Utilizando um modelo físico de uma panela siderúrgica agitada com gás, de base elíptica e escala reduzida, foram realizados estudos para verificar a influência de diversas variáveis operacionais na otimização dos processos de mistura, fenômenos de emulsificação, e comportamento da abertura do olho da coluna de bolhas durante a agitação do aço líquido. Para esses estudos foram utilizados água e querosene como simuladores do aço e escória industrial, respectivamente. Os tempos de mistura foram determinados por medidas de condutividade. O escoamento do líquido foi caracterizado por meio da técnica PIV (velocimetria por imagem de partícula) e dispersão de traçador. Ambos experimentos, assim como os fenômenos de emulsificação e abertura do olho da coluna de bolhas, foram registrados por uma câmera de vídeo. Os resultados experimentais mostram que os tempos de mistura diminuem com o aumento da vazão de gás, porém aumentam na presença de uma camada de escória. Das configurações testadas, os menores tempos de mistura foram obtidos para uma adição do traçador (ou liga) no olho da coluna de bolhas e uma posição de injeção de gás a meio raio. Os fenômenos de emulsificação aumentam com o aumento da vazão de gás, com o deslocamento da posição de injeção de gás desde a parede para o centro da panela e com o aumento da camada de escória. A abertura do olho da coluna de bolhas cresce linearmente com o aumento da vazão de gás e diminui com o aumento da camada de escória. As correlações empíricas encontradas na literatura prevêm satisfatoriamente os resultados experimentais do modelo físico. / Utilized gas stirring ladle cold model, elliptic shape and reduced scale, were carried out study for verify effects of operational variables in optimization process mixing, emulsification phenomena, behavior exposed eye of the bubble column or plume and removal inclusions during stirring steel liquid. For these study were utilized water and kerosene how simulators steel and slag industrial. The mixing time was measured by an electrical conductivity method. Fluid flow characterization were realized through PIV (particle image velocimetry) technique and tracer dispersion experiments. This is experiments as well as behavior emulsification and aperture eye of the bubble column or plume were registered by the video recordings. Experimental results show decreases mixing time with increment gas flow rate however, increment in presence of slag layer covered the bath. From the tests configurations, is low mixing time were obtained for location addition tracer (or alloy) in eye of the bubble column or plume and half radius gas position injection. This emulsification phenomena increment considerably with gas flow rate, as gas position injection is moved from the wall ladle to center and increment slag layer thickness. The aperture eye of the bubble column or plume increases linearly with increment gas flow rate and decrease with increment slag layer thickness. Empirical correlations in literature agreement satisfactory the experimental result of physical model.

Utilizando um modelo físico de uma panela siderúrgica agitada com gás, de base elíptica e escala reduzida, foram realizados estudos para verificar a influência de diversas variáveis operacionais na otimização dos processos de mistura, fenômenos de emulsificação, e comportamento da abertura do olho da coluna de bolhas durante a agitação do aço líquido. Para esses estudos foram utilizados água e querosene como simuladores do aço e escória industrial, respectivamente. Os tempos de mistura foram determinados por medidas de condutividade. O escoamento do líquido foi caracterizado por meio da técnica PIV (velocimetria por imagem de partícula) e dispersão de traçador. Ambos experimentos, assim como os fenômenos de emulsificação e abertura do olho da coluna de bolhas, foram registrados por uma câmera de vídeo. Os resultados experimentais mostram que os tempos de mistura diminuem com o aumento da vazão de gás, porém aumentam na presença de uma camada de escória. Das configurações testadas, os menores tempos de mistura foram obtidos para uma adição do traçador (ou liga) no olho da coluna de bolhas e uma posição de injeção de gás a meio raio. Os fenômenos de emulsificação aumentam com o aumento da vazão de gás, com o deslocamento da posição de injeção de gás desde a parede para o centro da panela e com o aumento da camada de escória. A abertura do olho da coluna de bolhas cresce linearmente com o aumento da vazão de gás e diminui com o aumento da camada de escória. As correlações empíricas encontradas na literatura prevêm satisfatoriamente os resultados experimentais do modelo físico. / Utilized gas stirring ladle cold model, elliptic shape and reduced scale, were carried out study for verify effects of operational variables in optimization process mixing, emulsification phenomena, behavior exposed eye of the bubble column or plume and removal inclusions during stirring steel liquid. For these study were utilized water and kerosene how simulators steel and slag industrial. The mixing time was measured by an electrical conductivity method. Fluid flow characterization were realized through PIV (particle image velocimetry) technique and tracer dispersion experiments. This is experiments as well as behavior emulsification and aperture eye of the bubble column or plume were registered by the video recordings. Experimental results show decreases mixing time with increment gas flow rate however, increment in presence of slag layer covered the bath. From the tests configurations, is low mixing time were obtained for location addition tracer (or alloy) in eye of the bubble column or plume and half radius gas position injection. This emulsification phenomena increment considerably with gas flow rate, as gas position injection is moved from the wall ladle to center and increment slag layer thickness. The aperture eye of the bubble column or plume increases linearly with increment gas flow rate and decrease with increment slag layer thickness. Empirical correlations in literature agreement satisfactory the experimental result of physical model.

