Orientador: Carlos Alberto Castro Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:04:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braz_LucianaMariaCoelho_M.pdf: 4989187 bytes, checksum: 9a55f5aad219bc4316c3010a695a464d (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova abordagem para a resolução do problema do fluxo de carga pelo método de Newton, utilizando otimização de passo para sistemas mal-condicionados e/ou sem solução. A cada iteração obtém-se um fator que é multiplicado pelo vetor de correção das variáveis de estado de forma a minimizar uma função quadrática baseada nos mismatches de potência. O método proposto é testado para redes de pequeno e grande portes e comparado com outros métodos existentes de otimização de passo. Atenção especial é dada a redes mal-condicionadas e sobrecarregadas. Mesmo que não haja um ponto de operação factível (solução das equações de fluxo de carga), a utilização da otimização de passo fornece como resultado o estado mais próximo possível da região de operação factível da rede. Esse resultado admite uma interpretação importante do ponto de vista da operação de redes, a distância do ponto de operação da rede ao colapso de tensão. O método proposto mostrou-se preciso, robusto e apresentou um desempenho geral superior aos outros métodos conhecidos. Ele pode ser utilizado como uma ferramenta útil de suporte aos estudos de instabilidade de tensão e colapso de tensão / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Pedro Luiz Dias Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:47:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palhares_ReinaldoMartinez_D.pdf: 7912348 bytes, checksum: d0e1a683c0205992a8b96c16aab78c3e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho trata do problema de filtragem robusta para sistemas dinâmicos lineares contínuos e discretos no tempo. Mais precisamente, discute-se o problema de filtragem linear de ordem completa para sistemas incertos tendo como critério de desempenho a norma Hoo. Primeiramente, são apresentados e discutidos resultados existentes na literatura baseados em equações do tipo Riccati e (no caso de incertezas do tipo limitada em norma) em Desigualdades Matriciais Lineares - ['MIs (do inglês, Linear Matrix Inequalities) acopladas. A seguir, é proposta uma solução por ['MIs para sistemas com incertezas paramétricas do tipo politópicas. Essa solução, baseada em condições necessárias (no sentido de que o erro de filtragem é quadraticamente estável) e suficientes, permite que o filtro de custo garantido 1ioo ótimo seja obtido a partir de procedimentos convexos de otimização, com convergência assegurada. A extensão da solução para o caso de filtragem robusta mista H2/Hoo é também apresentada. Além disso, aborda-se o problema de filtragem singular (isto é, filtragem para sistemas nos quais o vetor de saídas não é inteiramente corrompido pelo sinal de ruídos) sujeito a entradas desconhecidas, sendo proposta uma estrutura para o estimador que conjuga a robustez do filtro 1ioo com propriedades padrão de observadores com entradas desconhecidas... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: : This work deals with the problem of robust filtering for both continuous and discrete-time dynamic linear systems. More precisely, the problem of full order linear filtering for uncertain systems with Hoo norm performance criterion is analyzed. Firstly, the results from the literature based on Riccati like equations and (for norm bounded uncertainty) on coupled Linear Matrix Inequalities - ['MIs are presented and discussed. Then, an ['MIs based solution is proposed for systems with polytope type parameter uncertainties. This solution, based on necessary (in the sense that the filtering error is quadratically stable) and sufficient conditions, allows the optimal 1-íooguaranteed cost to be obtained through convex optimization procedures, with convergence assured. The extension to the case of robust mixed H2/Hoo filtering is also presented. Moreover, the problem of singular filtering (that is, the filteringproblem for systems in which the output is not completely corrupted by the noise signal) subject to unknown inputs is also addressed, and a solution based on a decomposition algorithm is proposed, in such a way that a particular structure is imposed to the filter, combining the robustness of the 1-íoofilter with unknown input observer standard properties... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo de Barros Correia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T15:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_ThomazPenteadodeFreitas_D.pdf: 12079427 bytes, checksum: 93a72cc06f5bbba447e94d9e08e93a42 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Considera-se o dimensionamento otimizado de um sistema de aquecimento solar de água como o conjunto de valores para as diversas variáveis de projeto (área de placa coletora, volume de reservatório térmico, e outras) que resulta no mínimo custo ao longo da vida útil do equipamento. Este custo deve levar em conta diversos gastos, como os de aquisição, manutenção e despesas com uso de energia auxiliar. Neste trabalho, desenvolveu-se um procedimento computacional que encontra este dimensionamento otimizado, em face a condições climáticas específicas do local de instalação, condições de uso de água quente, e demais condições de projeto. Para isso, acoplou-se um procedimento de otimização não-linear a uma rotina de simulação numérica a longo prazo em regime transiente. O procedimento utiliza o método dos Gradientes Conjugados. Foi feito o estudo de caso do projeto de um sistema de aquecimento solar de água tennossifão com placas planas para o clima de Campinas-SP. A função objetivo a ser minimizada é o valor anual das despesas totais (custos fixos e custos variáveis) de se produzir água quente, calculados em uma análise de ciclo de vida econômico. Executando este procedimento para um problema de apenas dois parâmetros, foi possível comprovar o bom funcionamento do modelo de síntese, visualizando-se a busca do ótimo em uma superficie tridimensional. A seguir foram executados e discutidos casos técnicos com até sete variáveis de projeto, em que o modelo de síntese proposto encontrou soluções técnicas de custo minimizado, adequadas às condições de funcionamento do sistema / Abstract: The optimal design of a solar water heater is regarded as achieved when the set of design variables is such that produces the minimum cost of the equipment during its life-cycle. For summing up this cost, it is necessary to take account of acquisition costs, maintenance costs and expenses with auxiliary energy. In this work, a computational procedure for finding the optimal design was produced. The procedure takes in account several design conditions, such as daily water load profile, a typical meterological year, cost of components, and several other parameters. In the heart of this procedure, a non-linear programming algorithm was coupled to a long-term transient simulation routine in order to obtain optimal design solutions of multi-variable problems. This algorithm uses the conjugate gradient method. A case study was proposed for finding the optimal design of a domestic solar water heater with flat-plate collectors and thermosyphon circulation, for Brazilian Southeastern climate conditions. When a two parameters example is executed, it is possible to comprovate a good model performance by visualizing the optimum seek on a 3D surface. Case studies are presented, with up to seven design variables. The model has synthetised technical solutions of minimum cost that complies with the given load conditions / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Luis Gimeno Latre, Maria Teresa Moreira Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T13:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_LuizCarlosdeAbreu_D.pdf: 13439549 bytes, checksum: d1bf6cf4e43207b899cd4a6e1a44b3d4 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O problema tratado é o planejamento e programação (scheduling) da produção em plantas operando em batelada. Considera-se a situação em que são produzidos diversos produtos finais (planta multiproduto) através de vários estágios de produção (operações), e os processadores são multipropósito, podendo ser utilizados por diversas operações. O objetivo é o estudo de problemas da indústria de processos e, para tanto, são consideradas as restrições de armazenagem típicas desta área. O problema considerado é o chamado de curto prazo, no qual o objetivo do planejamento e scheduling da produção é o atendimento de demandas específicas de produtos finais em termos de quantidades e prazos de entrega. A abordagem proposta é de dois níveis. O nível de planejamento utiliza como dados de entrada a demanda de produtos finais, a disponibilidade de matérias primas e a atribuição de operações a processadores. Através de procedimentos de explosão, determinase a quantidade de bateladas de cada operação que serão produzidas e a janela de tempo onde deverá ocorrer o processamento de cada batelada. Utilizam-se técnicas de propagação de restrições para analisar o carregamento induzido aos processadores e a factibilidade do plano de produção. O caráter interativo do sistema permite ao usuário modificar os dados de entrada para obter uma situação factível. O resultado do planejamento, na forma de janelas de tempo, é utilizado no scheduling para reduzir a dimensão do problema. Utilizam-se duas abordagens: uma abordagem de programação linear inteira mista (MILP) utilizando discretização uniforme do tempo e a técnica de simulated annealing. A formulação MILP utiliza intensivamente a informação dada pelas janelas de tempo, reduzindo a quantidade de variáveis binárias envolvidas e propõe-se uma formulação reduzida que explora as informações de carregamento dos processadores. O algoritmo de simulated annealing é acrescido de um processo de