Este trabalho tem como principal objetivo propor uma estratégia de absorção da tecnologia de Propulsores à Propelente Líquido (PPL) pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), outros institutos de pesquisa e a indústria brasileira. A fonte desta tecnologia é a colaboração com a Rússia. Para proposição da estratégia citada, primeiramente a transferência de tecnologia é definida como a transferência de capacidades tecnológicas; em seguida, são identificados modelos vigentes na indústria "não espacial", para: a) cooperação, b) seqüenciamento das etapas de absorção de capacidades tecnológicas e, c) um conjunto de variáveis condicionantes desta transferência. Os modelos originais são discutidos e alterados, novos modelos - adaptados às peculiaridades da transferência da tecnologia de PPL entre Rússia e Brasil - são propostos. Por fim, a aplicação dos novos modelos é demonstrada; são discutidas as contribuições e; apresentadas as conclusões.

Este trabalho aborda o projeto de hélices navais auxiliado por computador, particularizando-os para a aplicação no sistema de propulsão de veículos autônomos de superfície (ASVs). São apresentadas as principais aplicações e características do casco demais sistemas que compõem os ASVs. Em seguida, trata-se da análise dos parâmetros principais que definem a geometria de um hélice naval. É proposta uma ferramenta numérica voltada à geração da superfície do hélice e do seu modelo sólido, a partir dos perfis transversais da pá, cuja distribuição radial é originada em dados de tabelas de séries sistemáticas. O trabalho é complementado por uma apresentação e análise dos métodos principais considerados para a manufatura auxiliada por computador de hélices que podem ser empregados tanto em ASVs como em outros veículos aquáticos não tripulados. / This work deals with the computer aided design of marine propellers applied to the propulsion system of autonomous surface crafts (ASVs). The main applications and component systems of ASVs are introduced. An analysis of the propeller main geometric parameters is performed, and a numerical tool is proposed for the surface and solid model generation using data provided by the propeller systematic series for the sectional profile radial description. Finally, it is presented the introduction and analysis of the computer aided manufacturing processes considered for the propulsion of ASVs and other unmanned aquatic vehicles.

Este trabalho aborda o projeto de hélices navais auxiliado por computador, particularizando-os para a aplicação no sistema de propulsão de veículos autônomos de superfície (ASVs). São apresentadas as principais aplicações e características do casco demais sistemas que compõem os ASVs. Em seguida, trata-se da análise dos parâmetros principais que definem a geometria de um hélice naval. É proposta uma ferramenta numérica voltada à geração da superfície do hélice e do seu modelo sólido, a partir dos perfis transversais da pá, cuja distribuição radial é originada em dados de tabelas de séries sistemáticas. O trabalho é complementado por uma apresentação e análise dos métodos principais considerados para a manufatura auxiliada por computador de hélices que podem ser empregados tanto em ASVs como em outros veículos aquáticos não tripulados. / This work deals with the computer aided design of marine propellers applied to the propulsion system of autonomous surface crafts (ASVs). The main applications and component systems of ASVs are introduced. An analysis of the propeller main geometric parameters is performed, and a numerical tool is proposed for the surface and solid model generation using data provided by the propeller systematic series for the sectional profile radial description. Finally, it is presented the introduction and analysis of the computer aided manufacturing processes considered for the propulsion of ASVs and other unmanned aquatic vehicles.

A escolha do propulsor é uma etapa-chave no projeto de um navio. Muito do que se espera qualitativamente do desempenho de uma embarcação implica em economia de energia, em condições de operação e habitabilidade adequadas à tripulação, e em baixo custo de manutenção dos elementos estruturais e dos equipamentos. Essas questões estão diretamente relacionadas ao aproveitamento de combustível pelo sistema propulsivo e à propagação de vibração, cabendo ao propulsor um papel significativo para a performance do navio em ambos os aspectos. Por esta razão, a dissertação propõe a avaliação de propulsores navais com respeito à excitação de vibração e à eficiência, quando atuando em esteira não uniforme. A dissertação inicia-se com uma abordagem resumida especificamente sobre os estudos já realizados sobre indução de vibração pelo propulsor focados nas chamadas forças de mancal. Em seguida, revisam-se os assuntos pertinentes ao projeto de propulsor, isto é, definição de sua geometria, de seus coeficientes de operação, e dos métodos teóricos e computacionais utilizados para estudar seu comportamento hidrodinâmico. A metodologia do trabalho fundamenta-se no estudo paramétrico da geometria do hélice, objetivando identificar a influência de cada um dos parâmetros de projeto do propulsor nos dois aspectos destacados no início. As diversas configurações geométricas são submetidas a campos de velocidades advindos de diferentes navios, que representam três grupos de embarcações (navios série 60, porta-containers e navios-tanque), com o intuito de verificar as diferentes tendências de comportamento possíveis. Para a execução computacional, elabora-se uma rotina encarregada de sistematizar o