O método de injeção de ar é utilizado para a descontaminação de solos e lençóis freáticos contaminados com Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs). O ar injetado no solo na zona saturada, ao subir para a zona não saturada, volatiliza os contaminantes. A eficiência da remediação por esse método está diretamente ligada à região de solo em que ocorre o fluxo de ar. Essa região é denominada de zona de influência e é afetada por vários fatores tais como: tipo e estrutura do solo, permeabilidade e pressão de injeção. No presente trabalho foram realizados estudos de fluxo de ar em solos saturados em um modelo físico bidimensional com o objetivo de avaliar a zona de influência formada. Os ensaios bidimensionais têm por finalidade a visualização dessa zona de influência; para isso foi utilizado um tanque transparente feito de placas de acrílico. Para a realização dos ensaios foram utilizados três tipos distintos de solo, uma areia natural denominada de Areia Osasco, uma areia comercial e uniforme (Areia do IPT) e um solo residual utilizado para criar as lentes de baixa permeabilidade. Também foram realizados ensaios de laboratório para a caracterização dos solos em estudo, tais como: curva de retenção, índice de vazios máximo e mínimo, granulometria, permeabilidade a água e ao ar. Os ensaios realizados no modelo (tanque) mostraram, como visto na literatura, que a granulometria e a estrutura do solo são as principais responsáveis pela formação de caminhos preferenciais de ar no solo. A zona de influência formada durante a injeção de ar nos ensaios com a Areia Osasco não foi simétrica devido à heterogeneidade do solo, já a formada nos ensaios com a Areia do IPT foi simétrica por causa da uniformidade do solo. A Areia do IPT apresentou uma zona de influência mais estreita do que a da Areia Osasco, isso ocorreu em função da menor porosidade da Areia Osasco, pois quanto menor a porosidade maior a tortuosidade e maior a expansão lateral. Os ensaios com as lentes de baixa permeabilidade mostraram que pequenas variações na configuração do solo podem influenciar a eficiência do método já que a região logo acima das lentes não foi atingida pelo ar. O aumento da pressão de injeção durante os ensaios fez com que mais canais de ar fossem formados causando um aumento do tamanho da zona de influência. / The method of air sparging is used for remediation of soil and groundwater contaminated with Volatile Organic Compounds (VOCs). In this process the air is injected into the soil in the saturated zone to ascend to the vadose zone and volatilizes the contaminants. The efficiency of air flow remediation is directly linked with the region of soil in which the flow occurs. This region is called as zone of influence and is affected by several factors such as: type and structure of the soil, permeability and pressure of injection. In the present work the air flow in saturated soils was investigated using a bidimensional physical model to evaluate the zone of influence formed. The objective of the tests was to obtain informations about zone of influence. A transparent tank made by acrylic plates was used. For these tests it was used three different types of soil: natural sand, called Osasco sand, a commercial and uniform sand called IPT sand and a residual soil used to create the lenses with low permeability. Laboratory tests such as water retention, minimum and maximum voids ratio, water and air permeability were performed to characterize the soils used in this study. Tests performed in the model (tank) showed, like those in the literature, that the particle size and soil structure are mainly responsible to create the preferential paths of air in soil. The zone of influence formed during the injection of air in the tests with Osasco sand was not symmetrical due to the heterogeneity of the soil; on the other hand the test performed with IPT sand was symmetrical due to its uniformity. The IPT sand showed a narrower zone of influence than Osasco sand, this was due to the lower porosity of the Osasco sand. Lower porosity imply in higher tortuosity and greater lateral expansion. Testes performed with low permeability lenses within the sand showed that small variations in the structure of the soil can affect the efficiency of the method because the region immediately above the lens is not reached by the air. The increase in the pressure of injection during the experiments induced the formation of more air channels causing an increase in the size of the zone of influence.

