Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-05T15:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MesaPerez_JuanMiguel_D.pdf: 6859619 bytes, checksum: c3322e7576316c3eb38397a94e624ce4 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho são apresentados e discutidos testes experimentais conduzidos na planta de pirólise rápida de biomassa da Unicamp visando à operação estável do reator de leito fluidizado em regime borbulhante. Esses resultados permitiram identificar os principais problemas relativos à operação do reator, assim como analisar as possíveis causas e as soluções postas em prática. O problema de maior influência sobre o trabalho estável do reator foi o vazamento de gases da pirólise pelo sistema de alimentação, mostrando-se como solução mais eficaz, o aumento da porcentagem de preenchimento da rosca alimentadora com biomassa. Após a estabilização da operação do reator, estudou-se a influência da porcentagem de ar em relação ao estequiométrico e da altura do leito fixo de inerte sobre as características de qualidade e rendimento dos finos de carvão. O estudo permitiu concluir que, para 8% de ar em relação ao estequiométrico e 207 mm de altura do leito fixo de areia, a pirólise acontece de forma mais intensa. Essa análise parte do princípio de que a pirólise é um processo de concentração de carbono nos finos de carvão e liberação de oxigênio da biomassa. Tomando-se como base os resultados anteriores, foram conduzidos novos testes visando à coleta e caracterização de amostras de bio-óleo. Os resultados mostraram que tanto a viscosidade quanto o teor de insolúveis das amostras de bio-óleo apresentaram altos valores, quando comparados com dados da literatura. Com base na experiência acumulada dos estudos anteriores é proposta e parcialmente avaliada uma estratégia para a otimização e a mudança de escala do processo de pirólise em leito fluidizado. A estratégia objetiva o uso das informações obtidas a partir dos modelos matemáticos ajustados no reator modelo para o projeto de reatores comerciais. O procedimento anterior mostra-se eficiente quando os fatores independentes e seus níveis durante a otimização do processo no reator modelo são criteriosamente selecionados. Finalmente, são mostradas, por meio de um exemplo, as dificuldades durante a mudança de escala quando os experimentos realizados no reator modelo não são planejados com o objetivo de reduzir as distorções na escalada / Abstract: This research discusses a strategy to optimize and scale up the pyrolysis process in fluidized bed. The strategy uses adjusted mathematical models applied to the model reactor to the project commercial reactors. Several steps of that procedure were appraised based on the adjusted model for the percentage of elutriated fine charcoal in the model reactor. It was verified that, during the scale-up, the mathematical model was not effective; however it predicts problems associated to the change of scale. Exploratory tests were carried out to guarantee the stable operation of the reactor, which made possible the identification of the main problems related to the procedure during the fast pyrolysis in fluidized bed with atmospheric air. The possible causes of the problems, as well their solutions, are also analyzed. The greater difficulty in the operation was the leak of pyrolitic gases through the feeding system. The increase of the percentage of biomass stuffing of the feeding thread was the most effective solution to avoid gas leaking. When the reactor operation was stabilized, the influence of the percentage of air in relation to the stoichiometric and the height of the inert fixed bed on the quality characteristics and yield of the fine charcoal. That study allowed conclude that, for 8% of air in relation to the stoichiometric and 207 mm of the fixed sand bed height, the pyrolysis happens in a more intense way. The analysis was based on the principle that the pyrolysis process is a process to concentrate carbon in charcoal and release oxygen from the biomass. Finally, bio-oil samples were collected using a centrifugal separator and characterized. The viscosity and the insoluble content presented high values, when compared with the literature data. Based on those results, a system to bio-oil recovery was projected and built. It combines the direct contact followed by centrifugal separation / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Secundino Soares Filho, Takaaki Ohishi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:53:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArceEncina_AnastacioSebastian_D.pdf: 1529112 bytes, checksum: a6a22a9ce6cd536449dd06144205c2e5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A Programação diária de um sistema de energia elétrica busca obter um despacho de geração para o próximo dia, que seja compatível com as metas definidas pelo Planejamento energético e que sirva como referência operativa para a operação em tempo real. Assim, a modelagem do sistema deve ser detalhada levando em consideração as características dos sistemas de geração, de transmissão, requisitos do mercado, critérios de segurança e custos associados à operação. Este trabalho apresenta um modelo de despacho ótimo de unidades geradoras hidrelétricas que adota como critério de desempenho um modelo que avalia as perdas no sistema de geração, ocasionadas pela elevação do nível de canal de fuga, pela variação do rendimento do conjunto turbina-gerador e pelo atrito do fluxo d¿água nas tubulações do