Este trabalho visa o uso da função de Green de valor inicial no ajuste geostrófico e do método Semi-Lagrangeano na integração de um modelo acoplado oceano-atmosfera descrito pelas equações de águas rasas. O ajuste geostrófico é considerado atravées de perturbações na pressão e do vento. No caso de sistemas sem rotação, é discutida a relação da equação hidrostática com ondas longas não-dispersivas. Com rotação, a conservação da vorticidade potencial permite escolher a elevação correspondente a um estado de equilíbrio geostrófico. O sistema de equações de águas rasas é desacoplado em equações de Klein-Gordon com valores iniciais e termos não-homogêneos acoplados. A resposta dinâmica formada pela resposta transiente e a resposta forçada é obtida para uma perturbação inicial da elevação. A ação do vento como forçante nas equações de momento 2D, através do transporte de Eckman, conduz a uma equação de águas rasas forçada. Uma decomposição da resposta forçada é realizada com uma resposta permanente, que satisfaz a equação de Helmholtz , e com o uso da base dinâmica gerada pela resposta impulso. Um modelo hidrodinâmico 3D introduzido por Casulli e governado por equações não-lineares de águas rasas é integrado na vertical para a obtenção de um modelo 2D. Com isto, as condições de contorno devido a tensão do vento e a fricção devido a topografia do fundo, transformam-se em forçantes do modelo. O modelo foi integrado com um método semi-implícito em diferenças finitas, utilizando-se o método Semi-Lagrangeano para a parte advectiva. Simulações simbólicas foram realizadas para o ajuste geostrófico devido a perturbações de duração infinita e finita para a elevação e para o efeito da tensão do vento. Foram realizadas simulações numéricas para variadas geometrias, em particular a Baia de Guanabara e a Lagoa do Patos.

Este trabalho visa o uso da função de Green de valor inicial no ajuste geostrófico e do método Semi-Lagrangeano na integração de um modelo acoplado oceano-atmosfera descrito pelas equações de águas rasas. O ajuste geostrófico é considerado atravées de perturbações na pressão e do vento. No caso de sistemas sem rotação, é discutida a relação da equação hidrostática com ondas longas não-dispersivas. Com rotação, a conservação da vorticidade potencial permite escolher a elevação correspondente a um estado de equilíbrio geostrófico. O sistema de equações de águas rasas é desacoplado em equações de Klein-Gordon com valores iniciais e termos não-homogêneos acoplados. A resposta dinâmica formada pela resposta transiente e a resposta forçada é obtida para uma perturbação inicial da elevação. A ação do vento como forçante nas equações de momento 2D, através do transporte de Eckman, conduz a uma equação de águas rasas forçada. Uma decomposição da resposta forçada é realizada com uma resposta permanente, que satisfaz a equação de Helmholtz , e com o uso da base dinâmica gerada pela resposta impulso. Um modelo hidrodinâmico 3D introduzido por Casulli e governado por equações não-lineares de águas rasas é integrado na vertical para a obtenção de um modelo 2D. Com isto, as condições de contorno devido a tensão do vento e a fricção devido a topografia do fundo, transformam-se em forçantes do modelo. O modelo foi integrado com um método semi-implícito em diferenças finitas, utilizando-se o método Semi-Lagrangeano para a parte advectiva. Simulações simbólicas foram realizadas para o ajuste geostrófico devido a perturbações de duração infinita e finita para a elevação e para o efeito da tensão do vento. Foram realizadas simulações numéricas para variadas geometrias, em particular a Baia de Guanabara e a Lagoa do Patos.

