O sistema agroindustrial da soja é uma atividade econômica fundamental na Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, que contempla a produção de grãos e empresas fabricantes de secadores. Considerando os grandes volumes das colheitas e que praticamente toda a colheita de grãos, antes do armazenamento, é exposta ao processo de secagem, toda melhoria e aceleração nesse processo fornece um benefício econômico significativo. Essa economia justifica a pesquisa para o desenvolvimento e otimização de secadores, em que a aplicação da modelagem matemática e da simulação numérica são recursos essenciais. Nesta tese foram desenvolvidos um modelo matemático e um programa computacional para simular o processo de secagem de soja em secadores do tipo torre de coluna com fluxo contínuo e múltiplos estágios. Os processos de transferência de calor e de massa foram descritos por um sistema de quatro equações diferenciais parciais não-lineares, resolvido pelo método de MacCormack. Os termos-fonte destas equações foram definidos por equações auxiliares semiempíricas, obtidas através de dados experimentais em camada fina. Para obter os dados experimentais da dinâmica de secagem da soja em camada fina no campo de abrangência da temperatura do ar de secagem de 45 a 110 ºC, da velocidade do ar de secagem de 0 a 2,5 m/s, da umidade relativa do ar de secagem de 10 a 30% e do teor de umidade inicial do grão de 13 a 32% e validar o modelo foi desenvolvido um equipamento que permitiu a variação da umidade, temperatura e velocidade do ar. Os experimentos foram conduzidos em leito fixo. O modelo de secagem do grão com dois compartimentos foi escolhido para a representação da camada fina, pois o estudo experimental mostrou que o coeficiente de difusão médio depende da distribuição de umidade dentro do grão. Nesses compartimentos os coeficientes de secagem são diferentes e variam em função da temperatura. A comparação entre os resultados experimentais e as simulações em camada fina e camada espessa unidimensional apresentam concordância satisfatória, indicando diferenças relativas médias inferiores a 7%. Simulações foram realizadas para diferentes esquemas de secadores de fluxo contínuo, incluindo esquema para economia de energia com a recirculação do ar para o resfriamento e secagem de grãos. As simulações permitiram avaliar a eficiência energética de cada esquema, sendo que o reaproveitamento do calor do ar de recirculação provocou uma economia média de combustível entre 28,5 e 41%, e um rendimento da secagem entre 39,7 e 68%, dependendo do esquema de secador analisado. / The agroindustrial system of soybeans is an essential economic activity in the northwest region of Rio Grande do Sul, which includes the grain production and manufacturers of dryers. Considering the large volumes of crops and that practically every grain harvest, before storage, is exposed to drying process, every improvement and acceleration in this process provides a significant economic benefit. This economy justifies the research for the development and optimization of dryers, where the application of the mathematical modeling and numerical simulation are essential resources. In this thesis, a mathematical model and a computer program were developed to simulate the soybeans drying process in column dryers with continuous flow and multistage. The processes of heat and mass transfer were described by a system of four non-linear partial differential equations solved by the MacCormack method. The source terms of these equations were determined by auxiliary semi-empirical equations obtained from thin layer experimental data. To obtain the thin layer experimental data from drying soybean dynamics in temperature range from 45 to 110 ° C, velocity range from 0 to 2.5 m / s, air relative humidity 10 to 30%, grain moisture content from 13 to 32% and validate the model, an equipment which allowed the variation of humidity, temperature and air velocity was developed. The experiments were conducted in a fixed bed. The twocompartment grain drying model has been chosen to represent the thin layer, because the experimental study showed that the average diffusion coefficient depends on the distribution of moisture within the grain. In these compartments the drying coefficients are different and vary depending on the temperature. The comparison between experimental results and simulations on thin layer and unidimensional thick layer show satisfactory agreement, indicating average differences lower than 7%. Simulations were made for different schemes of continuous flow dryers, including energy saving scheme with recirculation of air for cooling and drying of grain. The simulations permitted to evaluate the energy efficiency of each scheme, and the reuse of heat from the recirculated air caused an average fuel economy of 28.5 and 41%, and a drying efficiency between 39.7 and 68%, depending on the chosen scheme.