sistema hidráulico. Além das perdas no sistema de geração também forma parte do critério de desempenho o custo associado à partida e parada das unidades geradoras. Na formulação do problema, verifica-se a presença de variáveis inteiras, não lineares; restrições de atendimento à demanda, de meta de geração oriunda do Planejamento energético e restrições de capacidade de geração. Isto caracteriza o problema do despacho de unidades geradoras como sendo um problema de programação misto inteiro-não linear, combinatório e de grande porte quando considerado um sistema de geração como o do Sistema Elétrico Brasileiro. Como técnica de solução foi adotada uma heurística que combina Relaxação Lagrangeana e Programação Dinâmica. A metodologia foi aplicada a uma parte do sistema de geração do Sistema Elétrico Brasileiro, composta por 78 usinas hidrelétricas e o total de 398 unidades geradoras. Tomando como referência os dados de programação de um dia típico de operação, os resultados apontam ganhos significativos pela diminuição de perdas. Verifica-se também a importância de se considerar o custo das partidas e paradas no despacho das unidades geradoras / Abstract: The daily scheduling operation of the electrical energy system has by target to find the dispatch generation to the next day which must be compatible with the daily generation target defined by the energy planning models and to be an operational guide. Because of its proximity with the real time operation the modeling must represent the main characteristic of the generation and transmission systems, requirements market¿s, security criterion and operational costs. This work is concerned with the dispatch of hydro generating units. The performance criterion adopted takes into account variations in tailrace elevation, penstock head losses, turbine-generator efficiencies and start-up and shutdown costs. In the hydro generating units dispatch problem formulation there are integer, non-linear variables, constraints concerned with the generation capacity, load attainment and daily generation target, this last defined by the energy planning models. According above mentioned the dispatch of hydro generating units is a combinatorial and mixed integer non-linear programming problem whose solution can be quite complex for large hydroelectric system such as the Brazilian¿s generation system. A heuristic procedure based on Lagrangian Relaxation and Dynamic Programming is adopted as solution methodology. The approach has been tested on a hydro system composed of seventy and eight hydro plants with three hundred and ninety eight generating units of the Brazilian power generation system. The generation scheduling verified on a typical day was considered for comparison with the solution provided by the approach and the results show significant improvement in term of minimization looses and the importance of to consider the start-up and shut-down costs of hydro generating units / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Takaaki Ohishi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T19:38:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_FredericoSilva_D.pdf: 1505207 bytes, checksum: cfa3623f585ea0ced0a90bef66335eb2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Em sistemas elétricos, um dos principais fatores limitantes do transporte de energia é a temperatura do condutor. Conhecendose a potência transportada através do sistema de transmissão, suas linhas, as seções mais críticas e o clima da região onde se encontram, podemos calcular a temperatura real do condutor, proporcionando em determinadas condições, um aumento da capacidade de transmissão, sem comprometer a segurança operacional. Como no projeto da linha de transmissão a sua capacidade é baseada em estimativas muito conservadoras, uma linha aparentemente sobrecarregada poderia causar em alguns momentos, uma alteração desnecessária no despacho dos geradores e nos demais controles do sistema. Nesta tese são propostos dois estudos de influências das condições climáticas no despacho da operação. A primeira considera os limites na transmissão como sendo variáveis e dependentes das condições climáticas a que estão submetidos. A segunda forma de operação utiliza como dados de entrada para o despacho as resistências das linhas de transmissão atualizadas pela sua temperatura de operação / Abstract: In electrical systems, one of the main factors limiting the energy transport is the temperature of the conductor. By knowing the power transmitted through the transmission system, its lines, the critical sections and the climate of the region where they are located, the real temperature of the conductor can be calculated, providing, in determined conditions, an increase of the transmission capacity, without compromising the operational security. Since in the project of a transmission line its capacity is based on very conservative estimates, an apparently overloaded line could cause at some moments an unnecessary alteration in the dispatch of the generators and in other controls of the system. In this thesis are proposed two studies of the climatic conditions influence in the operation dispatch. The first considers the transmission limits as variable and dependent of the climatic conditions to which they are submitted. The second form of operation uses as input data for the dispatch the resistances of the transmission lines updated by their operation temperature / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Fernando Jose