Bombas eletromagnéticas termoelétricas (EMTE) podem ser usadas no controle do escoamento nos circuitos primário e secundário de reatores nucleares espaciais, refrigerados a metal líquido. Para se simular o sistema e avaliar o desempenho de bombas EMTE, em estado estacionário, foi desenvolvido um programa computacional, denominado BEMTE, que estuda os principais parâmetros de funcionamento da bomba e determina o ponto de atuação do sistema, para uma dada potência de operação do reator. O esquema elaborado utiliza: 1. um modelo para simulação dos conversores termoelétricos da bomba e cálculo da corrente elétrica total gerada; 2. o programa POISSON, acoplado ao BEMTE, que resolve as equações de Maxwell e calcula a distribuição do campo magnético nos canais da bomba; 3. um modelo de cálculo de altura dinâmica da bomba, a partir da interação campo-corrente nos canais, e 4. para o fechamento do problema, um estudo simplificado do trocador de calor e das perdas de pressão nos circuitos do reator. Os resultados obtidos em cada etapa do programa foram satisfatórios, comparados aos dados experimentais. O programa mostrou-se adequado ao projeto e simulação de bombas eletromagnéticas de corrente contínua.

É desenvolvido um receptor por software para GPS, fundamentada na análise do ambiente de operação de cada um de seus segmentos e que pode utilizar dados digitalizados ou simulados para testar todos os processos que podem vir a ser utilizados nos receptores implementados por firmware e hardware. O receptor desenvolvido, pela facilidade computacional existente e o atual estado da arte, pode ser programado em um computador convencional.No sistema desenvolvido, o sinal é condicionado e processado antes da entrada no receptor GPS por software. É mostrado que o sistema desenvolvido é uma ferramenta util na análise de sistemas de aumentação ou melhoramento baseados em técnicas de minimização ou eliminação de ruídos e interferências, especialmente os de multitrajetos.Foram simulados vários tipos de sinais em visada direta em diferentes ambientes de ruído (SNR) e usados para avaliar os processos de aquisição e rastreamento do receptor por software. Os resultados são apresentados e analisados. Os algoritmos sugeridos na literatura se amostram vulneráveis na presença de ruído e foram modificados e avaliados sob as mesmas condições e mostraram-se mais robustos e eficientes na presença de ruído.Pelos resultados conclui-se que o receptor por software é também uma ferramenta didática útil para formação de recursos humanos nas áreas de Telecomunicações e GNSS.

Esta tese aborda a aplicação da técnica de Time Assíncrono de Agentes Autônomos (A-Team) para solucionar o problema de controle de tráfego urbano. Neste problema deseja-se minimizar, ao longo do dia, o número de veículos nas filas ajustando os tempos dos semáforos considerados interligados por meio de uma rede de comunicação de dados. A técnica A-Team utiliza-se de um grande número arbitrário de agentes autônomos de software que cooperam entre si melhorando os resultados uns dos outros. Estes resultados são compartilhados através da utilização de uma memória comum. Nesta tese a tradicional técnica de gerenciamento da memória do A-Team foi modificado para uma compatibilização com a necessidade de repetição de otimização ao longo do dia, uma vez que o tráfego está em constante variação. Mostra-se que a otimização do problema do controle de tráfego urbano é bastante sensível aos dados de entrada, como na maioria dos problemas de otimização. O otimozador A-Team utiliza como entrada a contagem veicular para cada faixa de rolamento das vias. Estas contagens veiculares são obtidas através de sensores localizados sob o pavimento das vias e conhecidos como sensores tipo laço indutivo. Esta tese também mostra como detetar, isolar e acomodar falhas destes sensores durante a otimização realizada pelo A-Team. Dados reais de tráfego e simulações de computador são utilizados para ilustrar as técnicas de otimização e de gerenciamento de falhas de sensores apresentados nesta tese.