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-11-01T17:09:07Z No. of bitstreams: 1 2006_David Meister.pdf: 3317299 bytes, checksum: 1f62d470580160e5d1e6688e84cdffeb (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-11-10T11:16:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_David Meister.pdf: 3317299 bytes, checksum: 1f62d470580160e5d1e6688e84cdffeb (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-10T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_David Meister.pdf: 3317299 bytes, checksum: 1f62d470580160e5d1e6688e84cdffeb (MD5) Previous issue date: 2006-11-25 / O transformador é um dos elementos críticos de um sistema elétrico de potência e, desta forma, a rede é planejada segundo critérios de confiabilidade que visam assegurar a disponibilidade deste eleme nto mesmo na hipótese de contingências. Dada a importância do transformador para o sistema, justifica-se o investimento em estudos a fim de desenvolver modelos matemáticos para melhor compreender as características do equipamento. O modelo deve possuir duas características básicas e nem sempre conciliáveis: simplicidade das funções matemáticas e acurácia dos resultados. Na verdade, deve-se considerar na formulação do modelo uma relação de compromisso, na medida em que uma maior precisão numérica implica, geralmente, em sofisticação e aumento do custo analítico da solução. A metodologia utilizada no trabalho consistiu na realização dos tradicionais ensaios em vazio e em curto-circuito do transformador para determinação dos parâmetros do circuito equivalente e da resposta em freqüência do sistema. A seguir, procurou-se obter funções de aproximação polinomiais que representassem de maneira satisfatória o comportamento dos parâmetros do modelo desenvolvido. A solução dos sistemas de equações associados foi caracterizada como um Problema de Mínimos Quadrados Linear, pois deve-se minimizar a função objetivo residual que traduz o erro entre o valor real do parâmetro e as estimativas obtidas pelas funções de aproximação. A aplicação do Método dos Mínimos Quadrados possibilitou determinar funções de estimação ótimas para os parâmetros do circuito equivalente do transformador. A análise dos resultados obtidos permite inferir que os modelos desenvolvidos constituem boas representações para o transformador, pois há pequeno erro relativo entre as medidas reais advindas dos ensaios e aquelas estimadas com o uso dos polinômios de estimação. A conclusão principal foi que os parâmetros associados às perdas Joule, ao fluxo de dispersão e ao fluxo de magnetização são adequadamente representados por funções polinomiais de terceiro grau, ao passo que as perdas no núcleo são bem representadas por funções polinomiais de segundo grau. / The transformer is one of the critical elements of an electrical power system and, therefore, the network is planned according to confidence criteria in order to ensure the avaialability of this element even under constraints. Due to the importance of the transformer to the system, the investment in studies is justified in order to develop mathematical models for better understanding the equipment characteristics. The model must have two basic characteristics that are not always easy to conciliate: simplicity of the mathematical functions and accuracy of the results. In fact, a relation must be considered in the model formulation in the sense that a larger numerical precision implies, in general, in sophistication and increase of the analitical cost of the solution. The methodology used in this work consisted in the traditional open and short-circuit tests of the transformer to determine the equivalent circuit parameters and the frequency response of the system. After that, the task was to find approximation polynomial functions that should satisfactorily represent the parameters’ behavior of the developed model. The solution of the associated equations systems was characterized as a Linear Least Squares Problem, since the residual function, which represents the error between the real value of the parameter and the estimates obtained by the approximation functions, must be minimized. The use of Least Squares Method allowed the determination of the best approximation functions for the parameters of the equivale nt circuit of the transformer. The analysis of the obtained results leads to the conclusion that the developed models do constitute good representations to the transformer because there is little relative error between the real experimental values of the tests and those estimated with the use of polynomial estimation. The major conclusion was that the parameters associated to the Joule losses and to the dispersion and magnetization fluxes are reasonably represented by third degree polynomial functions and, besides, the core losses are well represented by second degree polynomial functions.