filtragem dos candidatos que elimina os candidatos infactíveis, dadas as restrições de ordenamento induzidas pelas janelas de tempo / Abstract: The problem focused in this thesis is the short term planning and scheduling of multipurpose batch plants. This is an important problem in the process industry and, because of that, intermediate storage limitations are explicitly considered. The main objective is to fulfill specific demands of final products, distributed along the horizon. It is proposed a two level approach: planning and scheduling. Product' s demands, raw material availability plan and operation/equipment assignment are the inputs to the planning level. At this level an exploding procedure is performed in order to determine the number of batches of each operation as well as their processing time windows. Constraint propagation techniques are used to analyze the plant loading and the production plan feasibility. The interactive nature of the proposed approach allows the user to change input data in order to define a feasible scenario. At the end of the planning level, a set of operations' time windows is released to the scheduling level. Two approaches have been implemented to schedule the operations inside their time windows: a MILP approach based on a uniform time discretization and a simulated annealing approach. The information given by the time windows is intensively used in the MILP formulation, reducing the number of binary variables in the problem. It is also proposed a reduced MILP model exploiting plant loading information. The simulated annealing algorithm implemented also uses the time windows information to eliminate infeasible candidates through a filtering procedure / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Katia Lucchesi Cavalca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T19:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacon_FabioT.Peggau_M.pdf: 9652430 bytes, checksum: bfb75d1ec9a62b5c1a2e8d95c3793346 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Em se tratando do procedimento de projeto e simulação de rotores em geral, tem-se que as aproximações e hipóteses inerentes aos modelos matemáticos aplicáveis a tais tipos de máquinas abrem margem a respostas numéricas distintas das obtidas em medições experimentais. A teoria de ajustes de modelos tem por objetivo minimizar tal margem de erro através de técnicas que, a partir de dados experimentais medidos em uma máquina ou estrutura, e seu respectivo modelo matemático, possam ajustar tal modelo de forma que este seja o mais confiável e representativo possível do sistema real. O presente trabalho propõe o uso desta teoria em conjunto com métodos de otimização irrestrita visando obter uma metodologia de projeto que viabilize a calibração de modelos matemáticos. Para isso, foi utilizado como objeto de estudo deste trabalho um rotor com um disco centrado simétrico em fundação rígida e biapoiado em mancais hidrodinâmicos cilíndricos. Experimentalmente, foram monitorados os deslocamentos do eixo, das caixas dos mancais e as forças dinâmicas atuantes nos mancais. No modelo matemático, baseado no modelo do rotor por elementos finitos e no modelo dos mancais por solução da equação de Reynolds por diferenças finitas, os parâmetros monitorados no rotor real podem ser obtidos numericamente. Com tais respostas, definem-se então vetores de erro que servem como parâmetros a serem minimizados dentro de um método direto de ajuste, feito através da otimização de parâmetros que influenciam diretamente na resposta do sistema, como os coeficientes de rigidez e amortecimento dos mancais. Como conclusão, foi possível verificar a validade do procedimento proposto, uma vez que o método foi capaz de calibrar o modelo matemático e então, a partir deste, obter respostas confiáveis do sistema fisico . O trabalho ainda apresenta uma significativa contribuição para a área de projeto de máquinas rotativas, visto que a metodologia é relativamente simples e suficientemente robusta para ajuste e validação em laboratórios de modelos computacionais de mancais em máquinas rotativas / Abstract: Generally, when talking about the design procedure and simulation of rotors, the approaches and inherent hypotheses to the applicable mathematical models to such types of machines bring numerical responses different from that obtained in experimental mensurements. The models updating theory has for objective to minimize such kind of errors through techniques that, starting from experimental data measured in machines or structures, and comparing with the respective mathematical models, can fit the model so that it is more reliable and representative of the real system. The present work proposes the use of this theory applying unrestricted optimization methods to obtain a design methodology that makes possible the calibration of mathematical models. For that, a rotor with a centered disk in rigid foundation and supported by two hydrodynamic