Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T18:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206968.pdf: 286366 bytes, checksum: 403dac0f03447cf51c78b47a09def558 (MD5) / Este trabalho trata do desenvolvimento de um método alternativo para a resolução de problemas de otimização. A busca por soluções para este tipo de problema requer a descoberta de novos algoritmos eficientes, capazes de encontrar soluções aceitáveis, o que não garante que a mesma seja a melhor. Esta abordagem tem como base dois importantes modelos computacionais utilizados na otimização de problemas: o algoritmo das formigas e o algoritmo genético. O primeiro é baseado na estratégia utilizada pelas formigas na busca de alimento, e o segundo na evolução natural das espécies. A estratégia investiga a potencialidade de um método híbrido baseado na combinação do algoritmo das formigas e do algoritmo genético. A avaliação do desempenho do método, foi realizada utilizando o problema do caixeiro viajante, e os resultados obtidos são demonstrados neste trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T07:18:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 190704.pdf: 847757 bytes, checksum: d1a860450bf545ebc47c39103bd84cb6 (MD5) / O problema de planejamento da operação de curto prazo consiste em definir um conjunto ótimo de unidades geradoras que deve estar operando, bem como o seu nível de geração, para atender a demanda e reserva do sistema, a cada hora, respeitando as restrições operativas das unidades, surgindo o problema de unit commitment. Sendo o sistema eletro-energético brasileiro formado basicamente por fontes geradoras de origem hidráulica, este trabalho oferece mais detalhes sobre a modelagem das unidades hidrelétricas, bem como do tratamento matemático resultante dessa modelagem. O problema matemático resultante é não-linear, inteiro-misto e de grande porte, não sendo prática sua solução na forma primal, necessitando de técnicas de decomposição, como a Relaxação Lagrangeana. Numa primeira etapa o problema é decomposto em um subproblema termelétrico e um outro subproblema hidrelétrico. O subproblema hidrelétrico, por sua vez, é separado em um subproblema de variáveis continuas e em um subproblema de variáveis inteiras. O problema dual decorrente da relaxação é não-diferenciável. A solução desse tipo de problema é obtida pela aplicação de Métodos de Otimização Não-diferenciável que utilizam a informação do subgradiente em seu processo de convergência. Dentre esses métodos estão: Método do Subgradiente; Método dos Planos Cortantes; Método de Feixes, que é considerado uma versão estável do método dos planos cortantes e possui um critério de convergência bem definido. Neste trabalho o método de feixes é aplicado na solução do problema dual do planejamento da operação de curto prazo para uma configuração hidrotérmica do sistema brasileiro, descrevendo em detalhe como este método trabalha.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Matemática e Computação Científica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T19:40:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:59:39Z : No. of bitstreams: 1 184656.pdf: 2334470 bytes, checksum: e11d5ac54b686be05b59e830b2abf741 (MD5) / Neste trabalho apresentamos alguns aspectos computacionais e testes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:34:48Z : No. of bitstreams: 1 184222.pdf: 2267157 bytes, checksum: b39836151adad0ce7ab117995de5a116 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de uma abordagem híbrida para a solução de problemas de otimização, em especial os combinatórios. Esta nova abordagem tem como base dois dos mais importantes modelos computacionais inteligentes utilizados na otimização de problemas, os algoritmos: genético e simulated annealing. O primeiro baseia-se na evolução natural e cromossômica das espécies vivas e o segundo no recozimento (annealing) de sólidos. Ambos são algoritmos de otimização (algoritmos que buscam por uma solução aceitável, o que não garante que a mesma seja a melhor). Nesta abordagem, o algoritmo genético é utilizado como algoritmo principal e o algoritmo simulated annealing é introduzido no processo do algoritmo genético como sendo um operador genético. Para avaliar o desempenho desta nova abordagem, foram realizados testes utilizando um dos mais conhecidos benchmarks na área de otimização, o problema do caixeiro viajante, e os resultados obtidos estão demonstrados neste trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T09:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 188153.pdf: 1888863 bytes, checksum: 25b7695ddc81c36636f8ea46f797ee26 (MD5) / Muito se tem estudado sobre Otimização Estocástica com Algoritmos Genéticos. Sua aplicação em problemas eletromagnéticos complexos tem sido bem explorada e devidamente qualificada como de grande utilidade pela comunidade científica. Esta dissertação apresenta uma breve revisão dos Algoritmos Genéticos, descrevendo os conceitos básicos e as ferramentas usadas para a melhoria da convergência deste método de otimização. Como contribuição desta dissertação foi desenvolvida uma nova metodologia para os operadores genéticos, utilizando codificação real, com o objetivo de melhorar a varredura do espaço de busca da solução ótima. A eficácia dos Algoritmos Genéticos e destes novos operadores genéticos é verificada através de sua aplicação em diversas funções teste. Para aplicação deste método de otimização em um problema eletromagnético, optou-se pela conformação da superfície do refletor de uma antena refletora offset. O objetivo desta otimização é obter uma antena de satélite que produza um diagrama de radiação que cubra uniformemente o território brasileiro. Conforme demonstrado pelos resultados obtidos, tanto para a antena como para as funções teste, pode-se afirmar que os Algoritmos Genéticos são um método eficiente e confiável para a otimização de problemas complexos.