Ingeniero Civil Industrial / En 2012, Uruguay inició su Sistema Nacional de Inversión Pública (SNIP), con él pretende dar un mejor enfoque a la entrega de recursos en función de las prioridades nacionales. Desde entonces, se ha regularizado la estimación de precios sociales de factores básicos de producción como la mano de obra, la divisa y la tasa social de descuento. El presente trabajo de título pretende realizar una estimación de los precios sociales, concerniente a proyectos de transporte, como apoyo a un estudio para la Oficina de Planeación y Presupuesto (en adelante OPP), dependiente de la secretaria nacional de la presidencia en Uruguay. Se propuso hacer una revisión a los principales aspectos teóricos relacionados al cálculo de precios sociales, en particular, el trabajo realizado consistió primero en la definición de los precios sociales atingentes al transporte, para posteriormente realizar una revisión bibliográfica respecto a los modelos y métodos de estimación y, finalmente, realizar la estimación propiamente tal de los precios sociales relacionados del transporte. Para esto, se recopilaron las estructuras de costos y la información pública respecto a los precios sociales de factores básicos de producción, para, posteriormente, calcular las razones de precio social de cada bien. Se decidió por un modelo de equilibrio general para los precios sociales de los combustibles, lubricantes, asfaltos y transporte carretero de carga, y se optó por un modelo de equilibrio parcial para el Valor Social del tiempo. De los resultados obtenidos se tiene que la razón de precio social (RPS) del combustible para los tres principales, Nafta, Gas-Oil y Fuel-Oil, es 0,58, 0,89 y 0,935 respectivamente. El RPS de los lubricantes es 0,935. Para el RPS del Asfaltos se obtuvo un valor de 0,809, mientras que el RPS para el transporte carretero de carga, fue de 0,7736 y 0,7885 para camiones de tipo I y II respectivamente. Respecto al valor social del tiempo, se obtuvo un valor de $40 pesos uruguayos por hora para rutas urbanas. Para áreas interurbanas $82,82 para automóviles, $109,81 para camionetas, $121,89 para camiones y $479,62 para buses interurbanos. Finalmente para áreas rurales se obtuvo $90,96 para automóviles, $12,60 para camionetas, $133,87 para camiones y $247,80 para buses rurales. Como conclusión, se espera que este trabajo sirva como guía metodológica para las futuras actualizaciones en base a los precios de mercado o nuevos antecedentes de los bienes estudiados.

Este trabalho trata da modelagem e controle do radiotelescópio de Itapetinga (Atibaia, SP). Ele compreende não só síntese dos modelos e sintonia dos controladores, mas também identificação de sistemas, validação experimental de modelo e controle, reespecificação de componentes, sugestão de nova arquitetura de automação e controle e direcionamento do desenvolvimento que deve ser feito em futuros trabalhos. A parte inicial desta dissertação trata dos principais conceitos envolvidos e do levantamento de informações preliminares para a compreensão do sistema a ser modelado. A seguir é feita a modelagem matemática dos diversos componentes que formam os sistemas de posicionamento dos eixos de elevação e azimute. São então identificados experimentalmente os coeficientes matemáticos dos modelos e são feitas suas validações experimentais. Os controladores PID são sintonizados, baseados na simulação das malhas de controle através das ferramentas matemáticas MATLAB e Simulink. A validação experimental dos controladores é feita e comparada ao sistema de controle atual. São feitos os encaminhamentos das definições de novos motores e amplificadores e desenvolvida uma nova proposta de arquitetura para controle e supervisão do radiotelescópio, dando a ele funcionalidades muito além das que existem atualmente. Finalmente é dado o direcionamento dos próximos passos de desenvolvimento dos modelos, controladores e arquitetura de controle. Com este trabalho procura-se aumentar significativamente o entendimento do sistema de posicionamento do radiotelescópio, criando novos horizontes para o controle, operação, supervisão e manutenção do mesmo. / This work covers the modeling and control of the radio telescope of Itapetinga (Atibaia, SP). It tackles not only model synthesis and controllers tuning, but also system identification, experimental validation of model and control, re-specification of components, as well as a suggestion of a new automation and control architecture, and suggestions for future works. The initial part of this dissertation covers the main concepts and preliminary information for the understanding of the system to be modeled. Then a math model of the several components that form the pointing systems of the elevation and azimuth axis is done, followed by the experimental identification and validation of the math coefficients for the model. PID controllers are tuned based on the simulation of control loops using the math tools MATLAB and Simulink. Then the experimental validation of the controllers is done and compared to the current system control. Preliminary definitions of new motors and amplifiers are suggested, and a new proposal of architecture for radio telescope\'s control and supervision is developed, expanding its functionalities far beyond the ones available today. Finally, directions for the next steps to be taken in order to develop models, controllers and control architecture are given. This work aims to greatly increase the understanding of the radio telescope\'s pointing system, creating new horizons for its control, operation, supervision and maintenance.