Von Zuben / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T21:45:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AnaEstelaAntunesda_D.pdf: 8601078 bytes, checksum: 494abd829c21ee91c2a7003c33fdf0a1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo : A reconstrução de árvores filogenéticas pode ser interpretada como um processo sistemático de proposição de uma descrição arbórea para as diferenças relativas que se observam em conjuntos de atributos genéticos homólogos de espécies sob comparação. A árvore filogenética resultante apresenta uma certa topologia, ou padrão de ancestralidade, e os comprimentos dos ramos desta árvore são indicativos do número de mudanças evolutivas desde a divergência do ancestral comum. Tanto a topologia quanto os comprimentos de ramos são hipóteses descritivas de eventos não-observáveis e condicionais, razão pela qual tendem a existir diversas hipóteses de alta qualidade para a reconstrução, assim como múltiplos critérios de desempenho. Esta tese (i) aborda árvores sem raiz; (ii) enfatiza os critérios de quadrados mínimos, evolução mínima e máxima verossimilhança; (iii) propõe uma extensão ao algoritmo Neighbor Joining que oferece múltiplas hipóteses de alta qualidade para a reconstrução; e (iv) descreve e utiliza uma nova ferramenta para otimização multiobjetivo no contexto de reconstrução filogenética. São considerados dados artificiais e dados reais na apresentação de resultados, os quais apontam vantagens e aspectos diferenciais das metodologias propostas / Abstract: The reconstruction of phylogenetic trees can be interpreted as a systematic process of proposing an arborean description to the relative dissimilarities observed among sets of homologous genetic attributes of species being compared. The resulting phylogenetic tree presents a certain topology, or ancestrality pattern, and the length of the edges of the tree will indicate the number of evolutionary changes since the divergence from the common ancestor. Both topology and edge lengths are descriptive hypotheses of non-observable and conditional events, which implies the existence of diverse high-quality hypotheses for the reconstruction, as long as multiple performance criteria. This thesis (i) deals with unrooted trees; (ii) emphasizes the least squares, minimum evolution, and maximum likelihood criteria; (iii) proposes an extension to the Neighbor Joining algorithm which offers multiple high-quality reconstruction hypotheses; and (iv) describes and uses a new tool for multiobjective optimization in the context of phylogenetic reconstruction. Artificial and real datasets are considered in the presentation of results, which points to some advantages and distinctive aspects of the proposed methodologies / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Mario Martinez Perez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:53:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castelani_EmersonVitor_D.pdf: 695936 bytes, checksum: 9434e07a75cde154320a5156daf73684 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Ao resolver problemas de programação não linear usando métodos do tipo Lagrangiano Aumentado, um fenômeno chamado voracidade pode ocorrer. Quando este fenômeno ocorre, o método busca pontos muito infactíveis com valor de função objetivo muito pequeno. Tais fatos ocorrem, em geral, na primeiras iterações e então, o parâmetro de penalidade precisa crescer excessivamente, tornado os subproblemas mal condicionados, prejudicando assim a convergência. Desta forma, o propósito deste trabalho é adicionar restrições de caixas adaptativas (região de confiança) a cada subproblema em cada iteração externa, de modo que, a distância entre dois iterando consecutivos das iterações externas é controlada. O novo método inibe a possibilidade do fenômeno de voracidade. Resultados de convergência, limitação de parâmetro de penalidade e exemplos numéricos são apresentados / Abstract: When we solve nonlinear programming problems by means of algorithms of kind of Augmented Lagrangian, a phenomenon called greediness may occur. Unconstrained minimizers attract the iterates at early stages of the calculations and, so, the penalty parameter needs to grow excessively, in such a way that ill-conditioning harms the overall convergence. In this sense, the proposal of this work is to add an adaptive artificial box constraint (trust-region) to the subproblem at every outer iteration, in such a way that the distance between consecutive outer iterates is controlled. The new method inhibits the possibility of greediness phenomenon. Convergence proofs and numerical examples are given / Doutorado / Otimização / Doutor em Matemática Aplicada