Apesar da crescente importância dos Sistemas Computadorizados na Sociedade Moderna, ainda não se tem notícia da existência de uma metodologia consagrada para o Desenvolvimento de Softwares Críticos Embarcados Aeroespaciais, que seja capaz de propiciar aumento nos níveis de Segurança de Software e evitar o desperdício de recursos. Este Trabalho de Pesquisa consiste da elaboração de uma nova Metodologia para o Desenvolvimento de Softwares Críticos Embarcados Aeroespaciais - SCEA's com Garantia de Segurança, levando-se em consideração as suas características peculiares, e propiciando-se um aumento nos níveis de Segurança de Software, desde o início de seu ciclo de desenvolvimento. Inicialmente, realizou-se uma pesquisa bibliográfica envolvendo o conhecimento atual das áreas de Segurança de Software e de Desenvolvimento de SCEA. Em seguida, apresentou-se uma discussão a respeito das formas utilizadas atualmente para se garantir a Segurança desse tipo de Software. Após isso, apresenta-se uma nova Metodologia, desenvolvida a partir da integração de uma Sistemática para a Garantia de Segurança de Software com a Técnica de Modelagem de Objetos (Object Modeling Technique - OMT), utilizando-se o padrão de Linguagem Unificada para Modelagem (Unified Modeling Language - UML). Ao final, um Estudo de Caso é utilizado para avaliar o emprego da Metodologia proposta de Desenvolvimento do SCEA no Projeto do Veículo Experimental Carro Anfíbio Voador TRIPHIBIUS. Isto foi executado na fase inicial do desenvolvimento do Projeto no Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA. Pesquisas futuras apontam para aspectos ainda não consolidados da Segurança de Software, principalmente quanto à criação de: métricas para avaliação quantitativa da Segurança de Software; estratégias para a realização dos Testes Funcionais; e novas técnicas para Análise de Segurança dos SCEA's, que sejam mais apropriadas às suas características.

Este trabalho apresenta um pacote computacional, desenvolvido para a identificação de parâmetros de sistemas lineares multivariáveis, representados por equações a diferenças. O pacote possui flexibilidade para a estimação dos parâmetros, na presença de ruídos correlacionados. Os parâmetros são estimados utilizando os algoritmos de Mínimos Quadrados e Mínimos Quadrados Parcionado, em suas versões recursivas. Os dados de entrada/saída podem ser obtidos por simulação ou por aquisição de dados. O pacote permite o emprego da técnica de Monte Carlo para a análise estatística das estimativas. Exemplos de sistemas simulados são exaustivamente testados na validação dos algoritmos. É proposto um esquema, utilizando o pacote, para a obtenção das derivadas de estabilidade e controle de aeronaves.

Ao longo das últimas décadas, vários países têm desenvolvido a tecnologia de fabricação de estruturas com reduzida detecção por radar para emprego aeroespacial. O emprego de materiais adequados e de geometria apropriada permite que uma aeronave tenha a sua Seção Reta Radar (RCS) reduzida, devido ao decréscimo da refletividade das ondas eletromagnéticas incidentes no alvo. Dentro desse contexto, esta Dissertação de Mestrado teve como objetivo estudar absorvedores multicamadas pelo uso de absorvedores de microondas à base do polímero condutor polianilina e parafina com negro de fumo, caracterizando-os via medidas de refletividade pelo uso das técnicas do arco NRL (Naval Research Laboratory) e de guia de ondas. A permissividade elétrica complexa desses absorvedores, uma propriedade eletromagnética intrínseca, foi medida utilizando-se uma técnica de guia de onda. Um modelo teórico de absorvedores de múltiplas camadas foi desenvolvido a partir do método de linha de transmissão, juntamente com o desenvolvimento de um algoritmo. Esse procedimento permitiu a implementação de um software para obter a refletividade em função da freqüência para materiais com parâmetros eletromagnéticos pré-selecionados. Como resultado do estudo realizado, foi observada uma correlação entre a permissividade elétrica complexa dos materiais absorvedores de radiação com o desempenho da refletividade dos mesmos. Foi verificado, também, que o software proposto em apoio à obtenção de estruturas multicamadas mostrou boa concordância com medidas experimentais de refletividade, fornecendo parâmetros de orientação para a obtenção de materiais absorvedores multicamadas otimizados.

A presente tese aborda duas modelagens teóricas para a conformação de Junções em "T" em tubos metálicos de parede fina, utilizando elastômeros. Enquanto um modelo utiliza a teoria do Limite Superior (Upper Bound Theory), outra emprega o método dos blocos (Slab Method) conjugado com a teoria de cascas. Em ambas as técnicas a previsão da carga de conformação, tensões e deformação são possíveis. Para verificação experimental um equipamento especial foi desenvolvido, construído e automatizado, e empregado na conformação de Junções em "T", a partir de tubos metálicos de alumínio, cobre e latão 70/30. O dispositivo foi automatizado de tal forma que o movimento dos estágios dos punções são simultâneos, empregando-se um mecanismo de quatro-barras, que foi projetado especificamente. Tal mecanismo, foi baseado na chamada "Folga do processo", que controla a relação entre a pressão aplicada no tubo e no elastrômero. Medidas de dureza, e análise metalográfica em tubos recozidos e após a conformação mostraram que o processo além de aumentar a resistência do material devido ao encruamento existente, proporcionam uma certa uniformidade das propriedades mecânicas. É também analisada a influência de outras variáveis no processo.