cylindrical bearings, was used as object of study of this work. The displacements of the shaft were monitored, as well the bearing housings displacements and the dynamic forces acting in the bearings. In the math_matical model, based on the fmite element model ofthe rotor and in the Reynolds equation solution for finite differences to the bearings, the parameters monitored in the real rotor can be obtained numerically. There are defined error vectors based on the answers that represent the parameters to be minimized inside a direct updating method, through parameters optimization that durectly influence in the system response, as the stiffness and damping coefficients of the bearings. As conclusion, it is possible to verify the validity of the proposed procedure, once the method was capable to calibrate the mathematical model and then, to obtain more reliable results of the physical system. The work still presents a significant contribution for the design area of rotating machines, because the methodology is relatively simple and sufficiently robust for ftting and validation of computational rotors and bearings models in laboratories / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores : Rubens Maciel Filho, Aline Carvalho da Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T19:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Harada_LayseHarumiPereira_M.pdf: 2278556 bytes, checksum: 2a3574abae7c5d82b8cdb92826cb173e (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Um dos principais problemas no controle e otimização de processos biotecnológicos é a construção de modelos confiáveis para o sistema. Para estes processos, o desenvolvimento de modelos detalhados baseado em princípios fundamentais e intensos estudos cinéticos são freqüentem ente caros e consomem tempo. Assim, seria de grande vantagem encontrar algum modo simples e rápido que os descrevessem, para posterior uso em otimização e controle. Foram propostos muitos métodos recentemente para alcançar esta meta. Um deles é o uso de redes neuronais. O treinamento de uma rede neuronal, porém, requer um número grande de dados experimentais. Além disso, a interpretação de tais modelos é difícil. Outra alternativa é o uso de um modelo híbrido neuronal no qual os aspectos do problema cujo comportamento quantitativo é bem compreendido são descritos através de equações matemáticas determinísticas, enquanto as redes neuronais descrevem a cinética. É esperado que estes modelos tenham um melhor desempenho que as redes neuronais do tipo caixa preta, já que a generalização e extrapolação estão limitadas às partes incertas do processo e o modelo básico sempre é consistente com os princípios fundamentais. Além disso, menos dados são requeridos para o treinamento. Há muitas estruturas de redes neuronais citadas na literatura e não há nenhum método proposto que defina a melhor estrutura a ser usada para um determinado caso. Na maioria dos artigos presentes na literatura que aplicam redes neuronais para bioprocessos, a rede neuronal do tipo feedforward (FNN) é usada. Uma estrutura que não foi muito explorada é a rede funcionallink (FLN). Esta rede demonstrou ter boa capacidade de aproximação não­linear apesar da estimação de seus pesos ser linear. Devido à estimação linear, seu treinamento é rápido, requer baixo esforço computational e a convergência é garantida. O objetivo do trabalho presente é determinar um modelo para um processo extrativo de produção de álcool de uma maneira simples e rápida. Este modelo deve ser suficientemente confiável para fins de optimização e estudos de controle. Um modelo híbrido neuronal é construí do e redes neuronais são utilizadas para descrever as cinéticas desconhecidas. Uma comparação é feita entre o uso das FLNs e das FNNs na descrição da cinética de processo. É demonstrado que as redes neuronais do tipo funcional link permitem o desenvolvimento de um modelo híbrido neuronal com uma vantagem significante quando comparados com redes neuronais artificiais convencionais. O modelo híbrido apresenta bom desempenho e é mais simples que o obtido fazendo uso de redes neuronais do tipo feedforward. Como a estimação dos pesos é linear para as redes FLNs, o seu uso no modelo híbrido pode possibilitar uma implementação simples de um esquema adaptativo, no qual os pesos são reestimados on-line baseados nos dados do processo / Abstract: One of the most severe problems in the control and optimization of biotechnological process is the construction of reliable models of the system. For these processes, the development of detailed models based on fundamental principIes and intense kinetic studies is frequent1y expensive and time consuming. Thus, it would be of great advantage to find some simple and rapid way of describing them, accurately enough for optimization and control. Many methods have been proposed in recent years to achieve this goal. One of them is the use of neural networks. The training of a neural