Orientadores: Akebo Yamakami, Jose Luis Verdegay Galdeano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T06:44:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RicardoCoelho_D.pdf: 1144878 bytes, checksum: 38379443fb6892fd6eda74c55c3b99dc (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste trabalho é buscar, estudar e estabelecer as condições de otimali-dade para resolver problemas de programação multi-objetivo irrestritos e restritos em um ambiente impreciso. Essas imprecisões estão presentes nos problemas da vida real e existem muitas formas de tratá-las, mas nesse trabalho será usado a teoria de conjuntos nebulosos. Utilizando como base a otimização nebulosa, foram desenvolvidas duas abordagens para resolver problemas multi-objetivo nebulosos. A primeira abordagem transforma um problema nebuloso em um problema clássico paramétrico com um número maior de funções objetivo, a qual é chamada de paramétrica. A segunda abordagem, chamada de possibilística, usa a teoria de possibilidade como um índice de comparação entre números nebulosos com a finalidade de garantir condições de otimalidade em um ambiente nebuloso. Alguns exemplos numéricos são resolvidos usando um algoritmo genético chamado NSGA-II elitista, com algumas modificações para a comparação de números nebulosos, e depois feita uma análise dos resultados encontrados por ambos os enfoques. / Abstract: The main goal of this work is to search, study and present the optimality conditions to solve the unconstraint and constraint multiobjetive programming problems in imprecise environment. These imprécisions can be found in the real-world optimization problems and there are utmost ways for dealing with them, but in this work will be used the theory of fuzzy sets. Using as a basis the fuzzy optimization, two approaches were developed to solve fuzzy multiobjective problems. The first approach transforms a fuzzy problem into a parametric classic multiobjective programming problem with many more objective functions, which is called parametric approach. The second one, called possibilistic, uses the possibility theory as a comparison index between two fuzzy numbers in order to ensure optimality conditions in a fuzzy environment. Some numerical examples are solved by using a genetic algorithm called elitist NSGA-II with some modifications to compare fuzzy numbers, and then the results obtained with both approaches are analysed. / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-14T08:35:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_PedrodeBrito_M.pdf: 5381292 bytes, checksum: 7daa3a9850818d7643ba69731ca167f2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os altos níveis de incerteza e riscos associados a projetos de exploração e produção de alguns campos de petróleo sugerem a utilização de estratégias de produção otimizadas probabilisticamente. Desta forma, uma estratégia de produção adequada deve ser selecionada considerando vários cenários econômicos e geológicos. Neste trabalho, uma nova abordagem para otimização é proposta onde a estratégia de produção é otimizada simultaneamente em todos os cenários econômicos e modelos geológicos representativos (MGR) considerados. Diferentemente das metodologias convencionais de otimização, onde os valores presentes líquidos das estratégias são otimizados independentemente para cada MGR considerando um único cenário econômico, esta nova abordagem considera todos os MGR e cenários econômicos adotados simultaneamente. Isto permite disponibilizar mais informações a respeito do desempenho da estratégia nos diversos cenários permitindo que se realize uma melhor tomada de decisão. Além disso, a estratégia de produção definida pela abordagem proposta tende a ser mais adaptável às incertezas geológicas e econômicas. Contudo, geralmente, uma complexa superfície de resposta é gerada no processo de otimização da quantidade e posicionamento dos poços. O elevado potencial de geração de valores extremos locais justifica a utilização de técnicas robustas de busca como os algoritmos genéticos. Neste caso, o espaço solução é mais bem explorado conduzindo a resultados mais confiáveis. Entretanto, técnicas de busca dispersas tendem a ser mais caras computacionalmente que técnicas baseadas no cálculo dos gradientes da função-objetivo. Neste trabalho é proposta uma metodologia de otimização probabilística de estratégias de produção baseadas em algoritmos genéticos que visa reduzir o número de simulações necessárias para maximizar o valor monetário esperado. A idéia principal é controlar o tamanho do espaço solução através de uma representação cromossômica apropriada e implementar etapas específicas de otimização, otimizando todos os MGR para todos os cenários econômicos considerados simultaneamente através de uma técnica de simulação desenvolvida com este propósito. O presente trabalho visa dar uma abordagem mais rigorosa às incertezas que as metodologias geralmente utilizadas conduzindo a melhores resultados e permitindo que se realize uma análise completa dos impactos das incertezas geológicas e econômicas. Além disso, este trabalho pretende propiciar um avanço com relação à redução do número de simulações necessárias para se otimizar uma estratégia de produção através de algoritmo genético conduzindo a resultados mais rápidos permitindo dar dinâmica ao processo decisório. / Abstract: High levels of uncertainty and associated risks in the exploration and production of some oil fields suggest the use of probabilistic optimized production strategies. Therefore, an appropriate production strategy should be chosen considering various geological and economic scenarios. In this work, a new approach for the optimization is proposed where the production strategy is optimized for selected geological representative models (GRM) and under selected economic scenarios simultaneously. Differently from conventional optimization methodologies where each representative geological model has a net present value (NPV) optimized under a specific economic model, this new approach considers all alternatives simultaneously, providing more information about the production performance of all scenarios, allowing a better decision-making process. Moreover, production strategy defined by the new approach tends to be more adaptable to geological and