Este trabalho visa o uso da função de Green de valor inicial no ajuste geostrófico e do método Semi-Lagrangeano na integração de um modelo acoplado oceano-atmosfera descrito pelas equações de águas rasas. O ajuste geostrófico é considerado atravées de perturbações na pressão e do vento. No caso de sistemas sem rotação, é discutida a relação da equação hidrostática com ondas longas não-dispersivas. Com rotação, a conservação da vorticidade potencial permite escolher a elevação correspondente a um estado de equilíbrio geostrófico. O sistema de equações de águas rasas é desacoplado em equações de Klein-Gordon com valores iniciais e termos não-homogêneos acoplados. A resposta dinâmica formada pela resposta transiente e a resposta forçada é obtida para uma perturbação inicial da elevação. A ação do vento como forçante nas equações de momento 2D, através do transporte de Eckman, conduz a uma equação de águas rasas forçada. Uma decomposição da resposta forçada é realizada com uma resposta permanente, que satisfaz a equação de Helmholtz , e com o uso da base dinâmica gerada pela resposta impulso. Um modelo hidrodinâmico 3D introduzido por Casulli e governado por equações não-lineares de águas rasas é integrado na vertical para a obtenção de um modelo 2D. Com isto, as condições de contorno devido a tensão do vento e a fricção devido a topografia do fundo, transformam-se em forçantes do modelo. O modelo foi integrado com um método semi-implícito em diferenças finitas, utilizando-se o método Semi-Lagrangeano para a parte advectiva. Simulações simbólicas foram realizadas para o ajuste geostrófico devido a perturbações de duração infinita e finita para a elevação e para o efeito da tensão do vento. Foram realizadas simulações numéricas para variadas geometrias, em particular a Baia de Guanabara e a Lagoa do Patos.

O presente trabalho tem por objetivo apresentar e utilizar a técnica de inversão dinâmica ao modelo não-linear de uma aeronave. As equações do movimento são deduzidas e apresentadas brevemente. O modelo não linear da aeronave F-16 é desenvolvido e simulado. O conceito de inversão dinâmica é apresentado e considerações sobre suas aplicações são feitas. Selecionam-se algumas dinâmicas desejadas e aplica-se a técnica de inversão dinâmica ao modelo da aeronave, a fim de verificar o comportamento do sistema. Considerações sobre robustez e qualidade de vôo são realizadas.

Há diversas metodologias empregadas para a determinação das cargas de rajadas usadas em dimensionamentos estruturais da aeronave, e que incluem métodos determinísticos e métodos estocásticos. As cargas de resposta à turbulência continua são, hoje, obtidas pelo método estocástico (Random Process Theory - RPT) em conformidade com o estabelecido nos requisitos aeronáuticos em vigor (FAR). Este trabalho visa implementar uma alternativa ao RPT na determinação das cargas de turbulência contínua, baseada na teoria dos filtros correlacionados (Matched Filter Theory - MFT). Historicamente, o MFT foi originalmente utilizado na obtenção mde sinais maximizados de radares. Pototzky (POTOTZKY, 1997) demostrou que o MFT é aplicável também para a solução de problemas dinâmicos e aeroelásticos genéricos, especificamente para cálculos de cargas correlacionadas de rajadas. Será demonstrado aqui que as cargas correlacionadas geradas pelo MFT são fortemente similares às geradas pelo RPT. É apresentado neste documento uma descrição detalhada da metodologia de cálculo de cargas baseada em RPT e em MFT, e os resultados numéricos obtidos.

No cálculo de resposta dinâmica de estruturas através de superposição modal é de fundamental importância que os modos de deformação correspondentes às deformações geradas pelas cargas sejam incluídos, o que exige o cálculo de um grande número de modos (problema de auto-valores), podendo tornar a solução do problema muito cara, do ponto de vista computacional. A utilização de modos residuais permite a obtenção de soluções com alta precisão sem a necessidade de se incluir um grande número de modos de deformação. Este trabalho utiliza modos residuais na solução de problemas dinâmicos estruturais, cuja solução é obtida através de superposição modal. Os resultados obtidos são comparados àqueles resultantes da integração direta das equações de movimento do sistema. Exemplos numéricos são apresentados e seus resultados são amplamente comentadosA inserção do Brasil no competitivo mercado espacial se tornou possível após o domínio do desenvolvimento da tecnologia de foguetes de sondagem alcançada nas décadas de 1970 e 1980, com o projeto Sonda IV. Entretanto, os foguetes de sondagem não permitiam a inserção de satélites em órbita, o que levou o país ao desenvolvimento do Veículo Lançador de Satélite (VLS-1). O Brasil é detentor da melhor localização geográfica para lançamentos comerciais equatoriais, dada a economia de energia alcançada durante os lançamentos. Para atingir plena autonomia na área espacial um país precisa ser detentor de tecnologia na área de produção e lançamento de lançadores, satélites e ter seu campo de lançamento. Assim, este trabalho tem por objetivo o estudo sobre os meios de solo, voltado à fase final de integração no campo de lançamento, para a montagem de veículos de médio e grande porte, englobando a forma de montagem dos mesmos, pré-dimensionamento de prédios e instalações. Explana-se a logística no que se refere a transporte, armazenagem e suprimentos, usada durante a campanha de lançamento para o veículo. Discorre-se sobre o Centro de Lançamento de Alcântara e os veículos de médio e grande porte do Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE). Aborda-se sobre a interação entre as edificações, para que se possa atingir o sucesso da missão, incluindo requisitos mínimos de segurança durante o lançamento. Comenta-se sobre planejamento e coordenação de campanhas de lançamento de veículo de médio e grande porte. E, finaliza-se, com a apresentação das considerações finais, expondo sugestão para futuros trabalhos e as contribuições deste estudo.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Carlos Alberto da Conceição António

Esta pesquisa consistiu na verificação do comportamento do reator UASB de bancada (volume igual a 10,5 litros), quando submetido a variações senoidais de vazão afluente, comparando-se com a eficiência no seu funcionamento com vazão constante, através de análises de amostras de afluentes e efluentes. O reator UASB utilizado foi montado no Laboratório de Processos Biológicos da EESC-USP dentro de uma câmara com temperatura constante de 30 ± 3°C, e alimentado com esgoto sintético, com DQO de 500 mg/l, 750 mg/l e 1000 mg/l. O reator foi inoculado em abril de 1999, com 3,5 litros de lodo anaeróbio proveniente de um reator compartimentado, também situado na EESC-USP. Devido à dificuldade de atingir um valor esperado para a eficiência de remoção de Matéria orgânica, foi dada nova partida no reator, em julho de 1999, desta vez com lodo proveniente de outro UASB. Após a segunda partida, o reator operou com vazão constante e DQO afluente em torno de 500 mg/l até setembro de 1999, com média de remoção de DQO bruta de 75% no período, passando-se, então, à fase de variação senoidal de vazão de forma que o máximo e o mínimo fossem de ±30%, ±45% e ±60% da vazão média. Para este regime, obteve-se 80% de eficiência média de remoção de DQO bruta. Os valores de pH, alcalinidade e ácidos voláteis foram praticamente constantes durante a operação. Os perfis de remoção de DQO ao longo do dia mostraram uma pequena queda na eficiência do reator, aproximadamente 1,5 vezes o tempo de detenção hidráulica médio (8 horas), após os máximos de vazão para o regime de variação de vazão de ±30% e ±45% e 2,5 vezes o tempo de detenção hidráulica médio, para variação e ±60%. O mesmo experimento foi repetido para DQO afluente de 1000 mg/l e obteve-se, em média, eficiências de 65% de remoção de DQO. / This research consisted in the UASB reactor performance verification when it was submitted to sine-based variations of loading rate, in comparison to its normal operation. The UASB reactor used was set up at the Biological Process Laboratory of EESC-USP, inside a camera with temperature of 30°C ± 3°C. It was fed with synthetic sewage (COD = 500, 750 and 1000 mg/l). After start-up, the reactor was operated with constant loading rate (COD = 500 mg/l) until September 1999. The organic matter removal average in this period was 75%. Then, it was initiated the phase of sine-based variation loading rate (±30%, ±45% and ±60%). In this regime, it was obtained a medium gross COD removal efficiency of 80%. The pH values, alkalinity and volatile acids were practically constant during the operation. The COD removal profiles during the day showed a subtle fall in the reactor efficiency after 1.5 times the medium hydraulic detection time, for the loading rate variation of ±30% and ±45%. For ±60% variation, the answer time was approximately 2.5 times the medium hydraulic detection time. The efficiency of gross COD removal stay however over 78,53% until the experiment 9, witch showed that the reactor can stand the loading rate variations. The efficiency of filtered COD removal decreased on the second experiment, came back to the initial values and decreased again. The values of variation didn\'t surpass 6,6% for gross COD and 8,43% for filtered COD.

Airport pavements and longitudinal elevation profiles, in conjunction with the aircraft, form a system where vertical displacements are produced that can compromise their performance. Rough pavements are generally responsible for the occurrence of dynamic responses such as vertical accelerations and pavement loads that affect the aircraft, increase stopping distance and difficult to read the cockpit instrumentation. To approach this problem, the International Roughness Index (IRI) and the Boeing Bump Index (BBI) are currently used to quantify airport pavement roughness and to identify sections that need maintenance and rehabilitation (M&R) activities. However, such indices were developed only based on the dynamic responses of an automobile at 80 km/h to the irregularities of road pavements, and from the physical characteristics of the irregularities, respectively, without considering the effect of the aircraft dynamic response. In addition, current critical limits for IRI and BBI can misjudge the real condition of the pavement. This research aims to evaluate the effect of airport pavement roughness on aircraft dynamic response in terms of vertical accelerations at the aircraft cockpit (VACP) and at the center of gravity (VACG), as well of dynamic loads at the nose, main and rear landing gear (NGPL, MGPL, and RGPL), which may compromise the aircraft safety and the pavement performance. The ProFAA software was used to compute both indices and to simulate the responses of 4 representative aircraft traversing 20 runway profiles at 10 operational speeds varying from 20 to 200 knots (37 to 370 km/h). Statistical comparisons and regression analyses between roughness indices and dynamic responses were carried out. Principal results indicated that VACP was 50% higher than VACG and that NGPL was approximately 80% higher than MGPL. In addition, it was observed that VACP exceeds 0.40 g when the IRI is higher than 3.7 m/km and that NGPL doubles the static load when the IRI is higher than 3.3 m/km. A case study presented to compare these limits shown that decision-making based on the dynamic response of the aircraft can bring significant differences in the number and quality of M&R activities. / Os pavimentos aeroportuários e os perfis de elevação longitudinal, em conjunto com as aeronaves, formam um sistema onde são produzidos deslocamentos verticais que podem comprometer seu desempenho. Pavimentos irregulares são geralmente responsáveis pela ocorrência de respostas dinâmicas como acelerações verticais e carregamentos no pavimento que podem danificar a aeronave, aumentar a distância de parada e dificultar a leitura dos instrumentos de navegação na cabine dos pilotos. Para abordar esse problema, os índices International Roughness Index (IRI) e Boeing Bump Index (BBI) são utilizados atualmente para quantificar a irregularidade longitudinal dos pavimentos aeroportuários e identificar seções que demandem atividades de manutenção e reabilitação (M&R). No entanto, tais índices foram desenvolvidos apenas com base nas respostas dinâmicas de um automóvel a 80 km/h às irregularidades dos pavimentos rodoviários e a partir das características físicas das irregularidades, respectivamente, sem considerar o efeito da resposta dinâmica das aeronaves. Ainda, os limites críticos atuais para IRI e BBI podem subestimar a condição real do pavimento. Esta pesquisa objetiva avaliar o efeito da irregularidade longitudinal na resposta dinâmica das aeronaves em termos de acelerações verticais na cabine dos pilotos (VACP) e no centro de gravidade (VACG) assim como os carregamentos no trem de pouso de nariz, principal e traseiro (NGPL, MGPL e RGPL, respectivamente), que podem comprometer a segurança das aeronaves e o desempenho do pavimento. O software ProFAA foi utilizado para calcular os dois índices e para simular as respostas de 4 aeronaves representativas operando 20 pistas de pouso e decolagem em 10 velocidades de operação variando de 20 a 200 nós (37 a 370 km/h). Comparações estatísticas e análises de regressão entre índices e respostas dinâmicas foram realizadas. Os principais resultados indicaram que VACP foi 50% maior do que VACG e que NGPL foi aproximadamente 80% maior do que MGPL. Além disso, observou-se que VACP ultrapassa 0,40 g quando o IRI está acima de 3,7 m/km e que NGPL dobra a carga estática quando o IRI está acima de 3,3 m/km. Um estudo de caso apresentado para comparar esses limites indicou que a tomada de decisão baseada na resposta dinâmica das aeronaves pode trazer diferenças significativas na quantidade e qualidade das atividades de M&R.

