Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-11T12:54:27Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao Jamilson Dantas.pdf: 3051126 bytes, checksum: 4e60860477d80ad9056e42323594cda3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-13T12:59:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao Jamilson Dantas.pdf: 3051126 bytes, checksum: 4e60860477d80ad9056e42323594cda3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T12:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao Jamilson Dantas.pdf: 3051126 bytes, checksum: 4e60860477d80ad9056e42323594cda3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / A tecnologia avança gradativamente à medida que estudos e pesquisas são realizadas. Com isso, a necessidade de alto poder de computação e segurança dos dados é exigida por usuários comuns, haja vista que equipamentos eletrônicos, sistemas de software, hardware e meios de interconexões (cabos, wireless) tendem a falhar, tornando-se indisponíveis por tempo indeterminado. A indisponibilidade pode ser acometida por falhas, defeitos ou manutenções planejadas, troca de equipamentos ou atualizações de software, tornando-se um desafio para empresas provedoras de serviços em nuvem. Alta disponibilidade em serviços de computação em nuvem é essencial para manter a confiança do cliente e evitar perdas de receita devido a penalidades de violação de SLA’s (acordo de níveis de serviço). Uma vez que os componentes de software e hardware de infraestruturas de nuvem podem ter confiabilidade limitada, mecanismos de tolerância a falhas são meios para atingir os requisitos de confiabilidade necessárias. Este trabalho investiga os benefícios de um mecanismo de replicação warm-standy em um ambiente de computação em nuvem Eucalyptus. Uma abordagem de modelagem hierárquica heterogénea é usada para representar as arquiteturas e avaliar a disponibilidade das infraestruturas. Falhas de hardware e de software são considerados nos modelos analíticos propostos. Estes modelos também são utilizados para a obtenção de equações para calcular a disponibilidade da infraestrutura de nuvem. Para demonstrar a aplicabilidade deste trabalho foram gerados três estudos de caso.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-10T12:41:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5721265 bytes, checksum: bf0ae9188b744f67d47948995f8c9cb7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-10T12:41:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5721265 bytes, checksum: bf0ae9188b744f67d47948995f8c9cb7 (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Desde a síntese do grafeno em 2004, materiais bidimensionais têm atraído a atenção da comunidade científica e têm sido apontados como promessas para aplicações tecnológicas em diversas áreas. Neste trabalho, aplicamos diferentes métodos teóricos para investigar propriedades estruturais de dobras/bordas e furos de materiais bidimensionais. Desenvolvemos modelos elásticos capazes de descrever a resposta de dobras e bordas de materiais bidimensionais à deformação mecânica. O ajuste do modelo aos dados experimentais permite determinar a energia de coesão entre camadas de materiais bidimensionais (que é um desafio do ponto de vista teórico e experimental) e a dependência da rigidez flexural em função do número de camadas do material. Aplicamos métodos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade e investigamos as propriedades estruturais de furos em grafeno, nitreto de boro hexagonal e em estruturas híbridas destes dois materiais. Mais especificamente, fizemos: (i) a comparação da estabilidade energética de furos em grafeno e nitreto de boro (observando que furos em nitreto de boro são mais estáveis que em grafeno); (ii) a investigação da dependência da energia de formação com o tamanho e forma dos furos (observando que a energia de formação tem uma dependência linear com o perímetro dos furos); (iii) a investigação da energia de formação de grafeno dopado com nitreto de boro hexagonal em grafeno furado (explicando a diminuição linear da energia de formação da monocamada dopada em relação a energia de formação a partir do grafeno perfeito usando um modelo de ligação); e (iv) a investigação dos efeitos de passivação/dopagem de bordas de furos em grafeno por N, B, BN e C- H (observando que a tetravacância dopada com N é mais estável que a tetravacância nativa em grafeno, que a estabilidade da tetravacância é aumentada pela adição de N quaternários e que furos terminados em N são mais estáveis que os passivados com H). Desenvolvemos um modelo de ligação capaz de reproduzir com boa concordância a energia total obtida por cálculos de primeiros princípios em furos em grafeno e nitreto