economic uncertainties. However, in the optimization process of wells quantity and placement, a very complex topology is normally produced. The potential of generation of local extreme values is high, therefore, it is appropriate to employ a robust search technique such as genetic algorithms. In this case, the solution space is better explored, yielding more confident results. However, random based techniques tend to be more expensive computationally than gradient based techniques. In this work, a methodology is proposed for production strategy optimization under uncertainties, based on genetic algorithms, that aims to reduce the number of simulations necessary to maximize the expected monetary value (EMV). The main idea is to control the size of the solution space through an appropriated conception of chromosomes structures and the implementation of specifics optimizations stages optimizing every GRM for every economic scenario simultaneously through a simulation technical developed for this purpose. The present work aims to provide an improvement with respect to uncertainty handling of the conventional optimization methodologies, yielding better results and providing a complete analysis of geological and economic uncertainties. Moreover, its intends to provide an advance with respect to the number of simulations necessary to optimize a production strategy through genetic algorithms, yielding faster results, speeding up the decision-making process. / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T18:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_PatriciaCandiotoMigliari_D.pdf: 1584587 bytes, checksum: 8622cb86aacfe987908422e98c40d2c8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O trabalho envolveu modelo estruturado adaptado de um modelo estruturado de crescimento para processo de fermentação contínua realizado em um bioreator do tipo torre com células imobilizadas para produção de etanol. O modelo estruturado utilizado inclui equações de balanço para as rotas metabólicas fermentativa e respiratória, assim como termos cinéticos para o efeito de inibição pelo etanol, substrato e saturação celular no pellet. Os parâmetros cinético do modelo estruturado foram otimizados através da metodologia desenvolvida por Rivera (2005) onde envolve a aplicação de Algoritmo Genético, Planejamento Fatorial Fracionário proposto por Plackett Burman (1946) e Algoritmo Quasy Newton. Os resultados obtidos na simulação do modelo utilizando os parâmetros otimizados por esta metodologia representou de forma efetiva o modelo. A otimização do processo teve inicio com a Análise de Superfície de Resposta, que consistiu em um planejamento fatorial em estrela de dois níveis (-1 e +1) com um ponto central. A metodologia por Superfície de Resposta mostrou-se uma ferramenta poderosa para otimização preliminar das variáveis operacionais no sentido de que seus resultados foram usados como estimativas iniciais para o procedimento formal de otimização, SQP (Programação Quadrática Sucessiva). Esta metodologia de Superfície de resposta possibilita visualização do comportamento das variáveis que se quer otimizar, identificando a região do ponto ótimo, o que não é possível pelo método SQP. A metodologia SQP foi implementada com sucesso no modelo determinístico, obtendo as melhores condições de operação para as variáveis manipuláveis / Abstract: The work involved adapted of a structured model of growth structured model for process of continuous fermentation accomplished in a bioreator of the type tower with immobilized cells for etanol production. The used structured model includes reaction rate equations for the respiratory and glicolitic metabolic pathways, as well as kinetic terms for the inhibition effect for the etanol, substrate and cellular saturation in the pellet. The kinetic of the structured model parameters went optimized through to methodology developed by Rivera (2005) where it involves the application of Genetic Algorithm, methodology of Plackett¿Burman (1946) and Algorithm Quasi Newton. The results obtained in the simulation of the model using the parameters optimized for this methodology represented in an effective way the model. The optimization of the process had I begin with the Analysis of Surface of Answer, that consisted of a planning fatorial in star of two levels (-1 and +1) with a central point. The methodology for Surface of Answer a powerful tool was shown for preliminary optimization of the operational variables in the sense that its results were used as initial estimates for the formal procedure of optimization, SQP. This methodology of answer Surface facilitates visualization of the behavior of the variables that if that otimizar, identifying the area of the great point, what is not possible for the method SQP. The methodology SQP was implemented with success in the model deterministic, obtaining the best operation conditions for the variables manipulated. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T21:19:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Escobar_RobertoLuiz_M.pdf: 2961640 bytes, checksum: 516985920427d6083c04c1c5a22d6470 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os sistemas mecânicos são projetados para desempenhar funções específicas, e por essa razão as suas funções devem ser medidas para garantir seu desempenho dentro de uma certa precisão ou tolerância. A grande complexidade em se projetar e analisar novos projetos é a inserção de novas tecnologias, que envolvem aspectos multidisciplinares. Assim, o desenvolvimento e melhoria de projetos e produtos colocam o engenheiro projetista frente às diversas fontes de variabilidade, como por exemplo, as propriedades dos materiais, condições operacionais e ambientais e incertezas nas suposições feitas sobre seu funcionamento. Em termos de modelagem matemática, as aproximações inerentes e hipóteses feitas durante a concepção do sistema, conduzem normalmente a diferentes respostas obtidas através de simulações e/ou medidas experimentais. Dessa forma, em uma fase anterior à modelagem matemática,durante a concepção do sistema ou produto, as aplicações de ferramentas estatísticas e métodos de otimização podem fornecer estimativas sobre faixas de valores ou valores ótimos para parâmetros significativos de projeto, dentro do espaço experimental estudado. Esse tipo de abordagem estatística teve sua fundamentação teórica durante as décadas de 20 e 30 por Fisher, com a aplicação da teoria estatística sob diversos aspectos, como por exemplo: testes de hipóteses, estimativa de parâmetros, seleção de modelos, planejamento experimental e, mais tarde, no controle e melhoria de processos e produtos. Assim, este trabalho propõe um procedimento de estudo e otimização, integrando a teoria de planejamento experimental, a metodologia da superfície de resposta e otimização multi-objetivos através de algoritmos genéticos, para se obter a otimização dos parâmetros de projeto de componentes mecânicos. Em específico, foram utilizados dados de um sistema rotor-mancal e o estudo implica em minimizar as amplitudes no domínio da freqüência. Outro objetivo deste trabalho, foi desenvolver um programa para otimização multi-objetivos através de algoritmos genéticos / Abstract: The mechanical systems are designed to be applied to any specific situations, and in this waytheir features should be measured to guarantee confidence to the systems. Their development and analysis expose the designer to a series of unknown parameters from several sources such as material properties, environmental and operational conditions. In terms of mathematical modeling, the inherent approximation and hypotheses made during system conception lead to different responses obtained by simulations and/or experimental measurements. So, in a previous phase of mathematical modeling, during the design analysis, the application of statistical tools and optimization methods is possible to estimate the values and/or ranges of the critical design parameters inside an experimental space. The connection between optimization and statistical data back at least to the early part of the 20th century and encompasses many aspects of applied and theoretical statistics, including hypothesis testing, parameter estimation, model selection, design of experiments and process and product control. So, this work proposes a link between theory of design of experiments, response surface methodology and multi-objective optimization using genetic algorithms, in order to optimize parameters for mechanical components. This study makes possible to verify the application of multi-objective optimization using genetic algorithms in design parameters and optimize them. A rotor-bearing system was used and amplitude in frequency domain was minimized. An experimental software for multi-objective optimization using genetic algorithm was developed. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Amauri Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T06:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Krummenauer_Rafael_M.pdf: 1711180 bytes, checksum: e9aa73aac9d705c24c2bec02b202f76e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta dissertação trata do problema de estimação de direção de chegada (DOA) de ondas planas usando um arranjo linear uniforme de sensores. Estamos interessados em situações nas quais a relação sinal-ruido 'e baixa e o espaçamento angular entre as fontes de sinal 'e pequeno. Baseamos nossa proposta nos m'etodos MODE, MODEX e MODEX Modificado, que sao metodos eficientes existentes na literatura. Inspirados em conceitos de filtragem linear e no criterio da maxima verossimilhança, propomos um procedimento que ameniza o efeito do ruido no resultado da estimação. Este procedimento consiste em filtrar os dados recebidos e modificar adequadamente a função de verossimilhan¸ca utilizada no processo de obtenção das estimativas. Simulações numericas mostram que o desempenho do metodo proposto 'e melhor que aqueles correspondentes aos m'etodos MODE, MODEX e MODEX Modificado, alcançando menores valores de erro quadratico medio e de polarização / Abstract: This work deals with the problem of estimating the direction of arrival (DOA) of plane waves using a uniform linear array of sensors. We are concerned with situations where the signal-to-noise ratio is low and the signal sources are spatially close. Our proposal is based on MODE, MODEX and Modified MODEX, that are efficient methods proposed in the literature. Inspired in concepts of linear filtering and in the maximum likelihood criterion, we propose a procedure that reduces the effect of noise in the estimation result. This procedure consists on filtering the received data and on modifying the likelihood function used to obtain the estimates. Numerical simulations show that the performance of the proposed method is better than those of MODE, MODEX and Modified MODEX methods, achieving lower mean square error and lower bias / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica