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A detailed study is proposed for understanding the use of aircraft deicing and anti-icing fluids (ADAF) and optimal use of these fluids in airport operations. A detailed literature review of past and current technologies is conducted and possible opportunities to improve the use of ADAF and relevant recommendations are derived. Mathematical optimization models (e.g. MINLP with binary variables) based on a variety of objectives, which deal with exhaustive sets of system constraints are formulated, developed and applied to case studies. One real-life case study area which routinely carries out aircraft deicing is used for testing the mathematical optimization formulations for optimal use of fluids under budgetary and environmental compliance constraints. Based on the recommendations from one of the best optimization model formulations it is hoped that it will be used for a real-time implementation. Results from these formulations show the models to be robust and applicable. / by Scott E. Ornitz. / Thesis (M.S.C.S.)--Florida Atlantic University, 2009. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2009. Mode of access: World Wide Web.

Orientador: Paulo de Barros Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:27:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ElisaBastos_M.pdf: 3100483 bytes, checksum: 2b4732216b84c9d54a500b4c235db376 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os mecanismos de comercialização de energia elétrica foram modificados pelo Governo por meio do novo modelo do setor elétrico instituído em 2004. Esse procedimento foi definido, elegendo-se os leilões como forma de licitação para o ambiente de contratação regulada, objetivando minimizar os preços de venda (aproximando-os do custo de produção) e introduzir a competição de mercado. O mecanismo de leilões, no âmbito do setor elétrico, foi adotado por diversos países, que nem sempre obtiveram níveis elevados de. Entretanto, apesar das experiências de insucesso, verifica-se a necessidade de se comercializar energia elétrica através de contratos de longo prazo; logo a formatação dos leilões deve prever diversos aspectos com vista a evitar tais insucessos. Por isso, para o setor elétrico brasileiro, anualmente, são descritas pelo MME uma série de diretrizes em que constam os procedimentos para habilitação técnica, prazos e sistemática adotada para esses leilões. Em esfera nacional, os leilões são classificados como: leilão de linha de transmissão, leilão de energia existente, leilão de energia de ajuste, leilões de reserva e leilão de energia nova. Os leilões de novos empreendimentos tendem à expansão da oferta; são constituídos por aqueles que não sejam detentores de concessão, permissão, autorização, ou ainda, por aqueles que visam à ampliação de parte dos empreendimentos existentes. Esses leilões são, comumente, formatados de maneira sequencial. A proposta dessa dissertação é a avaliação metodológica para leilão de novos empreendimentos de geração, de formato híbrido, utilizando-se os conceitos de leilões simultâneos e combinatórios. Dessa forma se obtém uma análise na ótica do leiloeiro, a fim de aumentar a competição nesse segmento e reduzir o valor do MWh. A simulação do leilão obteve resultados satisfatórios, dada a sua complexidade computacional; assim sendo, essa metodologia mostrou-se adequada e viável para o mercado de energia elétrica / Abstract: The mechanisms of trading energy, established in the model of the electric sector in 2004, were modified by the Government. Such procedure was defined, electing the auctions as a way of bidding for the regulated contract environment, in order to minimize the selling prices (approaching them of the cost production) and to introduce the market competition. The procedure of auctions, in the electric sector, was adopted by several countries, but not always they achieved the perfect competition. However, despite the experience of failure, there is a need to commercialize electric energy in the long term; so the format of the auction should include several aspects in order to avoid such failures. Therefore, for the Brazilian electric sector, annually, are described by the MME a series of guidelines, which include the procedures for technical qualifications, stated periods and the systematic adopted. At national level, the auctions are classified as: transmission line auction, existing ventures auctions, energy adjustment auction, reserve auctions and new ventures auction. The auctions of new ventures tend to supply expansion, they are made by those who are not holders of concession, permission authorization, or even by those who seek the expansion of part of existing projects. These auctions are generally formatted in sequential way.The purpose of this master thesis is the methodological evaluation of an auction of new ventures auctions, of hybrid format, using the concepts of combinatorial and simultaneous auctions. Of this way it gets an analysis based in the auctioneer optics, in order to increase the competition in this segment and to reduce the price per MWh. The simulations of the auction got resulted satisfactory, given its computational complexity, and thus being this methodology proved to be appropriate and feasible to the market of electric energy / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Paulo Morelato França, Reinaldo Morabitto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T23:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toledo_ClaudioFabianoMotta_D.pdf: 532543 bytes, checksum: 33c0f918069ba02db9d2c88f055bcbd2 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A presente tese de doutorado apresenta, modela matematicamente e soluciona úm problema multinível de dimensionamento de lotes e programação da produção em um ambiente industrial com máquinas paralelas que apresentam restrições de capacidade, custos e tempos de preparo dependentes da seqüência. O problema é motivado pela realidade encontrada em um setor industrial, em particular o de fabricação e engarrafamento de bebidas. Nesse tipo de indústria a produção envolve dois níveis interdependentes com decisões relativas à armazenagem das matérias-primas e ao engarrafamento das bebidas. As diversas matérias-primas são armazenadas em tanques de onde escoam para as linhas de engarrafamento. O desafio é determinar simultaneamente o dimensionamento e a programação das matérias-primas nos tanques e o envasamento de bebidas nas linhas, onde tempos e custos de trocas dependem do tipo de item previamente armazenado e envasado. O objetivo não foi apenas fornecer uma solução para o problema industrial, mas também estabelecer e solucionar o problema do ponto de vista acadêmico. Um modelo matemático inteiro-misto é proposto com diversas restrições combinadas que até então costumavam ser tratadas separadamente pela literatura. Inicialmente o modelo foi solucionado por meio do pacote GAMS/Cplex. A não existência de testes com modelos similares nos obrigou a criar um conjunto de instâncias para avaliar o modelo e as técnicas de solução desenvolvidas. A solução exata foi viável apenas em instâncias de pequena dimensão devido à complexidade do problema em estudo. Meta-heurísticas foram então propostas e se revelaram como uma alternativa para solucionar instâncias de média e grande dimensão. Os métodos foram capazes de fornecer soluções dentro de um tempo computacional razoável / Abstract: The present thesis establishes and solves a multi-Ievellot sizing and scheduling problem with parallel machines and sequence-dependent setup cost and time. The problem was motivated by a real situation found in some industrial settings mainly the soft drink industry. In this kind of industry, the production involves two interdependent levels with decisions about raw material storage and soft drink bottling. The several raw materiaIs are stored in tanks from which they ow to the bottling lines. The challenge is to determine simultaneously the lot sizing and scheduling of raw material in tanks and also in the bottling lines, where setup costs and time depend on the previous items stored and bottled. The objective is not only to provide an industrial problem solution, but also to establish and solve the problem by an academic point of view. Initially, a mathematical model is proposed with several combined constrains that use to be handled apart in the literature. This complex model was solved by the GAMS/Cplex software. The lack of similar models led us to create a set of instances to evaluate the model and the solution techniques developed. The exact model solution was possible only for small-sized instances because of the problem complexity. Therefore, meta-heuristics have been proposed and revealed as the only alternative to solve large instances. These methods have been able to provi de solutions with good quality in a reasonable computational time / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Sandra Augusta Santos, Jose Mario Martinez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-08T17:04:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Xavier_LarissaOliveira_M.pdf: 1818711 bytes, checksum: e0305d93bde788c50b64809da1b8bf9e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho encaminha a investigação de questões relacionadas ao desempenho de algoritmos de região de confiança para problemas de otimização irrestrita de grande porte. O algoritmo clássico de Moré e Sorensen, baseado em fatorações de Cholesky, é comparado com a abordagem de Rojas, Santos e Sorensen (algoritmo RSS). Do ponto de vista teórico são estudados os resultados de convergência dos dois algoritmos. Em termos práticos, são resolvidos problemas com a estrutura típica de empacotamento de cilindros. Também são pesquisados o desempenho efetivo do algoritmo RSS na solução aproximada dos subproblemas, e a repercussão da precisão com que os subproblemas são resolvidos no esforço global do algoritmo. / Abstract: This work investigates issues related to the performance of trust-region algorithms for large-scale unconstrained minimization. The classic algorithm of Moré and Sorensen, based on Cholesky?s factorizations, is compared with the approach of Rojas, Santos and Sorensen (algorithm RSS). From the theoretic standpoint, the convergence results of both algorithms are compiled. In practical terms, problems with the typical structure of packying of cylinders are solved. The effective performance of the algorithm RSS in the approximate solution of the subproblems is analyzed as well, together with the influence of the inner precision of the subproblems to the global effort of the algorithm / Mestrado / Otimização / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Jose C. Geromel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_RafaeldeCastroDuarte_M.pdf: 331846 bytes, checksum: 23104cfddf85c27b47361e2f3ba52327 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, é proposto um novo método para o projeto de filtros robustos em norma H2, que consiste na utilização de uma combinação linear dos filtros de Kalman obtidos para os vértices do politopo de incertezas. Para esta classe de filtros, são obtidos problemas, expressos na forma de LMIs, para a determinação dos coeficientes que produzem o melhor filtro robusto. Inicialmente, uma sub-classe de sistemas politópicos é considerada e, em seguida, os resultados são generalizados para sistemas a tempo contínuo e discreto com incertezas paramétricas politópicas. São definidos limitantes inferior e superior para a norma do erro de estimação que permitem avaliar a qualidade do filtro proposto. Sua ordem é geralmente maior que a do sistema em estudo, o que contribui para melhorar o seu desempenho / Abstract: In this work, a new method to H2robust filtrer design is proposed. A convex combination of Kalman filters, calculated in each vertex of the uncertainty polytope, is used to synthesize the robust filter. For this model, the best one is calculated through a convex programming problem, expressed in terms of LMIs. Inicially a sub-class of polytopic systems is considerated and later it is widened to cope with both continuous and discrete time systems subject to polytopic parameter uncertainty. Lower and upper bounds of the estimation error norm are defined in order to evaluate the quality of the proposed filter. Its order generally is greater than the order of the plant, which contributes to reduce conservatism / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Valeria Abrão de Podesta / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-14T16:33:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Passos_AdaoNascimentodos_M.pdf: 1173380 bytes, checksum: 9650e6a87755fbc73407fcb71aed15c1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho é feito um estudo sobre Programação Linear e um texto sobre alguns de seus assuntos básicos, construído com uma linguagem didática, visando sua utilização em sala de aula. São apresentados alguns problemas lineares, os fundamentos matemáticos da Programação Linear e o método Simplex, finalizando com um estudo do princípio da decomposição de Dantzig-Wolfe, que é um procedimento para a resolução de problemas lineares de grande porte e com estrutura especial. / Abstract: In this work we have done a study on Linear Programming and a text with some basic issues, using a didactic language, and aiming its utilization in the classroom. Some linear problems are shown here, the mathematical background of Linear Programming and the Simplex method. Finaly, we have also presented a study on the principle of Dantzig-Wolfe's decomposition, which is a procedure for solving large linear problems with special structure. / Mestrado / Programação Linear / Mestre em Matemática

Orientador: Jose Antonio Scaramucci / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_HerculesSouzade_M.pdf: 1050002 bytes, checksum: 6523a6c9f246b9abc2c8e9a17d70a0fc (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nos últimos anos o gás natural vem despontando como uma alternativa energética viável para a economia brasileira, o que tem despertado grande interesse por parte de diversos agentes públicos e privados que atuam no setor de energia. Porém, sua inserção na matriz energética nacional não está ocorrendo de maneira eficaz e no ritmo desejado. Novos empreendimentos que utilizam o gás natural estão surgindo em todos os segmentos, quer seja em função das necessidades econômicas ou em função do apelo ambiental. A inserção do gás natural é uma realidade, mas a ausência de políticas concretas põe em risco o seu desenvolvimento de longo prazo. Assim, este trabalho procura permear todos os aspectos relativos à inserção do gás natural no Brasil e os impactos resultantes nas emissões de CO2, na matriz energética e na economia nacional. A metodologia escolhida para apoiar as análises foi a decomposição por índices. O objetivo é determinar os impactos do gás natural nas emissões de dióxido de carbono e fatores relevantes tais como, a dinâmica econômica, composição setorial e eficiência energética. Ainda sob o aspecto das análises, foram comparados possíveis cenários e, também, aplicações da mesma metodologia em países que possuem economias relativamente semelhantes à brasileira. Os resultados obtidos mostraram a consistência do modelo e, trouxeram importantes contribuições para o desenvolvimento de políticas para o gás natural entre os cenários avaliados. Resultados adicionais evidenciaram a importância futura deste, demonstrando assim, a necessidade de dar continuidade às análises para o desenvolvimento sustentável brasileiro / Abstract: In the last years, natural gas has unfolded as a feasible energy alternative for the Brazilian economy, attracting great interest from several major market players. However, its insertion in the energy sector has not been occurring in a consistent way and at the expected pace. New prospects for natural gas projects are appearing in all market segments due to growing economic needs and its environmental appeal. The insertion of natural gas is a reality, but the lack of concrete policies jeopardizes its long term development. This work aims at investigating different views related to the issue of natural gas introduction in Brazil and the resulting impacts on CO2 emissions, the energy sector and the national economy. The index decomposition analysis (IDA) methodology was chosen to conduct the study. The objective is to determine the impacts of natural gas on carbon dioxide emissions, through its significant explanatory factors, such as economical dynamics, sector composition and energy efficiency. Possible scenarios were compared. Also, applications of the same methodology in countries with similar economies are reported. The results obtained showed the model assertiveness and, also, brought important contributions for development of natural gas market policies among the scenarios considered here. Additional results indicate the importance of natural gas for Brazil, in particular for its economic and environmental future, as a means to achieve sustainable development / Mestrado / Energia, Sociedade e Meio Ambiente / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:45:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_SheilaSouzade_M.pdf: 1636225 bytes, checksum: 745e0149ac6b7b1271674496404c47e9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O Layout de uma indústria é de grande preocupação no seu desenvolvimento e, por este motivo, engenheiros e pesquisadores vêm cada vez mais se aprofundando no assunto. A escolha de um bom Layout tem influência nos custos, na segurança, operação e manutenção que são fatores de grande importância para o projeto de planta industrial. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento da metodologia através de um modelo matemático de otimização para a definição de um Layout industrial através da minimização da função custo, tendo como restrições os critérios de espaço para a segurança, operação e manutenção da planta. Será utilizado como modelo de otimização o problema de atribuição quadrático (QAP), onde se alocam os elementos em uma malha de posições predeterminadas, minimizando a função objetivo. Como este modelo tem uma grande dificuldade em encontrar soluções exatas em tempo viável para a otimização de problemas com grande número de elementos, será utilizado como alternativa métodos heurísticos, que são métodos que encontram soluções rápidas em tempo curto, encontrando uma aproximação para a solução ótima, de fácil implementação e pouco espaço de memória. Dentre as técnicas heurísticas encontra-se o algoritmo Simulated Annealing, um método no qual a solução ótima pode não ser obtida, mas soluções muito próximas a ela são geradas em um tempo de execução muito menor que outras técnicas. Uma característica típica do algoritmo de Simulated Annealing é que além de aceitar soluções que representam melhoramentos no custo, também aceita "deteriorações" (soluções com custo maior) com um certo limite. O mecanismo de geração de soluções escolhido neste trabalho foi a troca de posições entre pares de elementos. A planta escolhida para este estudo foi a de produção de poliéster com 50 equipamentos. Foi necessário estimar com precisão o tamanho e a geometria da rede, para que o tempo computacional fosse o melhor para cada caso. Os resultados indicam que o método escolhido mostrou-se adequado e os Layouts obtidos foram satisfatórios. / Abstract: The layout of an industry is of great concern to its development, and for this particular reason, engineers and researchers are increasingly diving deeper into the subject. Choosing a good layout has a direct influence on costs, security, operations and maintenance, which are all factors of large importance for the project of an industrial plant. This study aims at the development of the methodology through a mathematical optimization model for the definition of an industrial layout by minimizing the cost function, with the restrictions of space criteria for safety, operation and maintenance of the plant. The quadratic assignment problem (QAP), which allocates the elements on to a mesh of preset positions thus minimizing the objective function, will be used as an optimization model. Layout problems usually have great difficulty to encounter exact solutions in viable time for the optimization of problems containing a large numbers of elements; therefore, the alternative heuristic method will be used. This method encounters rapid solutions in short timeframes, finding an approximation for an optimal solution, easy to implement and requires a small amount of storage space. Among the heuristic techniques is the Simulated Annealing algorithm, a method in which an optimal solution may not be obtained, however solutions very close to it are generated in an execution time much smaller than other techniques. A typical characteristic of the Simulated Annealing algorithm is that in addition to accepting solutions that represent improvements in cost, it also accepts deterioration (solutions with greater costs) within a certain limit. The mechanism of generation of new solutions chosen in this study was to change positions between the pairs of elements. In order to demonstrate the proposed approach, a polyester production plant with 50 pieces of equipment was chosen. It was necessary to estimate with precision the size and geometry of the network, so that the computational time was the best for each case. The results indicate that the chosen method proved to be appropriate and the layouts obtained were satisfactory. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química