Este trabalho tem como escopo o desenvolvimento de um modelo matemático representativo do processo de enxerto de anidrido maleico em polietileno, processo conhecido como grafting, com o objetivo de prever as modificações no grau de enxerto e teor de gel. Neste processo utiliza-se um iniciador, geralmente um peróxido, para gerar radicais livres, os quais abstraem hidrogênio das moléculas do polímero, gerando radicais poliméricos. O anidrido maleico pode reagir com estes radicais poliméricos, enxertando-se à cadeia polimérica, ou com os radicais fragmentos do iniciador. O mecanismo inclui também as reações de terminação entre os diferentes tipos de radicais presentes. O teor de gel é calculado a partir do grau de formação de ligações cruzadas utilizando-se a aproximação de Charlesby-Pinner. As constantes cinéticas do modelo foram estimadas via regressão não-linear, usando dados experimentais obtidos na literatura, e o modelo foi validado com outros conjuntos de dados, também obtidos da literatura. O modelo obtido mostrou-se capaz de representar adequadamente os dados experimentais em diferentes condições. / The scope of this work is the development of a mathematical model that can represent the process of grafting of maleic anhydride in polyethylene. The objective of this model is to preview the main modifications in polymer structure, as degree of grafting and degree of gel. In this process, an initiator, generally a peroxide) is used to generate free radicals that can abstract hydrogen from the polymer molecules, producing polymeric radicals. Maleic anhydride can react with these polymeric radicals, resulting in grafted polymer chains, or with the initiator radicals. This mechanism includes termination reactions between the different types of radicals present. Gel content was calculated from the crosslinking degree using the approximation of Charlesby-Pinner. Kinetic constants of the model were estimated through non-linear regression, by fitting the model to experimental data taken from literature. The model obtained was further tested using other data sets obtained from literature. The developed model was able to represent adequately the experimental data under different conditions.

No presente estudo é descrito e implementado um modelo para estimar a razão de hedge, que indica a proporção da posição em contratos futuros em relação à posição à vista, que um agente deve assumir para se proteger de oscilações desfavoráveis dos preços. A aplicação é feita para alguns produtos agropecuários que têm contratos negociados na Bolsa de Mercadorias & Futuros, quais sejam, o açúcar cristal, o algodão em pluma, o boi gordo e o café arábica. Com as operações de hedge, o agente pode estar buscando travar em algum instante futuro um valor a receber por cada unidade que esteja transacionando no mercado físico. Devido à existência de um comportamento aleatório no diferencial entre os preços dos mercados físico e de futuros, o valor a receber pela operação não pode ser fixado com exatidão, o que abre espaço para a discussão de modelos que minimizam a variância do retorno obtido com as operações de hedge. Os modelos de minimização da variância de uma carteira são expostos em um capítulo que também trata de modelos que maximizam a utilidade esperada do retorno da função de riqueza dos agentes. Assim, este trabalho faz uma revisão de alguns dos principais modelos de tomada de decisão de hedge, esclarecendo pressupostos e limitações desses. Para a estimação da regra de decisão derivada nos modelos teóricos são revistos os modelos de heterocedasticidade condicional e os modelos de correção de erro, que levam em consideração a relação de co-integração entre as variáveis. Os resultados obtidos com a implementação de tais modelos indicam que estratégias elaboradas com modelos econométricos mais simples, baseados em regressões simples ou múltiplas das séries, podem garantir bons resultados se comparados com modelos mais complexos, analisando algumas estatísticas relacionadas com a redução percentual da variância do retorno desses modelos em relação à estratégias ingênuas. Os modelos de heterocedasticidade condicional parecem não garantir uma melhora expressiva nas estratégias ajustadas diante de alguns custos de transação. Por fim, foi constatado que para períodos diferentes do vencimento dos contratos futuros a razão de hedge assume valores relativamente baixos, entre 20% e 35%, com exceção do café arábica que chegou à 65% / not available

Resumo não disponível.