Neste trabalho é estabelecido um modelo para análise dos campos eletromagnéticos irradiados por uma abertura eletromagnética localizada no plano de terra de uma microfita. Neste modelo, a antena é tratada como um problema de contorno e as equações de ondas para os campos eletromagnéticos, no vácuo e no substrato de microficha, são resolvidas no domínio de Fourier. Inicialmente são determinados os campos eletromagnéticos irradiados pela estrutura em questão, na hipótese da microfita de alimentação ser sustentada por um substrato chiral. Expressões assintóticas para os campos distantes irradiados pela antena, isto é, campos na região de Fraunhofer, são obtidas com o auxílio do método da fase estacionária. Em seguida, considerando a versatilidade dessa estrutura, são analisadas as características de irradiação de um dipolo elétrico curto impresso sobre o substrato chiral de uma fenda eletromagnética (dipolo magnético curto) coberta por uma camada chiral. São discutidos os efeitos da chiralidade sobre as diretividades dessas antenas e sobre os diagramas de irradiação, com destaque para os fenômenos relacionados com a rotação desses diagramas. Para o caso particular em que a fita de alimentação é sustentada por substrato achiral, são determinadas as expressões para os campos eletromagnéticos e respectivas funções de Green espectrais. A partir dessas, são estabelecidas as equações integrais cujas incógnitas são a densidade de corrente elétrica sobre a fita e a componente tangencial do campo elétrico ao longo da abertura. As soluções dessas equações são estruturadas com o auxílio do método dos momentos. Impedâncis de entradas de antenas de microfita retangulares e de fitas condutoras são apresentadas como resultado do programa ANTIB, implementado em FORTRAN 77. Um protótipo de uma fenda eletromagnética alimentada por uma microfita foi construído e ensaiado. Os resultados obtidos estão em boa concordância com os previstos pelo programa ENSEMBLE (marca registrada).

Este trabalho apresenta uma forma de integração dos programas ADAMS (marca registrada), ANSYS (marca registrada) e MATLAB (marca registrada), com o objetivo de se obter um modelo matemático linearizado de um sistema mecânico multicorpo com elos flexíveis. O modelo obtido é utilizado, no ambiente MATLAB (marca registrada), para o desenvolvimento de estratégias de controle ativo para amortecimento vibracional e controle posicional do sistema flexível. Esta integração é aplicada a um exemplo prático representativo de uma estrutura espacial tipo satélite com painéis flexíveis. O estudo é realizado em duas etapas complementares. A primeira etapa compreende a inclusão das características de flexibilidade dos apêndices do sistema modelado no ADAMS (marca registrada), através da discretização usando o método de elementos finitos no programa ANSYS (marca registrada). A segunda etapa consiste na obtenção de um modelo matemático linearizado no ambiente ADAMS (marca registrada), e a sua utilização no projeto de controle ativo de vibração usando o programa MATLAB (marca registrada). O controlador projetado no ambiente MATLAB (marca registrada) é transportado para o ambiente ADAMS (marca registrada) visando a comparação dos resultados simulados obtidos no MATLAB/SIMULINK (marca registrada) com os obtidos no ambiente gráfico do ADAMS (marca registrada). Estudos de validação dos resultados simulados foram realizados comparando-se os resultados teóricos com dados experimentais obtidos em laboratório.

Este trabalho apresenta uma análise de termosifões e seus números adimensionais. O modelo matemático considera pressão constante, escoamento monofásico e incompressível. O modelo simula tanto termosifões abertos quanto fechados, modelando as fontes quentes como núcleos de PWR ou aquecedores elétricos e as fontes frias como trocadores de calor ou reservatórios. O programa computacional STRATS foi desenvolvido baseado neste modelo. Os resultados mostram uma boa concordância tanto com os resultados analíticos quanto com os dados experimentais apresentados na literatura.