processo de alterações geométricas, encaminhar os numerosos casos à análise hidrodinâmica, realizar o processo de integração casco-hélice e o pós-processamento dos resultados. A análise hidrodinâmica citada é feita através do uso de um software comercial, que, baseado na teoria do escoamento potencial, aplica o método dos painéis para a resolução do escoamento ao redor do propulsor. Os esforços excitados pelo hélice são traduzidos em critérios objetivos, baseados na transmissão de vibração através do eixo, que, associados ao critério de eficiência propulsora e à restrição relativa à ocorrência de cavitação, avaliam os casos e identificam-se o comportamento dos parâmetros de projeto. Obtém-se, como conclusão, uma metodologia de avaliação aplicável em outros casos de propulsores e navios. / The propeller choice is a key-step of the ship design. The high quality of the vessel performance requires energy economy, appropriated operating and environmental conditions for the crew, and low maintenance costs of structural elements and equipment. These questions consider directly fuel consumption by the propulsion system and the transmitted vibration, regarding the propeller an important role in the ships performance about both attributes. For this reason, the evaluation of marine propellers, regarding the induced vibration and the propulsive efficiency under a non-uniform inflow, is proposed. The study begins with a briefly state of the art about the propeller induced vibration focused in bearing forces. Then, a propeller design overview is made about subjects such as geometry definition, operation coefficients, and theoretical and computed methods for studying its hydrodynamic behavior. The methodology is based on a parametric study of the propeller geometry, in order to identify the influence of each of the propeller design parameters in both aspects highlighted in beginning. The several geometric configurations are submitted to the wake fields from different ships, that represent three groups of vessels (60 series, containers and tankers), then different tendencies of behavior can be expected. For computational execution, a routine is in charge of systematizing the process of geometrical parameterization, send the cases to the hydrodynamic analysis, make the hull-propeller integration and post process the data. The hydrodynamic analysis is compelled by a HSVA® software, which applies the panel method in the propeller flow, based on potential flow theory. The propeller induced bearing forces are converted in objective criteria, based on vibration transmission through the shaft, which, combined with the propulsive efficiency criteria and the cavitation restriction, evaluate the propeller geometric configurations. As a conclusion, a propeller evaluation methodology applicable to another kind of propeller series and wake fields is obtained.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:11:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEISY CARDOZO2.pdf: 3855496 bytes, checksum: f8460cbb1dea66b1db54f85149de53c3 (MD5) Previous issue date: 2013-11-29 / Fundação Parque Tecnológico Itaipu / In critical systems such as airplanes, space ships, underwater vehicles, nuclear power plants, among others, failures and faults can bring catastrophic consequences. Therefore, it is required to take into account possibilities of degradation in the performance of its components. This work presents a fault-tolerant control for the propulsion system of the BA-1, an Autonomous Underwater Vehicle (AUV), by using a Fuzzy Allocation Control. This methodology takes advantage of thrusters redundancy, common in autonomous vehicles, to relocate the available thrusters forces in failure situations. That is, it performs an on line reconfiguration of the thrusterforce allocation matrix in the pseudo inverse method. This approach was tested for all the possible cases of horizontal failure of the BA-1 vehicle by means of numerical simulations.Two cases were studied for each failure situation over a linear trajectory in the x axis; the first one studies the case where failures occurs when the vehicle starts its trajectory; and the second one studies the case where the vehicle suffers failures while travelling in its maximum speed.The studies show that the vehicle has an acceptable behavior on most situations, except when it suffers failures of two thrusters which are parallel to the x axis when travelling at maximum speed. However that problem could be solved if the reference trajectory is modified after the failure occurs. In all, the control system developed presents quick responses and an acceptable degradation of performance. / Em sistemas críticos como aeronaves, naves espaciais, veículos subaquáticos, usinas nucleares entre outros, as consequências da falha ou falta de um componente pode ser catastrófica. Portanto, considerar a possibilidade de desempenho degradado por causa de falhas ou faltas em algum dos componentes é um requisito inerente desses sistemas. Este trabalho apresenta um controle tolerante a faltas do sistema de propulsão de um Veículo Autônomo Subaquático, denominado BA-1, utilizando um controle de alocação nebuloso. Esta metodologia aproveita as vantagens da redundância dos propulsores, comum em veículos autônomos, para realocar as forças de propulsão em situações de falta. Assim, este controle realiza uma reconfiguração on line da matriz de alocação de forças dos propulsores utilizada no método da pseudo inversa. Esta proposta foi testada para todos os possíveis casos de falta horizontal do BA-1 mediante simulações numéricas. Foram utilizados dois estudos de casos para uma trajetória reta no o eixo x; o primeiro quando o veículo inicia a sua trajetória com falta nos propulsores, e o se- gundo quando o veículo sofre faltas nos propulsores na sua velocidade máxima de navegação. Os resultados obtidos mostram que o veículo tem um comportamento aceitável em todas as situações excetuando quando o veículo sofre de falta dos propulsores paralelos ao eixo x na sua máxima velocidade, porém poderia ser solucionado modificando a trajetória desejada na ocorrência dessa falta. Contudo o modelo desenvolvido apresenta rapidez nas respostas e desempenho degradado aceitável.