network, however, requires a large number of experimental data. Furthennore, the interpretation of such models is difficult. Another altemative is the use of hybrid neural models, in which the aspects of the problem whose quantitative behavior is well understood are described by detenninistic mathematical equations, while neural networks describe the kinetics. These models are expected to perfonn better than "black-box" neural network models, since generalization and extrapolation are confined only to the uncertain parts of the process and the basic mo deI is always consistent with first principIes. Besides, significantly fewer data are required for their training. There are many neural network structures cited in the literature and there are no methods proposed to define the best structure to be used for a given case. In the majority of the papers applying neural networks to bioprocesses, the feedforward neural network (FNN) is used. A structure that has not been much explored is the functional link network (FLN). This network has been shown to have a good non-linear approximation capability although the estimation of its weights is linear. Due to the linear estimation, its training is rapid, requires low computational effort and the convergence is guaranteed. The objective of the present work is to determine a model for an extractive ethanol production process in a simple and rapid way. This model must be sufficient1y reliable to be used for posterior optimization and control studies. A hybrid neural model is constructed, using neural networks to describe the unknown kinetics. A comparison is made between the use ofthe FLNs and the FNNs to describe the process kinetics. It is shown that the functional link networks enables the development of hybrid neural models with significant advantage when compared to conventional artificial neural networks. The hybrid model presents a good performance and is much simpler than the one using the FNNs. As the estimation ofthe network weights in the FLNs is linear, their use in the hybrid mo deI enables simple implementation of an adaptive scheme in which weights are reestimated on-line based on process data / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Paulo Sergio Franco Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-29T03:59:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_Rogeriode_M.pdf: 11863171 bytes, checksum: 98d35fba7240e5902936068a393d4e56 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: No presente trabalho foi proposto um modelo hidráulico de otimização em período extensivo, estruturado na forma clássica dos problemas de otimização determinística restrita. Este modelo é composto por duas partes essenciais: (a) função objetivo, que descreve o critério de performance do sistema; (b) conjunto de restrições composto por equações e/ou inequações matemáticas que definem a operação do sistema e de seus elementos. Devido à presença de variáveis binárias utilizadas para representar as condições operacionais das bombas, o modelo hidráulico de otimização é formulado como um problema de programação não-linear inteira mista. Para a solução do modelo proposto, foram utilizados dois algoritmos de programação nãolinear associados a um algoritmo de programação inteira. São eles: (a) o algoritmo do Gradiente Reduzido Generalizado (ABADIE e CARPENTIER, 1969) associado ao algoritmo Branch and Bound (Ramificação e Limite), através da interface do software GAMS com os solver CONOPT e SBB; (b) o algoritmo da Lagrangeana Projetada (MURTAGH e SAUNDERS, 1982) associado ao algoritmo Branch and Bound, através da interface do software GAMS com o solver MINOS 5.5 e SBB. O modelo inicialmente foi avaliado para a rede hipotética estudada por VENTURINI (1997), e depois para um sistema real, o Subsistema Adutor Metropolitano Alça Leste da cidade de São Paulo. Os resultados obtidos evidenciaram a viabilidade da utilização de tal metodologia como uma ferramenta valiosa de suporte para as tomadas de decisões operacionais em sistemas de abastecimento de água, permitindo um melhor entendimento das interações dos elementos que compõem o sistema e indicando a possibilitando de implementação para operações em tempo real / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T00:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_EderDutrade_D.pdf: 10586349 bytes, checksum: dbb4e50656ff60ef3eb842fa22438624 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho são desenvolvidas a modelagem, a simulação e a otimização de um sistema de refrigeração aplicado para o congelamento de produtos alimentícios. O estudo é dividido em duas etapas: a primeira parte procura identificar os fenômenos termo dinâmicos típicos de uma planta de refrigeração, juntamente com o desenvolvimento de uma metodologia de simulação e de otimização termo econômica da planta. A segunda parte identifica o comportamento termodinâmico da carga térmica de um equipamento de congelamento, juntamente com o