A presente tese versa sobre ampla investigação em torno da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural dentro de um edifício. O edifício foi caracterizado como pertencente ao sistema complexo de paredes, o qual é de uso mais comum no Brasil. Desenvolveu-se análise numérica no edifício, com objetivo de predizer o comportamento na análise experimental, assim como na comparação entre os próprios modelos numéricos. Serviu de modelo experimental um edifício em escala real, o qual foi monitorado, durante sua execução e depois dela, com ensaio de prova de carga. Realizou-se monitoramento mediante uso de unidades especiais de alvenaria instrumentadas para se converterem em células de carga, nas quais as tensões em cada ponto de análise puderam ser determinadas. Tabelas e gráficos foram montados para tornarem possível a verificação das diferenças entre todos os modelos analisados. Como principais conclusões uma se mostrou de grande importância e foi esta: as paredes sofrem efeito da flexão e a causa são as rotações nas lajes apoiadas por elas. / The present thesis contemplated a wide investigation about the vertical action distribution among structural masonry walls within a building. The building was characterized as related to the complex system of walls, which practice is the most customary in Brazil. It was developed a numerical analysis in the building aiming to predict the structural behavior on the experimental analysis, as well as a comparison among numerical models themselves. The experimental model consisted on a real scale building, which was monitored during its execution and after that, with a live load test. The monitoring was done with the usage of special masonry units, which were instrumented to convert itself in a load cell, on which the stress in each point of analysis could be determined. Tables and graphics were mounted to make feasible to verify the differences among all models analyzed. As main conclusions observed, one showed to be of great importance, which was the effect of bending on the walls caused by the rotations on the slabs supported by them.

Utilizando um modelo físico de uma panela siderúrgica agitada com gás, de base elíptica e escala reduzida, foram realizados estudos para verificar a influência de diversas variáveis operacionais na otimização dos processos de mistura, fenômenos de emulsificação, e comportamento da abertura do olho da coluna de bolhas durante a agitação do aço líquido. Para esses estudos foram utilizados água e querosene como simuladores do aço e escória industrial, respectivamente. Os tempos de mistura foram determinados por medidas de condutividade. O escoamento do líquido foi caracterizado por meio da técnica PIV (velocimetria por imagem de partícula) e dispersão de traçador. Ambos experimentos, assim como os fenômenos de emulsificação e abertura do olho da coluna de bolhas, foram registrados por uma câmera de vídeo. Os resultados experimentais mostram que os tempos de mistura diminuem com o aumento da vazão de gás, porém aumentam na presença de uma camada de escória. Das configurações testadas, os menores tempos de mistura foram obtidos para uma adição do traçador (ou liga) no olho da coluna de bolhas e uma posição de injeção de gás a meio raio. Os fenômenos de emulsificação aumentam com o aumento da vazão de gás, com o deslocamento da posição de injeção de gás desde a parede para o centro da panela e com o aumento da camada de escória. A abertura do olho da coluna de bolhas cresce linearmente com o aumento da vazão de gás e diminui com o aumento da camada de escória. As correlações empíricas encontradas na literatura prevêm satisfatoriamente os resultados experimentais do modelo físico. / Utilized gas stirring ladle cold model, elliptic shape and reduced scale, were carried out study for verify effects of operational variables in optimization process mixing, emulsification phenomena, behavior exposed eye of the bubble column or plume and removal inclusions during stirring steel liquid. For these study were utilized water and kerosene how simulators steel and slag industrial. The mixing time was measured by an electrical conductivity method. Fluid flow characterization were realized through PIV (particle image velocimetry) technique and tracer dispersion experiments. This is experiments as well as behavior emulsification and aperture eye of the bubble column or plume were registered by the video recordings. Experimental results show decreases mixing time with increment gas flow rate however, increment in presence of slag layer covered the bath. From the tests configurations, is low mixing time were obtained for location addition tracer (or alloy) in eye of the bubble column or plume and half radius gas position injection. This emulsification phenomena increment considerably with gas flow rate, as gas position injection is moved from the wall ladle to center and increment slag layer thickness. The aperture eye of the bubble column or plume increases linearly with increment gas flow rate and decrease with increment slag layer thickness. Empirical correlations in literature agreement satisfactory the experimental result of physical model.

The thesis deals with values of overfall discharge coefficients for commonly used types of low weirs. Comparison of their values with values based on established procedures. Determination of low weir capacity at free and submerged overfall.