de boro. Este modelo requer uma fração extremamente pequena do tempo requerido para a obtenção da energia via cálculos de primeiros princípios, o que possibilita a investigação da estrutura de furos em uma rede hexagonal usando métodos de Monte-Carlo. / Since the synthesis of graphene in 2004, two-dimensional materials have attracted the attention of the scientific community and have been singled out as promises for technological applications in many areas. In this work, we apply different theoretical methods to investigate structural properties of folds/edges and holes of two-dimensional materials. We developed elastic models capable of describing the response of folds and edges of two-dimensional materials to mechanical deformation. Such models agree quantitatively with results of molecular dynamics and with results obtained by our experimental collaborators through scanning probe microscopy for talc and graphene. The adjustment of the model to the experimental data allows to determine the cohesion energy between layers of two-dimensional materials (which is a challenge from a theoretical and experimental point of view) and the dependence of flexural stiffness as a function of the number of layers of the material. Applying first principles methods based on density functional theory we investigated the structural properties of holes in graphene, hexagonal boron nitride and in hybrid structures of these two materials. More specifically, we have done: (i) comparing the energy stability of holes in graphene and boron nitride (noting that holes in boron nitride are more stable than in graphene); (ii) investigation of the energy dependence of formation with the size and shape of the holes (noting that the formation energy has a linear dependence with the perimeter of the holes); (iii) the investigation of energetic conversion of graphene doped with hexagonal boron nitride into bored graphene (explaining the linear decrease of the conversion energy with respect to formation from the perfect graphene using a bonding model); and (iV) investigating the passivation/doping effects of graphene borehole edges by N, B, BN, and CH (noting that N-doped tetravacavity is more stable than native graphene Stability of the tetra-vacancy is increased by the addition of quaternary N and that N-terminated holes are more table than those with H). We have developed a bonding model capable of reproducing with good agreement the total energy obtained by calculations of first principles in holes in graphene and boron nitride. This model requires an extremely small fraction of the time required to obtain the energy through first principles calculations, which makes it possible to investigate the structure of holes in a hexagonal lattice using Monte Carlo methods.

Com o objetivo de melhorar a eficiência as células solares de silício do tipo n+pp+, foi desenvolvido um modelo de otimização teórica visando dar subsídios para otimizar convenientemente as diversas etapas envolvidas no processo de fabricação destes dispositivos. Para levar a cabo o estudo teórico foi desenvolvido um programa considerando as características das três regiões que compõe a célula solar n+, base p e emissor posterior p+. O emissor frontal e a base foram analisados através de modelos teóricos com soluções analíticas, enquanto que a região posterior foi analisada através da teoria clássica. Foram otimizados dois tipos de emissores: homogêneos e duplamente difundidos, utilizando parâmetros internos atualizados. Através dos resultados teóricos obtidos, verificou-se o excelente comportamento dos emissores homogêneos, pouco dopados, profundos e passivados. Melhores resultados teóricos foram obtidos com emissores duplamente difundidos, ou seja, compostos por diferentes níveis de concentrações de dopantes nas regiões passivadas e metalizadas. Entretanto, através da comparação entre emissores homogêneos e os duplamente difundidos, verificou-se uma predominância dos homogêneos para aplicações industriais. Assim sendo, a comparação foi seguida de uma análise da dependência dos emissores homogêneos com o fator de sombreamento metálico (Fm). Uma vez realizadas as otimizações teóricas, passou-se ao desenvolvimento tecnológico de células solares com emissores duplamente difundidos e passivados. Visando incrementar o rendimento das células solares, diversas etapas do processo de fabricação foram implementadas e/ou melhoradas, tais como, o uso de aditivos clorados (C33), na limpeza dos fornos e no crescimento da camada passivadora e anti-refletora do dióxido de silício, a texturização química e a pré-deposição de fósforo em tubo aberto. O sistema anti-refletor (superfície texturizada com dióxido de silício) foi