Para a pesquisa, utilizou-se um concreto asfáltico com ligante modificado com borracha ensaiado nas dependências do LAPAV-UFRGS, sob compressão diametral de cargas cíclicas, cujo procedimento é brevemente descrito, associando-se os seus procedimentos com as hipóteses assumidas na modelagem, o que é importante na concepção do modelo empregado. Apresenta-se e discute-se o manuseio dos dados experimentais para o modelo, bem como a escolha do modelo constitutivo adotado, no qual se optou por um modelo viscoelástico linear anisotrópico simplificado, cujas equações base e métodos para calibração são apresentados, discutidos e comparados, bem como os resultados das calibrações dos três primeiros ciclos de carga-descanso, no qual se obteve uma excelente descrição do comportamento do material, o que foi comprovado nas previsões dos dois ciclos seguintes. As previsões de resultados a ensaios sob diferentes condições aos das calibrações mostraram resultados qualitativamente bons às freqüências de ciclo de 1 Hz, comprovados na comparação das curvas de deslocamentos normalizadas. Para a pesquisa, utilizou-se um concreto asfáltico com ligante modificado com borracha ensaiado nas dependências do LAPAV-UFRGS, sob compressão diametral de cargas cíclicas, cujo procedimento é brevemente descrito, associando-se os seus procedimentos com as hipóteses assumidas na modelagem, o que é importante na concepção do modelo empregado. Apresenta-se e discute-se o manuseio dos dados experimentais para o modelo, bem como a escolha do modelo constitutivo adotado, no qual se optou por um modelo viscoelástico linear anisotrópico simplificado, cujas equações base e métodos para calibração são apresentados, discutidos e comparados, bem como os resultados das calibrações dos três primeiros ciclos de carga-descanso, no qual se obteve uma excelente descrição do comportamento do material, o que foi comprovado nas previsões dos dois ciclos seguintes. Para a pesquisa, utilizou-se um concreto asfáltico com ligante modificado com borracha ensaiado nas dependências do LAPAV-UFRGS, sob compressão diametral de cargas cíclicas, cujo procedimento é brevemente descrito, associando-se os seus procedimentos com as hipóteses assumidas na modelagem, o que é importante na concepção do modelo empregado. Apresenta-se e discute-se o manuseio dos dados experimentais para o modelo, bem como a escolha do modelo constitutivo adotado, no qual se optou por um modelo viscoelástico linear anisotrópico simplificado, cujas equações base e métodos para calibração são apresentados, discutidos e comparados, bem como os resultados das calibrações dos três primeiros ciclos de carga-descanso, no qual se obteve uma excelente descrição do comportamento do material, o que foi comprovado nas previsões dos dois ciclos seguintes.

Esse trabalho tem por objetivo geral o desenvolvimento de uma metodologia de modelagem numérica que represente o escoamento e o fenômeno de mistura em um modelo físico de panela de aciaria de base elíptica. Os objetivos específicos do trabalho são: o estudo dos coeficientes das forças de interação líquido-bolha, dos modelos de turbulência e da mudança do formato da base da panela de circular para elíptica. O escoamento e o fenômeno de mistura foram calculados através do método de Volume Finitos baseado em Elementos por meio do software CFX5.7 da Ansys. Dados da literatura e ensaios em modelo físico, realizados em laboratório, auxiliaram na validação dos modelos numéricos. O estudo dos coeficientes das forças de não-arrasto mostrou que os resultados da distribuição de ar ao longo da altura do banho mudam com a variação dos coeficientes. No final, coeficientes para 3 configurações de panelas em diferentes vazões de ar foram encontrados. Com relação ao estudo dos modelos de turbulência, observou-se que para a solução do escoamento e do fenômeno de mistura em uma panela de base circular, o k-ε é o modelo de turbulência mais indicado. Por outro lado, para uma panela de base elíptica, o modelo RSM mostrou-se o mais adequado. Finalmente, com relação ao estudo da mudança do formato da base da panela, observou-se que os tempos de mistura de uma panela de base elíptica são maiores que uma de base circular e aumentam à medida que a vazão de ar diminui.

No estudo da propagação de uma doença infecciosa, diz-se que sua transmissão ocorre horizontalmente, quando um indivíduo suscetível tem um contato direto ou indireto com um indivíduo infeccioso. Algumas doenças, entretanto, também podem ser transmitidas verticalmente, entendendo-se que, neste caso, a doença é transmitida a um indivíduo, ao ser gerado por uma mãe infecciosa. Fazendo uso de modelos epidemiológicos determinísticos básicos, envolvendo sistemas de equações diferenciais ordinárias, nosso principal objetivo, neste trabalho, consiste em investigar qual o papel da transmissão vertical na propagação de doenças causadas por microparasitas. Diversas formas de inclusão de transmissão vertical são apresentadas e, em cada modelo estudado, investigamos a existência e a estabilidade local dos estados de equilíbrio da população hospedeira, identificamos os parâmetros e limiares que caracterizam a dinâmica do sistema, e completamos as informações decorrentes dos resultados analíticos com a apresentação de soluções numéricas do mesmo. Por fim, comparamos os efeitos da transmissão horizontal com aqueles decorrentes da transmissão vertical.