This  thesis  deals  with  production  of  three-dimensional  animated  model. Thesis is about model of billiard table and visualization of balls motion on its surface. Using simulation methods to solve the problem of balls motion is the goal of this work. This thesis contains summary of physical phenomena which describe the ball motion. There are also animation and simulation techniques which are used to create a model involved in this work. This thesis also deals with description of software, which can be used to create a three-dimensional model, animation and define user interaction. The second part of thesis describes how simulation program and visualization application was made. In the end, there are charts which describe ball behaviour involved in this work.

To monitor and control the combustion in a diesel engine one can study the speed signal from the flywheel. The idea is that if individual cylinders give different amount of torque this will lead to variations in the flywheel speed. A model which describes the cylinder torque based on flywheel speed can be used to estimate the torque from individual cylinders. With this new knowledge of the individual performance of each cylinder the engine can be balanced. The balancing aim at making the speed of the flywheel more even but also required a model with estimated cylinder torque as input. This model may also be used for testing new control algorithms easily and gaining understanding of the dynamics. In this thesis a time dissolved model is constructed to describe the cylinder pressure-, crankshaft-, flywheel and damper dynamics. The model is based on a physical point of view by approximating the system into nodes containing mass, stiffness and friction. The inputs into the model are injection data from the engine management system (EMS) and a torque from a drive line. Ways to reduce the complexity of the model are investigated in order to invert the model to estimate the injection data based on flywheel speed measurements. Measurementsare done in a test bed to receive data required for model simulation and validation. The result is that the main behavior of the dynamics is caught. The self oscillation behaviors in some operating points are however not caught which indicates that the model can not explain all behaviors. A reduced model works almost as well but of course looses more of the non stiffness behavior. As expected, the model equations can not be solved in real time. The result of the inverted reduced model depends on the flywheel signal. When the signal contains little non stiffness behavior the result is good. An observer model based on the reduced model is suggested and tested in order to estimate the indicated torque from flywheel data. The observer manages to detect errors in the injection.

Yes / The concept of proximity curve and a new algorithm are proposed for obtaining clusters in a finite set of data points in the finite dimensional Euclidean space. Each point is endowed with a potential constructed by means of a multi-dimensional Cauchy density, contributing to an overall anisotropic potential function. Guided by the steepest descent algorithm, the data points are successively visited and removed one by one, and at each stage the overall potential is updated and the magnitude of its local gradient is calculated. The result is a finite sequence of tuples, the proximity curve, whose pattern is analysed to give rise to a deterministic clustering. The finite set of all such proximity curves in conjunction with a simulation study of their distribution results in a probabilistic clustering represented by a distribution on the set of dendrograms. A two-dimensional synthetic data set is used to illustrate the proposed potential-based clustering idea. It is shown that the results achieved are plausible since both the ‘geographic distribution’ of data points as well as the ‘topographic features’ imposed by the potential function are well reflected in the suggested clustering. Experiments using the Iris data set are conducted for validation purposes on classification and clustering benchmark data. The results are consistent with the proposed theoretical framework and data properties, and open new approaches and applications to consider data processing from different perspectives and interpret data attributes contribution to patterns.

[pt] Um dos grandes desafios da computação gráfica é conseguir representar ambientes virtuais que assemelham-se aos ambientes reais observados pelos seres humanos em seu dia-a-dia. A fim de alcançar essa representação, diversos estudos foram realizados na área de renderização fotorealística e, principalmente, na que diz respeito à modelagem física e representação de fenômenos naturais. Esse estudo propõe explicar e analisar técnicas que representam o fenômeno de dispersão atmosférica; responsável por definir a cor da atmosfera/céu. Para alcançar esse objetivo, serão apresentadas duas técnicas: uma técnica baseada em um modelo físico e outra baseada em um modelo analítico e de aproximações. Esse estudo apresenta os detalhes de cada uma das técnicas e apresenta um comparativo para auxiliar na escolha da técnica de acordo com a necessidade e os requisitos da aplicação que irá representar o fenômeno de dispersão atmosférica. / [en] One of the greatest challenges of computer graphics is to represent virtual environments that resemble real environments observed by humans in their day-to-day. In order to achieve this representation, several studies have been conducted in the area of photorealistic rendering, and especially in regards to physical modelling and representation of natural phenomena. This study aims to explain and analyze techniques that represent the phenomenon of atmospheric scattering; responsible for setting the color of atmosphere/sky. To achieve this goal, two techniques are presented: one based on a physical model and the other based on an analytical model and approximations. This study presents the details of each technique and a comparative to help in choosing the technique according to the need and requirements of the application that will represent the phenomenon of atmospheric scattering.