Esta pesquisa consistiu na verificação do comportamento do reator UASB de bancada (volume igual a 10,5 litros), quando submetido a variações senoidais de vazão afluente, comparando-se com a eficiência no seu funcionamento com vazão constante, através de análises de amostras de afluentes e efluentes. O reator UASB utilizado foi montado no Laboratório de Processos Biológicos da EESC-USP dentro de uma câmara com temperatura constante de 30 ± 3°C, e alimentado com esgoto sintético, com DQO de 500 mg/l, 750 mg/l e 1000 mg/l. O reator foi inoculado em abril de 1999, com 3,5 litros de lodo anaeróbio proveniente de um reator compartimentado, também situado na EESC-USP. Devido à dificuldade de atingir um valor esperado para a eficiência de remoção de Matéria orgânica, foi dada nova partida no reator, em julho de 1999, desta vez com lodo proveniente de outro UASB. Após a segunda partida, o reator operou com vazão constante e DQO afluente em torno de 500 mg/l até setembro de 1999, com média de remoção de DQO bruta de 75% no período, passando-se, então, à fase de variação senoidal de vazão de forma que o máximo e o mínimo fossem de ±30%, ±45% e ±60% da vazão média. Para este regime, obteve-se 80% de eficiência média de remoção de DQO bruta. Os valores de pH, alcalinidade e ácidos voláteis foram praticamente constantes durante a operação. Os perfis de remoção de DQO ao longo do dia mostraram uma pequena queda na eficiência do reator, aproximadamente 1,5 vezes o tempo de detenção hidráulica médio (8 horas), após os máximos de vazão para o regime de variação de vazão de ±30% e ±45% e 2,5 vezes o tempo de detenção hidráulica médio, para variação e ±60%. O mesmo experimento foi repetido para DQO afluente de 1000 mg/l e obteve-se, em média, eficiências de 65% de remoção de DQO. / This research consisted in the UASB reactor performance verification when it was submitted to sine-based variations of loading rate, in comparison to its normal operation. The UASB reactor used was set up at the Biological Process Laboratory of EESC-USP, inside a camera with temperature of 30°C ± 3°C. It was fed with synthetic sewage (COD = 500, 750 and 1000 mg/l). After start-up, the reactor was operated with constant loading rate (COD = 500 mg/l) until September 1999. The organic matter removal average in this period was 75%. Then, it was initiated the phase of sine-based variation loading rate (±30%, ±45% and ±60%). In this regime, it was obtained a medium gross COD removal efficiency of 80%. The pH values, alkalinity and volatile acids were practically constant during the operation. The COD removal profiles during the day showed a subtle fall in the reactor efficiency after 1.5 times the medium hydraulic detection time, for the loading rate variation of ±30% and ±45%. For ±60% variation, the answer time was approximately 2.5 times the medium hydraulic detection time. The efficiency of gross COD removal stay however over 78,53% until the experiment 9, witch showed that the reactor can stand the loading rate variations. The efficiency of filtered COD removal decreased on the second experiment, came back to the initial values and decreased again. The values of variation didn\'t surpass 6,6% for gross COD and 8,43% for filtered COD.