destes resíduos da indústria de fécula, além de calcular a entalpia e entropia, temperatura media harmônica e calor isostérico de adsorção. Para isso, o teor de umidade de equilíbrio nas isotermas de sorção, de bagaço de mandioca, foi determinado utilizando o método gravimétrico estático nas temperaturas de 20 a 80 °C. Modelos teóricos e empíricos foram usados para representar os valores experimentais das isotermas de sorção, sendo que o modelo de GAB foi o que apresentou os melhores ajustes. Utilizando o modelo de GAB foi possível determinar o calor isostérico de adsorção como função do teor de umidade. A teoria da compensação foi confirmada pela relação linear entre entalpia e entropia. Maiores valores de temperatura isocinética do que a temperatura harmônica reforçam a teoria da compensação e sugeriram que a adsorção de água pelo bagaço de mandioca é considerado um processo conduzido pela entalpia. / The sorption isotherms become important to predict the drying kinetics behavior and waste storage conditions of the food industry. The knowledge of such property is useful for designing equipment or operations for storage or processing. The bagasse is only when discarded, is a waste of raw materials, organic compounds with defined biochemical category (proteins, sugars, waxes, greases, resins), which could be harnessed. Within this context, this study aimed to chemically characterize the Cassava Bagasse and make the experimental determination of the sorption isotherms of these starch industry waste and calculates the enthalpy and entropy, harmonic average temperature and isosteric heat of adsorption. For this, the equilibrium moisture content in the sorption isotherms of cassava bagasse was determined using the gravimetric static method in temperatures 20-80 ° C. Theoretical and empirical models were used to represent the experimental values of sorption isotherms, and the GAB model was the one that presented the best fit. Using the GAB model was possible to determine the isosteric heat of adsorption and moisture content of the function. The theory of compensation was confirmed by the linear relationship between enthalpy and entropy. Isokinetic higher temperature values than the harmonic temperature reinforce the theory of compensation and suggested that the adsorption of water by mancioca bagasse and considered one of enthalpy driven process.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Trentini Preuss.pdf: 21875240 bytes, checksum: 6532e8b2a654ef7c408e92a74eb7cdfe (MD5) Previous issue date: 2012-11-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the modeling and control of a testbed implemented linear positioning servopneumatic system. Practical results show that the controlled system reaches steady state errors less than 0.3 mm for a step signal with 0.25 s of settling time, 30 mm for polynomial tracking error and high load variation robustness for the three proposed controllers. The applicability of these systems in industrial environments have become usual in the last years. Their mainly advantages are the low cost, maintenance facility, and security, besides they are clean, renewable and abundant. However, their mainly disadvantages are the nonlinearities due to friction and air compressibility, which difficults their modeling and control. For these reasons, electrical and hydraulical systems are most used instead of servopneumatic ones. Aiming industrial applications, it is proposed a system compound by a rod pneumatic actuator, an electronic pressure valve which controls the active actuator chamber, a manual pressure valve which keeps the pressure in the passive actuator chamber approximately stable, a linear positioning sensor and a control and data acquisition system. The presented mathematical modeling results in a piecewise-affine model with three nonlinear bands, being two depicted by a 10a order model, and the other by a 8a order model. The unknown model constants are identified by Least Squares method through testbed experiments. The mathematical model validation shows that the reliability between the one and the real system is greater than 89%. Aiming the inherent nonlinearities effects reduction, three adaptive control approaches are implemented, being Proportional-Integral-Derivative (PID), State Feedback with Integrator (SFI) and Generalised Minimum Variance (GMV). The proposed system is submited to five practical experiments in order to evaluate its steady state and tracking error, settling time and load variation robustness. / Este trabalho apresenta a modelagem matemática e o controle de um sistema servopneumático de posicionamento linear implementado em bancada. Os resultados práticos mostram que o sistema controlado alcança erros de regime de até 0,3 mm para resposta ao degrau com tempo de acomodação de 0,25 s, erros inferiores a 30 mm para seguimento de trajetória, e elevada robustez a variações de carga para os três controladores propostos. A aplicabilidade destes sistemas em ambientes industriais tem se tornado frequente com o passar dos anos. Suas principais vantagens são o baixo custo, a facilidade de manutenção e a segurança, além de ser uma forma de energia limpa, renovável e abundante. Entretanto, estes sistemas apresentam como principais limitações não-linearidades relativas ao atrito e à compressibilidade do ar, o que dificulta sua modelagem matemática e controle. Por estes motivos, sistemas elétricos e hidráulicos são muitas vezes utilizados em detrimento a sistemas servopneumáticos. Visando aplicações industriais, é proposto um sistema composto por um atuador pneumático com haste, uma válvula eletrônica de pressão que controla a pressão na câmara de avanço do atuador, uma válvula de pressão manual que mantém uma pressão aproximadamente constante na câmara de retorno do atuador, um sensor de posição linear e um sistema de aquisição e controle. A modelagem matemática apresentada resulta em um modelo piecewise-affine com três faixas não-lineares, sendo duas representadas por um modelo de 10a ordem e uma representada por um modelo de 8a ordem. As constantes desconhecidas do modelo são identificadas pelo método dos Mínimos Quadrados através de experimentos em bancada. A validação do modelo matemático proposto mostra que a acertividade entre este e o sistema real é superior a 89%. Visando a redução dos efeitos das não-linearidades inerentes a estes sistemas, três abordagens de controle adaptativo são implementadas, sendo estes Proporcional-Integral-Derivativo (PID), Realimentação de Estados com Integrador (REI) e Variância Mínima Generalizado (GMV). O sistema é submetido a cinco testes distintos em bancada a fim de avaliar seu erro em regime e de seguimento de trajetória, tempo de acomodação e robustez a variações de carga.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AliDGK_DISSERT.pdf: 1533034 bytes, checksum: 5570fc0acd3b2b8bab1dc04b3e8c619f (MD5) Previous issue date: 2014-01-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Modeling transport of particulate suspensions in porous media is essential for understanding various processes of industrial and scientific interest. During these processes, particles are retained due to mechanisms like size exclusion (straining), adsorption, sedimentation and diffusion. In this thesis, a mathematical model is proposed and analytical solutions are obtained. The obtained analytic solutions for the proposed model, which takes pore and particle size distributions into account, were applied to predict the particle retention, pore blocking and permeability reduction during dead-end microfiltration in membranes. Various scenarios, considering different particle and pore size distributions were studied. The obtained results showed that pore blocking and permeability reduction are highly influenced by the initial pore and particle size distributions. This feature was observed even when different initial pore and particle size distributions with the same average pore size and injected particle size were considered. Finally, a mathematical model for predicting equivalent permeability in porous media during particle retention (and pore blocking) is proposed and the obtained solutions were applied to study permeability decline in different scenarios / A modelagem do transporte de suspens?es em meios porosos ? essencial para o entendimento de diversos processos de interesse industrial e cient?fico. Durante esses processos as part?culas podem ser retidas devido a diferentes mecanismos, dos quais citamos: exclus?o pelo tamanho, adsor??o, sedimenta??o e difus?o. Neste trabalho, um modelo matem?tico para o mecanismo de exclus?o pelo tamanho foi proposto e solu??es anal?ticas foram encontradas. As solu??es anal?ticas para o modelo proposto, que incorpora as distribui??es de tamanho de poros e de part?culas, foram utilizadas para prever a reten??o de part?culas, o bloqueio de poros e a redu??o de permeabilidade durante a microfiltra??o direta (dead-end microfiltration) em membranas. Foram analisados diversos cen?rios, considerando diferentes distribui??es de tamanho de poros e de part?culas. Os resultados obtidos mostraram que o processo de bloqueio de poros e redu??o de permeabilidade ? fortemente influenciado pelas distribui??es iniciais de tamanho de poros e de part?culas. Esta caracter?stica foi observada mesmo quando diferentes distribui??es iniciais de tamanho de poros e de part?culas com um mesmo tamanho m?dio de part?culas e de poros foi considerado. Finalmente, um modelo matem?tico para a previs?o da permeabilidade equivalente em meios porosos durante a reten??o de part?culas (e bloqueio de poros) foi proposto e as solu??es obtidas foram aplicadas para o estudo do decl?nio da permeabilidade em diferentes cen?rios / 2020-01-01