utilizado, uma vez que produziu uma significativa redução da reflexão da superfície frontal da célula solar. As células solares desenvolvidas neste trabalho foram caracterizadas utilizando diversas técnicas como curva IxV no escuro e sob iluminação, curvas de corrente de curto-circuito versus tensão de circuito aberto e respostas espectrais ou eficiências quânticas. Os resultados obtidos mostraram a excelente qualidade alcançada pelos emissores desenvolvidos, tanto com relação à eficiência de coleção para curtos comprimentos de onda, como no referente à pouca contribuição à densidade de corrente de recombinação. Das análises teórico-experimentais realizadas concluiu-se que as células desenvolvidas neste trabalho estão limitadas pela recombinação na região de base, devendo ser este um dos caminhos a ser seguido visando melhorar o rendimento destes dispositivos. A célula mais representativa do processo utilizado alcançou uma eficiência de (16,9 ± 0,3)%, uma tensão de circuito aberto de 639,6mV e uma densidade de corrente de curto-circuito de 33,67mA/cm² (medidas realizadas no National Renewable Energy Laboratory (NREL)). / Searching for the improvement of n+pp+ solar cell efficiencies, a theoretical model was developed in order to optimize the emitter parameters and several technological processes were implemented in the fabrication of these devices. Thus, a code considering the characteristics of the different regions n+ emitter, base region and p+ emitter were developed. The emitter n+ and the base region were analyzed by means of the theoretical model with analytical solutions, while the p+ emitter was analyzed considering the classical theory. Using update parameters, a optimization was made for the two kinds of emitters. And by means of the theoretical results, the excellent behavior of homogeneous emitters when moderately doped, relatively thick and passivated. The best theoretical results were found with two-step diffusion emitters. However, comparing the two kinds of emitters a remarkable importance was found for practical applications of homogeneous emitter. Thus, a comparison considering the dependence of homogeneous emitters on the metal-grid shadowing factor (Fm) was fulfilled. The technological development was fulfilled with some innovations in the fabrication process; such as the use of C33 (in the cleaning of high temperature furnaces, as well as for growing the SiO2), chemical texturizations and phosphorus pre-deposition in open tube furnaces. The anti-reflection system was chosen, considering the theoretical-experimental optimizations developed for anti-reflection coatings. The solar cells were characterized by current density versus voltage curve under darkness and illumination, quantum efficiency and so on. The obtained results showed the excellent quality reached for the developed emitters, as for the internal quantum efficiency as for the low recombination current density. Analyzing the theoretical and experimental results, it was found that the base region is limiting the performance of the cells. Thus, this must be a way of improving the efficiency of these cells. The best solar cell has a short-current density of 33.67mA/cm², an open-circuit voltage 639.6mV and efficiency of (16.9 ± 0.3)%, measured by National Renewable Energy Laboratory (NREL).

Este trabalho apresenta um estudo sobre o transitório da corrente de dreno e métodos de extração de tempo de vida de geração em transistores SOI MOSFETs parcialmente depletados de porta simples, porta dupla e FinFETs de porta tripla. Este estudo foi baseado tanto em simulações numéricas bidimensionais como em dados experimentais extraídos a partir de transistores fabricados no IMEC (Interuniversity Microelectronics Center), que fica na Universidade Católica de Leuven (KUL) na Bélgica. Inicialmente foi analisada a influência da espessura do óxido de porta e da temperatura na extração do tempo de vida de geração dos portadores utilizando o transitório da corrente de dreno. Nesta análise, além do tempo de vida de portadores, outros parâmetros elétricos também foram estudados, como a tensão de limiar, o potencial de superfície na primeira interface e a energia de ativação para criação de um par elétron-lacuna. Com o estudo da influência dos parâmetros de processo no método de determinação do tempo de vida de geração foi possível propor um modelo simples para estimar o tempo de geração dos portadores em função da temperatura. Este modelo foi aplicado experimentalmente e comparado com resultados obtidos através de simulações apresentando um erro máximo de 5%. Fez-se uma análise detalhada do impacto da presença da região de implantação de HALO na extração do tempo de vida de geração baseando-se no transitório da corrente de dreno. Os resultados obtidos através deste estudo possibilitaram a proposta de um novo modelo. O modelo proposto considera tanto o impacto da lateralidade não uniforme da dopagem do canal no efeito de corpo flutuante, devido à presença das regiões de implantação de HALO, como também as cargas controladas pelas junções de fonte e dreno, o que até então não havia sido alvo de estudo na literatura. Com as novas considerações tornou-se possível à análise do transitório da corrente de dreno com a redução do comprimento de canal. A sensibilidade do novo modelo foi ensaiada com a variação de ± 20% nas concentrações da região de canal e de implantação de HALO resultando em um erro máximo de 9,2%. A maior eficiência do acoplamento da porta nos dispositivos de porta dupla, comparando com os de porta única, foi observada através do estudo do comportamento do potencial de corpo destas estruturas. Esta análise resultou na inserção de um parâmetro dependente da espessura do filme de silício, possibilitando a extrapolação do modelo proposto neste trabalho também para os dispositivos de porta dupla. Os resultados obtidos apresentaram um ajuste bastante satisfatório com a variação do comprimento de canal, temperatura e com a variação das concentrações de dopantes da região de canal e da região de implantação de HALO. Por fim, é apresentado um estudo sobre o transitório da corrente de dreno em dispositivos FinFETs de porta tripla, com e sem a região de implantação de HALO, considerando a variação da largura de canal. Através da análise da tensão de limiar, transcondutância e do transitório da corrente de dreno foi possível observar que os dispositivos sem a presença da região de implantação de HALO são mais susceptíveis a influência dos efeitos de corpo flutuante. / This work presents a study of drain current switch-off transients and extraction methods of the generation lifetime in partially depleted SOI nMOSFET transistors of single gate, double gate and triple gate FinFETs. This study is accomplished through two-dimensional numerical simulations and compared with experimental data of devices fabricated in the IMEC (Interuniversity Microelectronics Center), which is in the Catholic University of Leuven (KUL) in Belgium. Initially, it was analyzed the gate oxide thickness and temperature influences on the carrier generation lifetime extraction using the drain current transient. Beyond the generation lifetime, other electric parameters were also analyzed, such as the threshold voltage, the surface potential and the activation energy. Based on process parameter influence study in the determination method of the generation lifetime, it was possible to propose a simple model in order to estimate the carrier generation lifetime as a function of the temperature. This model was experimentally applied and compared to simulated results and it presented a maximum error of 5%. A detailed analysis of the effect of HALO implanted region in the generation lifetime extraction was based on the drain current transient. The results obtained through this study made possible the proposal of a new model. The proposed model considers not only the laterally non-uniform channel profile due to the presence of a HALO implanted region but also the amount of charge controlled by drain and source junctions, a never-before-seen topic in the literature. The new model sensitivity was tested with a ± 20% variation of the doping concentration of the channel and implanted HALO region resulting in a maximum error of 9.2%. Taking the obtained results into consideration, it was possible to analyze the drain current as a function of the channel length reduction. The great efficiency presented by the gate in double gate devices, compared to the single gate ones, was observed through the study of the body potential behavior in this structure. This analysis resulted in the inclusion of a silicon film thickness dependent parameter that made possible the adaptation of the proposed model in this work also for double gate devices. The obtained results presented a good agreement with the channel length variation, temperature and with the doping concentration variation in the channel and HALO implanted region. Finally, it was presented a study about the drain current transient in triple gate FinFET devices, with and without the HALO implanted region, taking the geometric parameter variation into consideration. Through the analysis of the threshold voltage, the transconductance and the drain current transient of the devices, it was possible to observe that the devices without HALO are remarkably more susceptible to the floating body effects influence.

Com o objetivo de melhorar a eficiência as células solares de silício do tipo n+pp+, foi desenvolvido um modelo de otimização teórica visando dar subsídios para otimizar convenientemente as diversas etapas envolvidas no processo de fabricação destes dispositivos. Para levar a cabo o estudo teórico foi desenvolvido um programa considerando as características das três regiões que compõe a célula solar n+, base p e emissor posterior p+. O emissor frontal e a base foram analisados através de modelos teóricos com soluções analíticas, enquanto que a região posterior foi analisada através da teoria clássica. Foram otimizados dois tipos de emissores: homogêneos e duplamente difundidos, utilizando parâmetros internos atualizados. Através dos resultados teóricos obtidos, verificou-se o excelente comportamento dos emissores homogêneos, pouco dopados, profundos e passivados. Melhores resultados teóricos foram obtidos com emissores duplamente difundidos, ou seja, compostos por diferentes níveis de concentrações de dopantes nas regiões passivadas e metalizadas. Entretanto, através da comparação entre emissores homogêneos e os duplamente difundidos, verificou-se uma predominância dos homogêneos para aplicações industriais. Assim sendo, a comparação foi seguida de uma análise da dependência dos emissores homogêneos com o fator de sombreamento metálico (Fm). Uma vez realizadas as otimizações teóricas, passou-se ao desenvolvimento tecnológico de células solares com emissores duplamente difundidos e passivados. Visando incrementar o rendimento das células solares, diversas etapas do processo de fabricação foram implementadas e/ou melhoradas, tais como, o uso de aditivos clorados (C33), na limpeza dos fornos e no crescimento da camada passivadora e anti-refletora do dióxido de silício, a texturização química e a pré-deposição de fósforo em tubo aberto. O sistema anti-refletor (superfície texturizada com dióxido de silício) foi utilizado, uma vez que produziu uma significativa redução da reflexão da superfície frontal da célula solar. As células solares desenvolvidas neste trabalho foram caracterizadas utilizando diversas técnicas como curva IxV no escuro e sob iluminação, curvas de corrente de curto-circuito versus tensão de circuito aberto e respostas espectrais ou eficiências quânticas. Os resultados obtidos mostraram a excelente qualidade alcançada pelos emissores desenvolvidos, tanto com relação à eficiência de coleção para curtos comprimentos de onda, como no referente à pouca contribuição à densidade de corrente de recombinação. Das análises teórico-experimentais realizadas concluiu-se que as células desenvolvidas neste trabalho estão limitadas pela recombinação na região de base, devendo ser este um dos caminhos a ser seguido visando melhorar o rendimento destes dispositivos. A célula mais representativa do processo utilizado alcançou uma eficiência de (16,9 ± 0,3)%, uma tensão de circuito aberto de 639,6mV e uma densidade de corrente de curto-circuito de 33,67mA/cm² (medidas realizadas no National Renewable Energy Laboratory (NREL)). / Searching for the improvement of n+pp+ solar cell efficiencies, a theoretical model was developed in order to optimize the emitter parameters and several technological processes were implemented in the fabrication of these devices. Thus, a code considering the characteristics of the different regions n+ emitter, base region and p+ emitter were developed. The emitter n+ and the base region were analyzed by means of the theoretical model with analytical solutions, while the p+ emitter was analyzed considering the classical theory. Using update parameters, a optimization was made for the two kinds of emitters. And by means of the theoretical results, the excellent behavior of homogeneous emitters when moderately doped, relatively thick and passivated. The best theoretical results were found with two-step diffusion emitters. However, comparing the two kinds of emitters a remarkable importance was found for practical applications of homogeneous emitter. Thus, a comparison considering the dependence of homogeneous emitters on the metal-grid shadowing factor (Fm) was fulfilled. The technological development was fulfilled with some innovations in the fabrication process; such as the use of C33 (in the cleaning of high temperature furnaces, as well as for growing the SiO2), chemical texturizations and phosphorus pre-deposition in open tube furnaces. The anti-reflection system was chosen, considering the theoretical-experimental optimizations developed for anti-reflection coatings. The solar cells were characterized by current density versus voltage curve under darkness and illumination, quantum efficiency and so on. The obtained results showed the excellent quality reached for the developed emitters, as for the internal quantum efficiency as for the low recombination current density. Analyzing the theoretical and experimental results, it was found that the base region is limiting the performance of the cells. Thus, this must be a way of improving the efficiency of these cells. The best solar cell has a short-current density of 33.67mA/cm², an open-circuit voltage 639.6mV and efficiency of (16.9 ± 0.3)%, measured by National Renewable Energy Laboratory (NREL).