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:04:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:04:56Z : No. of bitstreams: 1 138071.pdf: 3702796 bytes, checksum: e45aa7b8d3afb25a02ebaa3fce7c7ec8 (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T00:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:04:41Z : No. of bitstreams: 1 137949.pdf: 14117544 bytes, checksum: dc550149f75e40bbd7bb2fff92cbfb1b (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T12:41:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:02:15Z : No. of bitstreams: 1 178679.pdf: 12844412 bytes, checksum: 65988c7381f6a55187299ac4e21bb1af (MD5) / A versão Primal-Dual do método de Pontos Interiores para programação não-linear possui a capacidade de resolver problemas de otimização não-lineares de grande porte, como os exigidos na operação dos sistemas elétricos modernos. O algoritmo inclui na sua formulação a perturbação da equação de complementaridade das condições de otimalidade de primeira ordem. Na versão convencional do método, esta perturbação requer um parâmetro empírico. A presente monografia estuda o referido parâmetro, expressando-o como a combinação linear de duas direções: de Centralização e Afim-Escala. A possibilidade de combinar estas direções permite a formulação de outras sete versões do método, com distintas características de convergência. As variantes do método de Pontos Interiores são avaliadas em sistemas teste e reais. São considerados no estudo: número de iterações até a convergência, tempo de cálculo e proximidade ao caminho central. Em geral, as versões analisadas requerem tempos de cálculo por iteração superiores ao algoritmo convencional. A vetorização da solução do sistema linear através do "caminho de fatoração" é considerada a fim de diminuir os tempos de convergência do processo de otimização.

A excitação dos modos acoplados vibroacústicos de um sistema, essencialmente em baixas freqüências, amplifica-se devido à ressonância, modificando o campo acústico interno e gerando regiões vizinhas de alta e baixa pressão acústica. O desconforto decorrente deste fato pode ser diminuído ou eliminado, dependendo das possibilidades de se evitar o casamento das freqüências naturais acoplada, com as freqüências naturais dos sistemas de transmissão e das fontes excitadoras. O tratamento de problemas acoplados considerando a interação fluido - estrutura existente, a exemplo dos sistemas vibroacústicos, vem sendo com o passar dos anos, diante da maior disponibilidade de ferramentas analíticas, numéricas e experimentais, um desafio possível de solução e de alvo constante de pesquisa em diversos segmentos tecnológicos da indústria aeronáutica, automotiva, nuclear, civil, biomecânica, etc. O desenvolvimento da análise e otimização numérica em modelos vibroacústicos, tema desta pesquisa, sob condições de contorno definidas, é importante não só para compreensão do fenômeno físico, mas também para se adquirir sensibilidade quanto aos fatores que influenciam a resposta vibroacústica em diferentes sistemas, onde a interação fluido-estrutura deve ser considerada. Dentre os objetivos da pesquisa consideram-se, o desenvolvimento analítico de uma formulação simples para a análise modal de sistemas vibroacústicos tridimensionais, a implementação computacional dessa formulação para comparação com os resultados advindos de um programa comercial disponível, e a solução modal com aplicação da otimização em sistemas vibroacústicos. A metodologia da pesquisa utiliza um tratamento analítico para modelagem do domínio estrutural, do domínio fluido e do acoplamento fluido-estrutura, através de uma discretização por elementos finitos, contextualizando a análise modal por meio de uma formulação matricial assimétrica u-p, em deslocamento u da estrutura e da pressão p do fluido. Na seqüência, avalia-se a otimização numérica em sistemas vibroacústicos, explorando-se alguns tipos de funções objetivo, dentre elas, a otimização da massa estrutural ou de uma freqüência acoplada pré-definida, onde as variáveis de otimização estão relacionadas aos parâmetros dimensionais da estrutura, caracterizando um problema de otimização dimensional. Considerando os valores das freqüências naturais do sistema estrutural e do sistema fluido desacoplado em quatro sistemas vibroacústicos, assim como os valores das freqüências naturais e as formas modais dos modos acoplados, observa-se se as franjas de pressão no fluido seguem a forma da deformação da estrutura ou vice-versa, e com isso é possível verificar se é a estrutura ou o fluido que predomina no modo acoplado. Esses resultados possibilitam o controle modal do sistema vibroacústico. / The structure-acoustic coupled modes excitement of a system, essentially in low frequencies, are amplified due to the resonance, modifying the internal acoustic field and generating areas of high and low acoustic pressure near this field. The discomfort resulting of this fact can be decreased or eliminated, depending on the possibilities to avoid the union of the coupled natural frequencies with the natural frequencies of the transmission systems and the excitation sources. The coupled problems treatment considering the existing fluid-structure interaction, as an example of the structure-acoustic systems, has become throughout the years, before a larger readiness of analytical, numerical and experimental tools, a challenge of possible solution and constant target of research in several technological segments, such as the aeronautical, automotive, nuclear, civil, biomechanics industry, etc. The analysis development and numerical optimization in structure-acoustic models, subject of this research, under defined contour conditions, is important not only to understand the physical phenomenon, but also to acquire sensibility as for the factors that influence the structure-acoustic answer in different systems, where the fluid-structure interaction must be considered. The research has as objectives the analytic development of a simple formulation for the modal analysis of three-dimensional structure-acoustic systems, the computational implement of that formulation for the comparison with the results originated from an available commercial program, and the modal solution with the optimization application in structure-acoustic systems. The research methodology uses an analytical treatment for modeling the structural domain, the fluid domain and the fluid-structure coupled, through the discretization for finite elements, presenting the modal analysis through a up asymmetric matrix formulation, in displacement u of the structure and the pressure p of the fluid. In the sequence, the numerical optimization is evaluated in structure-acoustic systems, being some types of objective functions explored, such as the structural mass optimization or a pre-defined frequency coupled, where the optimization variables are related to the dimensional parameters of the structure, characterizing a problem of dimensional optimization. Considering the values of the structural system natural frequencies and the fluid system uncoupled in four structure-acoustic systems, as well as the values of the natural frequencies and the modal forms of the coupled modes, it is observed if the pressure patterns in the fluid follow the deformation form of the structure or vice-versa, and then it is possible to verify if it is the structure or the fluid that prevails in the coupled mode. These results make the modal control of the structureacoustic system possible.

A utilização de perfis de aço formados a frio tem grande aplicação na atualidade, ora sendo empregados na construção civil convencional (prédios residenciais e industriais) ora em estruturas mecânicas, tais como estruturas de veículos (caminhões, ônibus, vagões, etc.). As atuais exigências econômicas fazem com que estes perfis tenham, cada vez mais, alto desempenho estrutural. Neste sentido propõe-se, na presente tese, explorar as possibilidades de otimização paramétrica da seção transversal de perfis U com e sem enrijecedores de borda formados a frio quando submetidos à compressão. As ferramentas utilizadas para cumprir tal objetivo são o Método das Faixas Finitas Restringidas (MFFr) para análise da estabilidade elástica e o Método da Resistência Direta (MRD) para determinação da resistência do perfil como uma alternativa ao Método das Larguras Efetivas. O MFFr é aqui utilizado por ser capaz de realizar a decomposição e a identificação modal. Incorpora-se a esta forma de análise uma metodologia de otimização baseada em algoritmos genéticos que se fundamenta no processo de seleção natural proposto por Charles Darwin. Exemplos considerando esta forma de trabalho mostram os ganhos que poderiam ser obtidos. Para verificar os resultados obtidos na otimização, um modelo em elementos finitos considerando a não-linearidade física e geométrica foi utilizado, o qual foi calibrado com resultados experimentais encontrados na literatura. Conclusões sobre a potencialidade da metodologia utilizada são finalmente apresentadas. / The use of cold-formed steel members has great application at the present time, such as in standard civil buildings (residential and industrial buildings) and in mechanical structures (structures of vehicles as trucks, bus, wagons, etc.). A high structural performance for profiles is a required economic demand in present days. In this sense, the present theory intends to explore the possibilities of parametric optimization of cold-formed steel channel and lipped channel members when submitted to compression. The tools used to accomplish such objective are the method of the Constrained Finite Strip method (cFSM) for analysis of the elastic stability and the Direct Strenght Method (DSM) for determination of the resistance of the profile as an alternative to the Effective Width Method. The constrained finite strip method (cFSM) is used because it is capable to accomplish the modal decomposition and identification. An optimization methodology based in genetic algorithms that is based in the process of natural selection proposed by Charles Darwin is incorporated in this form of analysis. Examples considering this methodology show the improvement that could be obtained. To verify the results obtained in the optimization, a model in finite elements considering the non-linearities, material and geometric, was used, which was calibrated with experimental results found in the literature. Conclusions about the potentiality of the used methodology are finally presented.