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-16T18:00:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wilder Francisco Soares Costa - 2014.pdf: 2068928 bytes, checksum: 053e3f6ebe769a97bc3032d2a3af31b9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Rejected by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com), reason: Na citação 0 nome do mestrado é Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional. No final da citação coloque ponto final. on 2015-10-19T13:51:53Z (GMT) / Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-20T14:51:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Wilder Francisco Soares Costa - 2014.pdf: 2068928 bytes, checksum: 053e3f6ebe769a97bc3032d2a3af31b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-20T15:15:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Wilder Francisco Soares Costa - 2014.pdf: 2068928 bytes, checksum: 053e3f6ebe769a97bc3032d2a3af31b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T15:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Wilder Francisco Soares Costa - 2014.pdf: 2068928 bytes, checksum: 053e3f6ebe769a97bc3032d2a3af31b9 (MD5) Previous issue date: 2014-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Inventory control plays an important role in business because they help the financial structure and understanding of it. Due to this fact is of great value that high school students seize their definitions and applications as they are or will be included in the labor market. The purpose of this work was to unite the inventory control with stochastic process, which in this case was the Markov process, through mathematical modeling. To this end, a brief explanation of inventory control and stock was addressed, as stochastic processes and examples, arriving on the Markov Chain that was addressed in a very simple way geared more for matrix multiplication and how to get these matrices. Then took these theories and applied, through modeling, at a small supermarket in inventory control of tomato sauce using Markov chains, allowing a prediction of future orders with the supplier. The work is the result of the Professional Masters and was written with the intention that teachers and high school students can understand the resolutions of the examples presented. / O controle de estoque exerce um papel importante nas empresas, pois auxiliam na estrutura financeira e compreensão da mesma. Devido esse fato é de grande valor que estudantes do ensino médio apreendam suas definições e aplicações pois estão ou serão inseridos no mercado de trabalho. O proposito deste trabalho foi unir o controle de estoque com o processo estocástico, que nesse caso foi o processo Markoviano, através da modelagem matemática. Para tanto, uma breve explanação de controle de estoque e estoque foi abordada, bem como processos estocásticos e exemplificações, chegando nas Cadeias de Markov que foi abordada de uma forma bem simples voltada mais para multiplicação de matrizes e como chegar nessas matrizes. Depois pegou essas teorias e foi aplicada, através da modelagem, em um supermercado de pequeno porte no controle de estoque de molho de tomate usando as cadeias de Markov, possibilitando a previsão de pedidos futuros junto ao fornecedor. O trabalho é fruto do Mestrado Profissional e foi escrito com intenção de que docentes e estudantes do ensino médio possam compreender as resoluções dos exemplos apresentados.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-20T18:27:52Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rosane Gonçalves Ferreira - 2016.pdf: 4272548 bytes, checksum: a5f44a1be60a4ace1d85167dc75c33c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2017-07-07T19:47:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rosane Gonçalves Ferreira - 2016.pdf: 4272548 bytes, checksum: a5f44a1be60a4ace1d85167dc75c33c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:47:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rosane Gonçalves Ferreira - 2016.pdf: 4272548 bytes, checksum: a5f44a1be60a4ace1d85167dc75c33c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Vibrations of mechanical systems have a wide field of research, where many work have been dedicated. Such importance is due to the fact that most human activities involve vibrations. It is worth noting that many device can suffer or produce vibrations, such as, machines, structures, motors, turbines. Vibratory systems, generally can produce complex behavior, thus the analysis of such dynamics behavior needs to use sophisticated mathematical tools. The mathematical model assigns important features of real processes with respect to linear and non-linear differential equations. In this work we are interested in the analysis of behavior of delayed mechanical systems. Time delayed can compromise the performance of controls even adding instability in the systems. On the other hand, write choose of delays can improve its performance. Systems with time delay, similar to ordinary systems, are molded by ordinary and/or partial differential equations, but, unlikely ordinary differential equations, delayed differential equations, also known as functional differential equations, are molded on Banach spaces with infinite dimension, which introduce serious difficulty in analysis of stability, since that, the spectra of solution semi-group associated with the linear part of the model can presents infinite eigenvalues. Thus, our contribution of the study of dynamics behavior of such systems will be in two directions. In the first one, we apply the perturbation method of multiple scales in themodel of differential equations, since that the system shows nonlinear vibrations. It is worth noting that the differential analysis used in the stage regarding differential equations in Banach spaces, which has infinite dimension, this approach differ substantially from standards approaches. Then we obtain numerical solutions for the amplitude at steady state using the Newton Raphson method and then we made a numerical analysis of the model of stability with delay and without delay to different parameters, using the Runge-Kuttamethod. / As vibrações possuem um campo extenso de estudos, ao quais trabalhos inteiros têm sido dedicados. Tamanha importância deve-se ao fato de que a maioria das atividades humanas envolve vibrações. Muitos sistemas construídos sofrem ou produzem vibração, tais como máquinas, estruturas, motores, turbinas e sistemas de controle. Umsistema vibratório geralmente apresenta comportamento complexo, assim a análise do comportamento dinâmicos envolve o uso de ferramentas matemáticas sofisticadas. O modelo matemático incorpora os aspectos importantes do processo real, em termos de equações diferenciais lineares ou não lineares. Neste trabalho nosso objetivo é analisar o comportamento de um modelo de sistemas mecânicos. Os tempos de atrasos quando presentes em controladores e atuadores podem ser motivo de ineficiência ou mesmo causar a instabilidade do sistema. Porém, o controle adequado desses atrasos pode melhorar o desempenho de sistemas mecânicos. Os sistemas com tempo de atraso, assim como os sistemas ordinários, são modelados por equações diferenciais ordinárias ou parciais, mas diferentemente das equações ordinárias, equações com tempo de atraso, também conhecidas como equações funcionais, são modeladas em espaços de dimensão infinita, o que dificulta enormemente a análise de estabilidade, uma vez que, o espectro do semigrupo solução associado à parte linear do modelo pode apresentar infinitos autovalores. Assim, nossa contribuição ao estudo do comportamento dinâmico de tais sistemas foi feito em duas partes. Na primeira, aplicamos o método de perturbação das múltiplas escalas no sistema de equações diferenciais do modelo, uma vez que o sistema apresenta vibrações não lineares. Nesta parte, é importante ressaltar que a análise diferencial usada foi em um espaço de dimensão infinita, também conhecido como espaço de Banach; esta análise difere substancialmente daquela usada no caso ordinário. Em seguida obtemos soluções numéricas para a amplitude em estado estacionário usando o método de Newton Raphson e depois fizemos uma análise numérica da estabilidade do modelo com atraso e sem atraso para diferentes parâmetros, usando o método de Runge- Kutta.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-21T18:17:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Salviano Borges - 2016.pdf: 59885367 bytes, checksum: 3df4277939769ca93ed44eee88f1bf84 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2017-07-07T19:56:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Salviano Borges - 2016.pdf: 59885367 bytes, checksum: 3df4277939769ca93ed44eee88f1bf84 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Salviano Borges - 2016.pdf: 59885367 bytes, checksum: 3df4277939769ca93ed44eee88f1bf84 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / To enlarge the active participation of individuals with disabilities in society, some mechanisms have been developed, such as crustches and wheelchairs. Wheelchairs are widely used, either temporarily or even permanently, allowing greater mobility and independence of the individual. However, the same