Os dispositivos móveis agregam mobilidade, comodidade e facilidade de uso, contudo, têm o tempo de funcionamento limitado pela duração da fonte de energia, ou seja, pelo tempo de vida da bateria. As baterias recarregáveis, utilizadas em dispositivos móveis, têm capacidade finita para armazenamento de energia, necessitando a cada período de uso uma recarga. Diante disso, investigar o comportamento dinâmico do processo de descarga de uma bateria, visando predizer o seu tempo de vida e, por consequência o tempo de funcionamento do dispositivo móvel, tem fundamental importância. Um dos métodos para realizar a predição é a utilização de modelos matemáticos. Estes descrevem o comportamento dinâmico da descarga de uma bateria a partir de suas características físicas reais ou de um conjunto reduzido de dados obtidos em ensaios. Neste contexto, o presente trabalho realiza a modelagem matemática para predição do tempo de vida de baterias de Lítio-Íon Polímero (Li-Po) a partir da aplicação de modelos analíticos tradicionais. São analisados e validados os principais modelos desta classe a partir de ensaios reais. Além disso, uma extensão à Lei de Peukert é desenvolvida, com ganho significativo de acurácia, bem como propostas novas metodologias de resolução aos modelos cinético de Manwell e McGowan, e ao modelo de difusão de Rakhmatov e Vrudhula, melhorando sensivelmente seus desempenhos, no que se refere a predição do tempo de vida de baterias do tipo Li-Po. / 100 f.

A procura por dispositivos móveis tem aumentado significativamente nos últimos anos, devido à praticidade que eles oferecem ao cotidiano dos usuários, tais como, mobilidade, comodidade e fácil acesso à comunicação e à rede sem fio. Contudo, a utilização destes dispositivos depende do tempo de vida das baterias que os alimentam, sendo este tempo finito, necessitando a cada período de uso uma recarga. Desta forma, conhecer o tempo pelo qual a bateria consegue fornecer energia ao dispositivo sem a necessidade de conexão a uma fonte de energia externa tem sido de fundamental importância no desenvolvimento de dispositivos móveis. Uma maneira de realizar esta predição é através do uso de modelos matemáticos que descrevem o processo de descarga das baterias a partir de suas características físicas reais, ou de um conjunto de dados obtidos em ensaios experimentais. Neste contexto, será apresentado um estudo sobre os modelos analíticos – Linear, Lei de Peukert, Lei de Peukert Estendida, cinético de Manwell-McGowan e, o modelo de difusão de Rakhmatov e Vrudhula – utilizados para predizer o tempo de vida de bateria que alimentam dispositivos móveis. A classe de modelos analíticos foi escolhida, pois utiliza um conjunto reduzido de equações para calcular o tempo de vida da bateria, possui menos parâmetros para serem estimados quando comparado aos demais modelos matemáticos, e apresenta simulação computacionalmente flexível e eficiente. Estes modelos são analisados e validados a partir de ensaios reais, objetivando verificar através de uma análise comparativa qual o modelo analítico é mais acurado para a predição do tempo de vida de baterias de Lítio Íon Polímero (LiPo), considerando o mesmo cenário de simulação, e utilizando perfis de descarga constantes e variáveis, baseadas em um conjunto de operações rotineiras realizadas em um telefone celular do tipo smartphone. Os resultados simulados são comparados com os resultados experimentais obtidos a partir de uma plataforma de testes, verificando que o modelo analítico de difusão de Rakhmatov e Vrudhula é o mais acurado no que se refere à predição do tempo de vida de baterias do tipo LiPo. / 122 f.

A utilidade, comodidade e facilidade presentes no uso de dispositivos eletrônicos mó- veis, como celulares, tablets e notebooks, fez com que o mercado destes aparelhos expandisse. Além das vantagens citadas, estes dispositivos também fornecem aos seus usuários a possibilidade de mobilidade durante seu uso, pois são alimentados por baterias recarreg áveis. Deste modo, a funcionalidade destes aparelhos está diretamente ligada a suas baterias, o que torna importante o estudo do tempo de vida das mesmas. Uma alternativa para tal estudo é o emprego da modelagem matemática. Na literatura técnica há várias categorias de modelos matemáticos utilizados para realizar essa predição, entre eles estão os modelos analíticos, que são caracterizados por equações fundamentadas em leis físicas ou empíricas, possuem compreensão e implementações computacionais acessíveis, além de serem considerados de boa acurácia, podendo ser adaptados a diferentes tipos de baterias. Neste sentido, a presente pesquisa tem por objetivo avaliar cinco modelos analíticos, o modelo Linear, a Lei de Peukert, a Lei de Peukert Estendida, o modelo Ki- BaM e o modelo de Rakhmatov e Vrudhula, utilizando a teoria Estatística, estabelecendo critérios e considerando diferentes conjuntos de dados para a estimação dos parâmetros empíricos dos modelos. Critérios para a validação também foram estabelecidos. Além disto, investigou-se qual a metodologia mais indicada para a estimação dos parâmetros do modelo KiBaM, e qual a medida de tendência central é mais adequada para determinar a imprecisão nal dos modelos a partir dos erros obtidos para os per s de descarga utilizados na validação. Para validar os modelos, os tempos de vida simulados foram comparados com os tempos de vida obtidos de uma plataforma de teste, considerando oito baterias novas de Lítio Íon Polímero (Li-Po) modelo PL-383562-2C. Por m, é observado que a Lei de Peukert e o modelo de Rakhmatov e Vrudhula possuem maior acurácia que os demais quando seus parâmetros empíricos são estimados pelo método dos Mínimos Quadrados não linear, observa-se também que os modelos obtiveram melhores resultados quando seus parâmetros empíricos foram estimados com conjuntos de 4 e 6 dados, e que todos os modelos apresentaram boa acurácia, pois todos os erros foram inferiores a 5%. / 99 f.

Tubos flexíveis e cabos umbilicais têm sido bastante utilizados pela indústria petrolífera em aplicações offshore nos últimos anos. Os primeiros consistem num tipo de tubulação usada para o transporte de vários tipos de fluidos, geralmente trabalhando a alta pressão. Já os cabos umbilicais são usados para permitir o controle e a comunicação entre equipamentos submersos e de superfície. Quanto à concepção estrutural, os dois tipos de produto são muito semelhantes, apresentando diversas camadas metálicas combinadas com camadas plásticas concêntricas de modo a formar uma estrutura com grande rigidez axial e torcional, porém baixa rigidez flexional. O escopo deste trabalho é o estudo de modelos analíticos para a previsão do comportamento estrutural de tubos flexíveis e cabos umbilicais. Inicialmente são propostos modelos para a análise local destas estruturas, sob a ação de carregamentos de tração, torção, pressão interna, externa e flexão, agindo isoladamente ou combinados. São propostos modelos analíticos consistentes para cada camada, resultando num sistema de equações algébricas que, ao ser resolvido, fornece os valores de tensões e deformações nas diversas camadas, bem como os valores de rigidez equivalente axial, flexional e torcional do tubo/cabo. São feitas várias comparações entre os resultados obtidos analiticamente e resultados experimentais obtidos na literatura para diversos tubos e cabos. A importância dos modelos desenvolvidos fica evidente numa análise do comportamento global para a previsão de instabilidade de linhas sob carregamento combinado de torção e compressão dinâmica. Através de uma análise consistente, mostra-se que a clássica equação de Greenhill também pode ser utilizada para a determinação das cargas críticas de flambagem em barras curvas de grande comprimento, sendo o comprimento de flambagem da barra estimado a partir da relação de dispersão de onda flexional numa viga reta. Vários exemplos de determinação da carga crítica de flambagem são abordados, envolvendo tanto risers rígidos quanto flexíveis. Uma atenção especial ao estabelecimento e discussão de hipóteses é dada em todos os modelos propostos. / Flexible pipes and umbilical cables have been largely used by the oil industry in offshore applications in these last years. The former are a kind of pipeline structure used for conducting several fluids, often working at high pressure, while the latter are cables used to provide control and communication links between seafloor and surface equipments. Regarding their structural design, both flexible pipes and umbilicals are quite similar, presenting a number of steel armour layers combined with polymeric layers disposed in such a way to form a structure which is stiff under torsion and traction, but compliant under bending. The aim of this work is the study of analytical models to predict the structural behaviour of flexible pipes and umbilicals. At first, local analysis of such structures is undertaken, considering combined loadings of traction, torsion, internal and external pressures and bending. Consistent analytical models, proposed for each layer, are then combined to result in a system of algebraic equations that is solved for the stresses and deformations in the layers. Equivalent axial, torsional and flexural stiffness values for the pipe/umbilical are also obtained. Several comparisons between analytical results and experimental results obtained in the literature are also made, involving both flexible pipes and umbilicals. The importance of the developed models is highlighted in an analysis of the global structural behaviour made to predict the instability condition of flexible lines under the action of dynamic compression and twisting moment. Through a consistent analysis, it is shown that the classical Greenhill formula can also be used to determine critical buckling loads for long curved rods. In this case, an estimate for the buckling lenght is given by the flexural wave dispersion relation of a straight beam. Several examples, involving both SCRs and flexible pipes, illustrate the method of critical buckling load determination. Emphasis is also given in the establishment and discussion of hypotheses for all proposed models.