desenvolvimento de uma metodologia de otimização do perfil de temperatura do produto. Inicialmente é feita a modelagem das propriedades termo dinâmicas do fluido refrigerante, compreendendo as regiões de líquido subresfriado até a região de vapor superaquecido, possibilitando um estudo mais criterioso do perfil de temperatura do fluido no interior do circuito de refrigeração. O algoritmo básico de simulação destas transformações termodinâmicas apresenta características de versatilidade que favorecem o desenvolvimento de novas configurações da planta de refrigeração. O modelo de simulação do circuito de refrigeração é posteriormente desenvolvido com o objetivo de identificar o comportamento tennodinâmico do sistema de refrigeração operando com fluidos refrigerantes puros e também com misturas não-azeotrópicas que apresentam um alto desempenho tennodinâmico e são consideradas como fluidos não agressivos ao meio ambiente. Esta metodologia de simulação possibilita a análise do comportamento tennodinâmico do sistema, mantido sob diferentes condições de operação de regime de estado estacionário. A simulação do circuito termodinâmico possibilita a modelagem das unidades básicas da planta de refrigeração através da inserção de modelos fisicos típicos que representam os trocadores de calor, o compressor e a válvula de expansão. Este modelo da planta de refrigeração foi denominado INCICLO, sendo caracterizado pela sensível capacidade de identificação do desempenho termo dinâmico do fluido refrigerante que opera no sistema, possibilitando, ainda, o dimensionamento das unidades do sistema, bem como a análise do consumo de energia da planta. Além disso, desenvolve-se um estudo de otimização do consumo de energia da planta de refrigeração, levando em consideração os fatores de custo das unidades da planta e o consumo de energia do sistema, procurando minimizar as irreversibilidades inerentes da operação do sistema de refrigeração. Finalmente, apresenta-se um estudo de otimização do perfil de carga térmica de um sistema de congelamento de alimentos procurando identificar as condições de operação do equipamento que favorecem a manutenção dos atributos de qualidade do produto congelado. Este procedimento é considerado de importância fundamental para a identificação das variáveis operacionais ótimas da planta de refrigeração / Abstract: In this work the modelling, the simulation and the optimisation of a refrigeration system applied to food freezing processes are developed. The study is divided in two stages: the first part tries to identify the typical thermodynamic behaviour of a refrigeration plant, together with the development of a methodology for simulation and for a thermoeconomic optimisation procedure applied to this plant. The second part identifies the thermodynamic behaviour of the thermal load of a freezing equipment, together with an optimisation methodology of the product temperature profile. Initially, the modelling of the thermodynamic properties of the refrigerant fluid is carried out, considering the regions of the subcooling liquid up to the superheating vapour regions, providing a more detailed study of the temperature profile of the fluid inside the refrigeration cycle. The basic simulation algorithm of these thermodynamic transformations presents versatility characteristics that facilitate the development of new design configurations of the refrigeration plant. The modeI of simulation of the refrigeration cycle is developed later on with the aim of identifying the thermodynamic behaviour of the refrigeration system operating with pure refrigerant fluid and also with nonazeotropic mixtures, which present a high thermodynamic performance and are considered as non aggressive fluids for the environment. This simulation methodology facilitates the thermodynamic analysis of the system, maintained under different operating conditions at steady state. The simulation of the thermodynamic cycle enables the modelling of the basic units of the refrigeration plant through the use of typical physical models which represent the heat exchangers, the compressor and the expansion valve. This modeI of the refrigeration plant was named INCICLO, being characterised by its sensible capacity to identify the thermodynamic performance of the refrigerant fluid that operates in the system, and still facilitating the sizing of the system units, as well as the analysis of the plant energy consumption. Besides, an optimisation study of the plant energy consumption was developed, taking into consideration the factors of unit costs and the energy consumption of the system, trying to minimise the irreversibilities inherent of the refrigeration processo. Finally, in this work is presented an optimisation study ofthe heat load profile applied to food freezing process, trying to identify the operating conditions of the equipment that maintain the quality attributes of the frozen product. This procedure is considered of great