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioAPP.pdf: 1226499 bytes, checksum: 476c4c4dd5d62663a94a43090900b128 (MD5) Previous issue date: 2006-05-19 / The popularization of the Internet has stimulated the appearance of Search Engines that have as their objective aid the users in the Web information research process. However, it s common for users to make queries and receive results which do not satisfy their initial needs. The Information Retrieval in Context (IRiX) technique allows for the information related to a specific theme to be related to the initial user query, enabling, in this way, better results. This study presents a prototype of a search engine based on contexts built from linguistic gatherings and on relationships defined by the user. The context information can be shared with softwares and other tool users with the objective of promoting a socialization of contexts / A populariza??o da Internet estimulou o surgimento das M?quinas de Busca, que t?m como objetivo auxiliar os usu?rios no processo de pesquisa da informa??o na Web. Por?m, ? comum usu?rios formularem consultas e receberem resultados que n?o satisfazem a sua inten??o inicial de pesquisa. A t?cnica Information Retrieval in Context (IRiX) permite que informa??es relacionadas a um determinado tema possam ser atribu?das ? consulta formulada originalmente pelo usu?rio, possibilitando, dessa forma, melhores resultados. Este trabalho apresenta um prot?tipo de M?quina de Busca baseada em contextos constru?dos a partir de um conjunto de sintagmas e de relacionamentos definido pelo usu?rio. As informa??es de contextos podem ser compartilhadas com softwares e com outros usu?rios da ferramenta a fim de promover a socializa??o de contextos.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Joabe Amaral.pdf: 1492594 bytes, checksum: 667940ee64ccf9cbf29cbf0ed1db27a0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this dissertation, a robust fuzzy PID Takagi-Sugeno control methodology based on gain and phase margins specifications for dynamic systems with time delay in continuous time domain is proposed. A fuzzy model based on the Takagi-Sugeno structure is used to represent the dynamic system to be controlled. Thus, from the input and output data of the dynamic system, the Gustafson-Kessel fuzzy clustering algorithm is used to estimate the parameters of the antecedent proposition (input space) and the rules number of the fuzzy model, while the least mean squares algorithm is used to estimate the parameters of the sub-linear models of the consequent proposition (output space) of the fuzzy model. A mathematical formulation based on PDC (parallel and distributed compensation) strategy is defined from the gain and phase margins specifications for the calculation of PID controllers sub-parameters, in the robust fuzzy PID controller rule base, the linear sub-models parameters of the dynamic system model fuzzy rule base to be controlled. An analysis of necessary and sufficient conditions for robust fuzzy PID controller design, with the proposal of one axiom and two theorems are presented. Computational results to validation of the proposal compared to others control methods widely cited in the literature, with the application in the angular position control of a robotic manipulator, are also presented. / Nesta dissertação é proposta uma metodologia de controle PID nebuloso robusto baseado nas especificações das margens de ganho e fase, para sistemas dinâmicos com atraso, no domínio do tempo contínuo. Um modelo nebuloso com estrutura Takagi-Sugeno é utilizado para representar o sistema dinâmico a ser controlado. Assim, a partir dos dados de entrada e saída do sistema dinâmico, o algoritmo de agrupamento nebuloso Gustafson-Kessel é utilizado para estimar os parâmetros da proposição no antecedente (espaço de entrada) e o número de regras do modelo nebuloso, enquanto que o algoritmo de mínimos quadrados é utilizado para estimar os parâmetros dos sub-modelos lineares da proposição no consequente (espaço de saída) do modelo nebuloso. Uma formulação matemática fundamentada na estratégia de Compensação Paralela e Distribuída (PDC) é definida, a partir das especificações das margens de ganho e fase, para o cálculo dos parâmetros dos sub-controladores PID, na base de regras do controlador PID nebuloso robusto, em função dos parâmetros dos sub-modelos lineares na base de regras do modelo nebuloso do sistema dinâmico a ser controlado. Uma análise das condições necessárias e suficientes de projeto do controlador PID nebuloso robusto, com a proposta de um axioma e dois teoremas, são apresentados. Resultados computacionais para a validação da metodologia proposta comparada a dois métodos de controle nebuloso propostos por Teixeira e Zak (1999) e Wang, Tanaka e Griffin (1996), amplamente utilizados na literatura, com aplicação ao problema de controle de posição angular de um manipulador robótico, também são apresentados.