Submitted by Julio Henrique Hartmann (juliohenrique@msn.com) on 2018-04-16T06:15:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final Julio Henrique Hartmann.pdf: 2243165 bytes, checksum: dd94af85066e93f95365876d2a3c7e82 (MD5) / Approved for entry into archive by Raphael Vilas Boas (raphaelboas@ibict.br) on 2018-04-25T18:45:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_final Julio Henrique Hartmann.pdf: 2243165 bytes, checksum: dd94af85066e93f95365876d2a3c7e82 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T18:45:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_final Julio Henrique Hartmann.pdf: 2243165 bytes, checksum: dd94af85066e93f95365876d2a3c7e82 (MD5) Previous issue date: 2014 / In this work we examined theoretically via computer simulation of first principles, the interaction of graphene with the molecules of resveratrol and quercetin. To do this, use the Density Functional Theory and the pseudopotential method as implemented in the SIESTA computer code. Resveratrol is an antioxidant drug and several studies have highlighted and proven the benefits of resveratrol health. This has been shown flavonoid chemopreventive, antioxidant, antiplatelet, antifungal, anti-inflammatory, cardioprotective, among others. Quercetin is the main flavonoid present in the human diet and its therapeutic properties have been studied in recent decades, highlighting the potential antioxidant, anticarcinogenic and its protective effects on renal, cardiovascular and hepatic systems, and also has antimicrobial activity. However, these two drugs are very unstable. In this regard, the main motivation is to use graphene with these two drug molecules to overcome the instability of the same, because of the properties of graphene Its primary is exactly be electrochemically stable. Our results show that the most stable configuration for the binding energy of quercetin with graphene was 0.93 eV and resveratrol value found for the binding energy was 0.53 eV indicating the occurrence of weak interaction through physical adsorption. Analyzing the band structure of the interacting systems, we found that no significant changes occur in the electronic properties compared to pure graphene. The stability of the molecules was improved due to charge transfer and the decrease of the total energy of the molecules. / Neste trabalho analisamos, teoricamente, via simulação computacional de primeiros princípios, a interação do grafeno com as moléculas de resveratrol e quercetina. Para isso, utilizamos a Teoria do Funcional da Densidade e o método de pseudopotenciais conforme implementados no código computacional SIESTA. O resveratrol é um fármaco antioxidante e vários estudos têm destacado e comprovado os benefícios do resveratrol à saúde. Este flavonóide tem demonstrado propriedades quimiopreventivas, antioxidantes, antiplaquetárias, antifúngicas, anti-inflamatórias, cardioprotetoras, entre outras. A quercetina é o principal flavonóide presente na dieta humana e suas propriedades terapêuticas têm sido estudadas nas últimas décadas, destacando-se o potencial antioxidante, anticarcinogênico e seus efeitos protetores aos sistemas renal, cardiovascular e hepático, sendo que possui também atividade antimicrobiana. Entretanto, estes dois fármacos são bastante instáveis. Neste sentido, a principal motivação do trabalho é utilizar o grafeno com estas duas moléculas de fármacos para suprir a instabilidade das mesmas, pois uma das propriedades precípuas do grafeno é justamente ser eletroquimicamente estável. Nossos resultados mostram que para as configurações mais estáveis, a energia de ligação da quercetina com o grafeno foi de 0,93 eV e para o resveratrol o valor encontrado para a energia de ligação foi de 0,53 eV indicando a ocorrência de interação fraca por meio de adsorção física. Analisando a estrutura de bandas dos sistemas interagentes, observamos que não ocorrem alterações significativas nas propriedades eletrônicas quando comparadas com o grafeno puro. Em relação à estabilidade das moléculas houve uma melhora devido à transferência de carga, à diminuição da energia total das moléculas e ao fato de que não houve alteração significativa na geometria dos sistemas.