is subject to the physical limitations of the wheels, requiring regular and hard grouynd to ensure bettermobility. Thus, some studies have suggested repacing the wheels on the legs, since the same part of the evolutionary process allows many terrestrial animals and viable movement to the wheels. The mechanisms with legs given the name of mobile machines. Among the most famous mobile machines are developed by the dutch phisicist Theo Jansen, called by Strandbeest. This study evaluates the repacement of the wheels of wheelchairs, for legs, trying to extend its use in less regular land. Also shown is the pattern of locomotion strcture developed by Jansen and the development of the Jansen similar structure using multiobjective optimizationmethods in order to ensure a new optimum configuration, and obtain a prototype proposed to be coupled in a conventional wheelchair. During the work it is proposed the method of wighted sumwith Pareto, this method related to onedimensionalyzation objectives. It also presents a brief comparison with two other methods –Weihted Sumand Pareto Ordination. / Para ampliar a participação ativa de indivíduos com deficiência na sociedade, alguns mecanismos foram desenvolvidos, como muletas e cadeiras de rodas. As cadeiras de rodas são bastante utilizadas, seja temporariamente ou até mesmo permanentemente, permitindo uma maior mobilidade e independência do indivíduo. Contudo, a mesma encontra-se sujeita às limitações físicas das rodas, necessitando de terrenos regulares e rígidos para garantir uma melhor locomoção. Assim, alguns estudos sugeriram a substituição das rodas por pernas, uma vez que as mesmas fazem parte do processo evolutivo demuitos animais terrestres e permite movimentos inviáveis para as rodas. Os mecanismos dotados de pernas receberam o nome de máquinas móveis. Dentre as máquinas móveis mais famosas encontram-se as desenvolvidas pelo físico holandês Theo Jansen, denominadas por Strandbeest. Este trabalho avalia a substituição das rodas das cadeiras de rodas por pernas, procurando ampliar a sua utilização em terrenos menos regulares. É apresentado também o modelo da estrutura de locomoção desenvolvida por Jansen, além do desenvolvimento de uma estrutura similar à de Jansen, utilizando métodos de otimização multiobjetivo com o intuito de se garantir uma nova configuração ótima, obtendo uma proposta de protótipo a ser acoplado em uma cadeira de rodas convencional. Durante o trabalho propõe-se o método da Soma Ponderada com Pareto, método este relacionado à unidimensionalização de objetivos. Apresenta-se também uma breve comparação com outros dois métodos - Soma Ponderada e Ordenação de Pareto.

Escoamentos bifásicos estão presentes em diversos processos naturais e industriais, como na indústria de petróleo. Podem apresentar-se em diferentes configurações topológicas, ou, padrões de escoamento, entre eles o escoamento estratificado ondulado e o estratificado com mistura na interface. Os escoamentos bifásicos estratificados óleo-água têm sido utilizados como uma forma conveniente de evitar a formação de emulsões de água em óleo em oleodutos e possuem uma ocorrência comum em poços de petróleo direcionais. Quando a onda interfacial ultrapassa determinado limite geométrico e cinemático, surge o fenômeno do entranhamento de gotas, representado por misturas entre as fases junto à interface que promovem um aumento na queda de pressão. Modelos têm sido apresentados pela literatura na tentativa de descrever o fenômeno do entranhamento de gotas. Neste trabalho é apresentada uma nova proposta de modelagem matemática unidimensional para o entranhamento de gotas com o objetivo de melhorar a previsão dos parâmetros envolvidos, em especial, da fração volumétrica de óleo e da queda de pressão bifásica. Também foi utilizada simulação numérica computacional, CFD (Computational Fluid Dynamics), com o uso de software comercial para obtenção dos valores dos parâmetros do escoamento estratificado ondulado óleo-água (fração volumétrica de óleo, queda de pressão, amplitude e comprimento da onda interfacial). Os resultados da modelagem fenomenológica para entranhamento e os de CFD foram comparados com bancos de dados experimentais. Os resultados em CFD mostram concordância com os resultados experimentais, tanto na análise qualitativa das propriedades geométricas das ondas interfaciais, quanto na comparação direta com os dados para fração volumétrica e queda de pressão. Os resultados numéricos da modelagem fenomenológica para fatores de entranhamento apresentam boa concordância com dados da literatura. / Two-phase flows are present in many natural and industrial processes, such as in the oil industry. They may be found arranged in several flow patterns, including the wavy stratified flow and the stratified with mixing at the interface. The stratified oil-water flow has been used as a convenient way to avoid the formation of emulsions of water in oil and have a common occurrence in directional oil wells. When the interfacial wave exceeds a certain geometric and kinematic limit the phenomenon of drop entrainment arises at the interface, causing an increase of pressure drop. Models have been presented in the literature in an attempt to describe the phenomenon of drop entrainment. In this work, we present a new method for the one-dimensional mathematical modeling of entrainment in order to improve the prediction of oil volume fraction and pressure drop. It was also used a commercial computational fluid dynamics tool (CFD) to obtain the values of flow parameters of wavy stratified oil-water flow, such as oil volume fraction, pressure drop, amplitude and length of the interfacial waves. The results of the phenomenological modeling for entrainment and CFD were compared with experimental databases. The CFD results are in agreement with the experimental results in both the qualitative analysis of the geometric properties of the interfacial waves and in direct comparison with oil-volumetric-fraction and pressure-drop data. The numerical results of the phenomenological model for entrainment factors are in agreement with data from the literature.

Foram desenvolvidos estudos de modelagem e simulação numérica de escoamentos bifásicos gás-sólido na coluna ascendente de leitos fluidizados circulantes utilizando um modelo Euleriano de duas fases separadas. O sistema de equações diferenciais parciais conservativas governantes foi obtido através de um procedimento tradicional. Ambas as fases foram assumidas como meio contínuo. Aplicou-se o procedimento de médias estatísticas de Euler, enfatizando a obtenção dos modelos hidrodinâmicos A e B desenvolvidos no IIT/ANL. Realizou-se análise comparativa de correlações para transferência de quantidade de movimento na interface. Discutiu-se a formulação de condições de contorno apropriadas. As equações diferenciais parciais médias foram discretizadas em volumes de controle Eulerianos. As equações de continuidade foram resolvidas implicitamente. As equações de quantidade de movimento foram resolvidas através de um procedimento explícito-implícito. Foram desenvolvidas simulações numéricas para uma coluna ascendente típica de leitos fluidizados circulantes. Desenvolveu-se análise paramétrica da influência de vários aspectos físicos e matemáticos sobre o escoamento. Avaliou-se resultados de simulação através de metodologia de identificação e caracterização de estruturas coerentes. Estudou-se o efeito da função de arrasto na interface sobre os processos dinâmicos que caracterizam estas estruturas coerentes. Foram realizados estudos numéricos de turbulência a partir de resultados de simulação direta. Várias conclusões e recomendações para futuros trabalhos foram propostas com base nas análises realizadas. Foram apresentadas algumas considerações gerais relativas a aspectos críticos na modelagem e simulação com modelo das duas fases separadas. / Studies were carried out on modeling and numerical simulation of gas-solid two-phase flows in the riser of circulating fluidized beds using an Eulerian two-fluids model. The system of conservative partial differential governing equations was derived through a traditional procedure. Both phases were assumed as a continuum. The Euler averaging procedure was applied emphasizing the derivation of the so called hydrodynamic models A and B developed at IIT/ANL. A comparative analysis was performed among correlations for momentum transfer at the interface. The formulation of suitable boundary conditions was discussed. The average partial differential conservative equations were discretized on Eulerian control volumes. The continuity equations were solved implicitly. The momentum equations were solved through an explicit-implicit procedure. Numerical simulation was performed for a typical circulating fluidized bed riser. A parametric analysis was carried out regarding the influence on the flow of various physical and mathematical aspects. Results of simulation were evaluated through a methodology of identification and characterization of coherent structures. The effect of the interface drag function on dynamic features of those coherent structures was addressed. Numerical studies on turbulence were performed from results of direct simulation. Several conclusions and recommendations for future work were put forward on the basis of the performed analyses. Some general considerations were presented regarding critical features of modeling and simulation through Eulerian two-fluids models.

Neste trabalho estudou-se o processo de polimerização de estireno em miniemulsão, através do monitoramento in-line da conversão do monômero e do tamanho das partículas geradas durante o processo de polimerização, através das técnicas espectroscópicas de Infravermelho Próximo (Near Infra Red - NIR) e Raman. As medições off-line de conversão foram feitas através de gravimetria e do tamanho das partículas através de Espalhamento Dinâmico de Luz (Dynamic Light Scattering - DLS). Também foi objeto deste estudo a modelagem matemática do process de polimerização em miniemulsão, assim como sua simulação utilizando o programa Matlab. A metodologia adotada para a obtenção dos resultados envolveu o trabalho experimental de monitoramento da síntese de poliestireno em miniemulsão utilizando iniciador hidrossolúvel (persulfato de potássio), tensoativo (lauril sulfato de sódio) e co-estabilizantes (hexadecano e poliestireno) e equipamento rotor-estator, Ultra Turrax T25, para obtenção da miniemulsão. O modelo matemático envolveu a determinação de equações fenomenológicas representativas do sistema em questão, prevendo as possíveis variações na cinética e fenômenos físico-químicos, decorrentes de variações na formulação prevendo inclusive os mecanismos de nucleação existentes em função da concentração de tensoativo utilizado. Como resultado, este trabalho validou as metodologias avaliadas para monitoramento da conversão e diâmetro das partículas poliméricas e também, ao comparar as metodologias avaliadas, identificou a espectroscopia NIR como metodologia preferencial por não exigir preparação da amostra, fornecer respostas em tempo real, sem defasagem de tempo e também por permitir coletar espectros com pequenos intervalos de tempo, garante melhor precisão e evita a perda de informações do processo. / In this work, is the development of a detailed study of the miniemulsion polymerization process monitoring monomer conversion and particle size along process. Near Infrared Spectroscopy (Near Infra Red - NIR) and Raman Spectroscopy were used to conversion and diameter determination. Gravimetric analyses were used to conversion determination. Dynamic Light Scattering (Dynamic Light Scattering - DLS) to particle size determination. It was also object of this study the Mathematical Modeling of Miniemulsion Polymerization Reaction Kinetic, as well as it simulation using Matlab software. The methodology used to obtain the results involved experimental work to synthesize and monitor miniemulsion polystyrene using water-soluble initiator (potassium persulfate), stabilizer (sodium lauryl sulfate) and co-stabilizers (hexadecane and polystyrene) and rotor-stator equipment Ultra Turrax T25 for miniemulsion obtaining. The mathematical model involved the determination of representative phenomenological equations this system, anticipating the possible variations in kinetics and physical-chemical phenomena, resulting from formulation variations mainly by verifying the surfactant concentration [S] to determine the existing nucleation mechanism when compared with the same surfactant critical micelle concentration [CMC]. The provided mechanisms are: micellar nucleation to [S] [CMC], droplets nucleation and homogeneous nucleation to [S] < [CMC]. As a result, this study validated the proposed methods for monitoring conversion and polymer particles diameter and also compare the evaluated methodologies, identifying NIR spectroscopy as a differential method among others for not to require sample preparation, supply answers in real time, no time delay and also to perform in shorter intervals, preventing the loss of process information.