importance to identify the optimal operational conditions of the refrigeration plant / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-05T12:33:32Z No. of bitstreams: 1 hedersoaresbernardino.pdf: 1908457 bytes, checksum: 7dfb54846a46eb894ddf55decf7be4a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T13:34:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 hedersoaresbernardino.pdf: 1908457 bytes, checksum: 7dfb54846a46eb894ddf55decf7be4a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T13:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 hedersoaresbernardino.pdf: 1908457 bytes, checksum: 7dfb54846a46eb894ddf55decf7be4a1 (MD5) Previous issue date: 2008-02-29 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Neste trabalho são propostas, implementadas e testadas computacionalmente algumas possibilidades de hibridização de algoritmos genéticos e sistemas imunológicos artificiais visando a solução de problemas de otimização com restrições. Tais problemas aparecem frequentemente na modelagem computacional de problemas científicos e tecnológicos relevantes. Após breve formulação e caracterização da solução de um problema de otimiza- ção com restrições em Ɽn é feita uma introdução na modelagem estrutural e aos problemas de otimização desta área, mostrando sua importância e as dificuldades no desenvolvimento de métodos de resolução aproximados. São apresentadas então diversas meta-heurísticas bio-inspiradas para a resolu-ção destes problemas de otimização, em especial os algoritmos genéticos (AGs) e os sistemas imunológicos artificiais (SIAs). Em seguida, são propostas algumas possibilidades de hibridização de AGs e SIAs para a otimização restrita. Experimentos computacionais visando avaliar o desempenho dos procedimentos propostos são realizados considerando vários problemas-teste da literatura e, finalmente, são apresentadas conclusões e propostas para trabalhos futuros / In this work some possibilities of hibridization of genetic algorithms and artificial immune systems are proposed, computationally implemented, and tested in order to solve constrained optimization problems. Such problems arise frequently in the computational modeling of relevant scientific and technological problems. After a brief formulation and solution characterization for a constrained optimization problem in Ɽn, an introduction is made to structural modeling and the optimization problems in this area, showing their relevance and the dificulties arising in the development of approximate solution methods. Several bio-inspired meta-heuristics for solving such optimization problems are then presented with emphasis on genetic algorithms (GAs) and artiticial immune systems (AISs). Some possible GA-SIA hybrids are then proposed. In order to assess the performance of the proposed procedures, computational experiments are conducted considering several test-problems from the literature and, finally, conclusions as well as future work proposals are presented.

Orientador : Antonio Carlos Moretti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-01T13:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PecoraJunior_JoseEduardo_M.pdf: 2344873 bytes, checksum: 07960f97a5cebceffeaf3aff23130a93 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Alocação de pessoal tem sido um tópico considerado pela pesquisa operacional há muito tempo. Especificamente, a alocação de médicos depara com uma nova fronteira, pois, é significantemente diferente de alocação de enfermeiras, um tópico mais comum na literatura, e existem muitas peculiaridades inerentes ao problema. Neste trabalho estudamos a alocação de médicos em salas de emergência, as quais devem ficar abertas 24 horas por dia e 7 dias por semana. Um método que combina duas meta-heurísticas: Algoritmos Genéticos e Busca Tabu, foi desenvolvido para alocar as diferentes opções e restrições do problema. As duas meta-heurísticas trabalham em conjunto, obtendo-se um método de busca global, em uma abordagem acíclica, que foi especialmente escolhida para poder suportar as diferentes requisições pessoais de cada médico / Abstract: Staff scheduling has been in the operational research for much time. Specifically, the physicians scheduling comes across with a new frontier, therefore, is significantly different of nurse scheduling, a common topic in literature. In physicians scheduling there are many peculiarities inherent to the problem. In this work we studied the physicians scheduling in emergency rooms, which must be open for 24 hours per day and 7 days per week. A method which combines two meta-heuristics: Genetic Algorithms and Tabu Search, were developed to match the personal options and the hospital demand, the main goal in this problem. The two meta-heuristics work together in a global search method, with an acyclic approach, this method was especially developed to match the personal preferences for each physician / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada