O fenômeno de segregação celular ocorre tanto na estruturação inicial dos organismos (morfogênese) quanto durante a regeneração de tecidos danificados. O reordenamento celular ocorre através do agrupamento de células de um mesmo tipo. A evolução do tamanho destes agregados é objeto de experimentos e de simulações relatados na literatura há mais de vinte anos. Os resultados encontrados, no entanto, são controversos. Ao simular a segregação celular pode-se obter uma lei de potência ou uma dependência logarítmica para a evolução do tamanho desses agregados. Por outro lado, dentro de certos intervalos, os experimentos podem ser ajustados com leis de potência, mas os expoentes obtidos diferem dos sugeridos nas simulações, deixando obscura a compreensão do problema. Para entender a origem física deste fenômeno estendemos os modelos de simulações baseados em diferença de adesão para incluir as hipóteses: de diferença de velocidades, de reconhecimento celular e de motilidade de grupo. Verificamos que as proporções de células de cada tecido são determinantes na distribuição espacial final do agregado e mapeamos isto em um diagrama. Para estudar a evolução do crescimento de agregados utilizamos dois métodos: a aproximação de agregado médio e a abordagem através da equação de coagulação-fragmentação de Smoluchowski. Em ambas abordagens supomos que as células formam agregados com simetria esférica e que o mecanismo principal responsável pela segregação é a fusão binária de agregados. Usando o primeiro método obtivemos resultados analíticos que mostram os efeitos de tamanho finito tanto das células individuais quanto do tamanho do sistema sobre as leis de evolução temporal. Além disso, a partir do ajuste de dados experimentais, mostramos que os expoentes corretos das leis de potência só podem ser obtidos redefinindo-se a dependência da constante de difusão dos agregados com sua massa. Para levar em conta o efeito da flutuação de tamanho dos agregados, uma equação de Smoluchowski generalizada é proposta. A distribuição de tamanhos de agregados é obtida integrando-se esta equação e, após, esse resultado é comparado com experimentos e simulações. / The celular segregation happens both in the initial organism structuration (morphogenesis) and in tissue regeneration. Cell sorting happens by grouping of cells of the same kind. The size evolution of these cluters has been reported in experiments and simulations in the literature in the last twenty years. The results found are, nevertheless, controversial. When simulating cell segregation one may obtain a power law or a logaritmic dependency for their evolution. On the other hand, within a limited range, the experiments suggest a power law, however the exponents differ from those obtained by simulations, leaving the problem undefined. In order to understand the physical origin of this phenomenon we have extended the simulations models based on differential adhesion to include the hypotheses of diferential velocities, cell recognition and diferential group motilities. We have verified that different cell type proportions determine different final cell spatial distribution and mapped this in a diagram. In order to study the evolution of cluster growth we have used two methods: the mean cluster approach and the Smoluchowski coagulation-fragmetation equation approach. In both cases we suppose that the cells form spherical clusters and that the primary aggregating mechanism is through binary cluster fusion. Using the first method we obtain analytic results showing the effects produced by the finite size of the individual cells and of the finite syze of the system on the evolution laws. Besides, from the experimental data fitting, we have shown that the correct exponent for the power laws is obtained only if we redefine the difusion constant dependency with the cluster mass. In order to consider the cluster size fluctuation effect, a generalized Smoluchowski equation is proposed. The system cluster size distribution is obtained integrating this equation and, then, this result is compared with experiments and simulations.

A malha rodoviária brasileira é constituída predominantemente de rodovias de pista simples e boa parte delas encontra-se em regiões montanhosas. Rodovias de pista simples em regiões montanhosas possuem dificuldades de modelagem, porque as rampas elevadas e os raios de curvatura pequenos possuem impacto significativo no desempenho do tráfego. Adicionalmente, existem poucos estudos de simulação de tráfego de veículos em rodovias de pista simples, sobretudo em regiões montanhosas. Sendo assim, a combinação de rodovias de pista simples com região montanhosa é ainda mais restrita para codificação dessas redes em microssimuladores de tráfego. Dados de geometria de rodovias são comumente obtidos por meio de plataformas como o Google Earth, contudo sua precisão pode ser insuficiente para uma boa representação em regiões montanhosas, devido à influência significativa dos perfis planialtimétricos no desempenho do tráfego em rodovias de pistas simples. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia para a codificação de rodovias de pista simples em região montanhosa. Esta metodologia foi aplicada em um estudo de simulação de tráfego através do microssimulador de tráfego VISSIM. O trecho de estudo de caso corresponde à 16 km de extensão da ERS-115 entre as cidades de Três Coroas e Gramado na Serra Gaúcha. A partir de dois bancos de dados (Google Earth e levantamento veicular a Laser), foram desenvolvidos três modelos: (i) modelo baseado nos dados originais do Google (Google original), (ii) modelo com perfil altimétrico suavizado (LOESS) e (iii) modelo com perfil planialtimétrico baseado em levantamento de campo a Laser (Laser). A comparação do perfil altimétrico dos três modelos revelou diferenças significativas entre o modelo do Google original em relação aos demais. O perfil altimétrico decorrente dos dados originais do Google Earth apresentou grandes declividades, na prática, incompatíveis com a classe da rodovia. O método proposto de suavização (LOESS) resultou em um modelo bem mais próximo do perfil real da rodovia, representado pelo modelo construído a partir do levantamento a laser. Com o objetivo de avaliar o desempenho através da simulação de tráfego nos 3 modelos foram executados 11 cenários de simulação. Os cenários envolveram 2 níveis de demanda: demanda baixa, compatível com condições de fluxo livre e uma demanda representativa das condições típicas de tráfego verificadas no trecho. Em relação à demanda em fluxo livre, veículos nos modelos Laser e LOESS apresentaram velocidades similares ao longo do estaqueamento, enquanto que o modelo Google original revelou diferenças significativas de velocidades. A análise do desempenho do tráfego nos cenários de demanda típica foi baseada nos tempos de viagem. Cenários nesta análise envolveram a segmentação da rodovia em trechos homogêneos e variações na proporção de veículos por sentido (split direcional). A comparação entre os tempos de viagem dos modelos LOESS e Laser resultou em R²=0,99, enquanto que R² obtidos entre os modelos Google original e Laser variaram no intervalo de 0,04 a 0,99. Os resultados obtidos apontam a importância da metodologia desenvolvida pelo presente trabalho na modelagem de rodovias de pista simples, sobretudo em região montanhosa. / The Brazilian road network consists predominantly of two-lane highways and great part of them are in mountainous regions. Two-lane highways in mountainous regions have modeling difficulties because high slopes and small bend radii have a significant impact on traffic performance. Additionally, there are few simulation studies of vehicle traffic on two-lane highways, especially in mountainous regions. Thus, the combination of two-lane highways and mountainous region is even more restricted for coding these networks into traffic microsimulators. Road geometry data are commonly obtained through platforms such as Google Earth, but their accuracy may be insufficient for good representation in mountainous regions due to significant influence of planialtimetric profiles on traffic performance on two-lane highways. The present work developed a methodology for the codification of two-lane highways in mountainous region. This methodology was applied in a simulation study of traffic through the VISSIM traffic microsymulator. The case study section corresponds to the 16 km extension of the ERS-115 between the cities of Três Coroas and Gramado in the Serra Gaúcha. From two databases (Google Earth and Laser Vehicle Survey), three models were developed: (i) model based on original Google data (Google original), (ii) model with smoothed altimetric profile (LOESS) and (iii) model with planialtimetric profile based on laser field survey (Laser). The comparison of altimetric profiles of the three models revealed significant differences between the Google original model in relation to the others. The altimetric profile derived from the original data of Google Earth presented great slopes, in practice, incompatible with the highway class. The proposed smoothing method (LOESS) resulted in a model that is closer to the actual road profile, represented by the model constructed from the laser survey. In order to evaluate the performance through the simulation of traffic in the three models, 11 simulation scenarios were executed. The scenarios involved two levels of demand: low demand, compatible with free flow conditions and a representative demand of the typical traffic conditions verified in the road segment. Regarding the free-flow demand, vehicles in Laser and LOESS models presented similar speeds along the road, while the Google original model revealed significant differences in speeds. The analysis of traffic performance in typical demand scenarios was based on travel times. Scenarios in this analysis involved the segmentation of the highway in homogeneous segments and variations in the proportion of vehicles by direction (directional split). The comparison of travel times of the LOESS and Laser models resulted in R² = 0.99, while R² obtained between the Google original and Laser models varied in the range of 0.04 to 0.99. The results obtained point out the importance of the methodology developed by the present work in the modeling of two-lane highways, especially in the mountainous region.

Uma metodologia de modelagem para a exploração do espaço de projeto de processadores é apresentada. A exploração do espaço de projeto constitui uma das etapas do fluxo de projeto dos atuais processadores de alto desempenho e de sistemas embarcados, que auxilia os projetistas no tratamento da complexidade inerente ao processo contemporâneo de projeto de sistemas computacionais. A principal característica desta metodologia é um processo de modelagem simples e rápido. Isso é obtido através da disponibilização dos recursos de modelagem em camadas com propósitos e níveis de complexidade de uso diferenciados e da limitação do número de elementos (palavras-chave, classes e métodos) que devem ser conhecidos pelo projetista para o acesso a estes recursos, independentemente da camada na qual eles se encontram. A única exigência para o uso de tais recursos são conhecimentos que estudantes de Computação adquirem ao longo dos seus cursos da área de Computação e Informática. Outras características da metodologia de modelagem incluem: recursos específicos e distintos para a descrição da organização, da arquitetura e de aspectos temporais do processador; um estilo de descrição estrutural de alto nível da organização; a possibilidade de uso de recursos gráficos em tempo de modelagem e em tempo de simulação; e a existência de informações nos modelos que podem ser usadas para a tradução das descrições para uma Hardware Description Language Todas estas características constituem um conjunto de soluções de modelagem e simulação de processadores que não é encontrado em outros ambientes usados na exploração do espaço de projeto, baseados em Architecture Description Languages, Hardware Description Languages e ferramentas de simulação. Além disso, os modelos de processadores, desenvolvidos com esta metodologia, fornecem os recursos para a aceleração do aprendizado de conteúdos de arquitetura de computadores que só são encontrados em simuladores para ensino. Uma infra-estrutura de software que implementa a metodologia de modelagem foi desenvolvida e está disponível. Ela foi usada no ensino e no contexto da pesquisa para a modelagem e simulação de diversos processadores. Uma comparação com a metodologia de modelagem de uma Architecture Description Language demonstra a simplicidade e a rapidez do processo de modelagem previsto na metodologia apresentada.

Teoria das Categorias é uma ramificação da Matemática Pura com campo científico aparentemente distinto daquele que é objeto de estudo e pesquisa para a Ciência da Computação. Entretanto, algumas características dessa teoria matemática demonstram sua utilidade na pesquisa computacional. Dentre essas características podemos citar independência de implementação, dualidade, herança de resultados, possibilidade de comparação da expressividade de formalismos, notação gráfica e, sobretudo, expressividade das construções categoriais. Sua expressividade é explicitamente destacada pelo MEC nas Diretrizes Curriculares de Cursos da Área de Computação e Informática, onde afirma-se que “Teoria das Categorias possui construções cujo poder de expressão não possui, em geral, paralelo em outras teorias”. Entretanto, Teoria das Categorias tem encontrado obstáculos para ser efetivamente aplicada na Ciência da Computação. A baixa oferta de bibliografia - predominantemente de língua inglesa - e a falta de uniformidade na exposição do que sejam os tópicos introdutórios convergem e potencializam outro grande empecilho à sua propagação: a baixa oferta de cursos com enfoque em Teoria das Categorias. A fim de transpor essas dificuldades, Fábio Victor Pfeiff desenvolveu o CaTLeT, um aplicativo de interface visual que tinha como objetivo facilitar o acesso aos conceitos introdutórios de Teoria das Categorias Com inspiração fortemente educacional, CaTLeT somente é capaz de representar objetos e morfismos atômicos, o que o limita a servir somente aos conceitos iniciais. Em 2003, o CaTLeT foi ampliado e os objetos e morfismos, antes atômicos, passaram a representar conjuntos e relações, respectivamente. Este projeto consiste em uma ampliação tanto do CaTLeT quanto dos objetivos que justificaram sua criação. Esta dissertação trata de um projeto de simulador categorial e de sua respectiva implementação as quais visam fornecer suporte computacional a fim de facilitar o acesso a conceitos intermediários de Teoria das Categorias e servir como suporte à pesquisa na área. A construção desse simulador possui três critérios de avaliação como parâmetro: boa acessibilidade, alta relevância das estruturas implementadas e alta cobertura. A nova ferramenta - denominada CaTReS - deve manter a acessibilidade a usuários leigos que sua predecessora possui e ampliar significativamente as estruturas suportadas, além de incluir tratamento à conceitos funtoriais. Dessa maneira, este projeto vem para auxiliar na superação dos obstáculos anteriormente mencionados.

Esta dissertação descreve um conjunto de ferramentas, VEasy, o qual foi desenvolvido especificamente para auxiliar no processo de Verificação Funcional. VEasy contém quatro módulos principais, os quais realizam tarefas-chave do processo de verificação como linting, simulação, coleta/análise de cobertura e a geração de testcases. Cada módulo é comentado em detalhe ao longo dos capítulos. Todos os módulos são integrados e construídos utilizando uma Interface Gráfica. Esta interface possibilita o uso de uma metodologia de criação de testcases estruturados em camadas, onde é possível criar casos de teste complexos através do uso de operações do tipo drag-and-drop. A forma de uso dos módulos é exemplificada utilizando projetos simples escritos em Verilog. As funcionalidades da ferramenta, assim como o seu desempenho, são comparadas com algumas ferramentas comerciais e acadêmicas. Assim, algumas conclusões são apresentadas, mostrando que o tempo de simulação é consideravelmente menor quando efetuada a comparação com as ferramentas comerciais e acadêmicas. Os resultados também mostram que a metodologia é capaz de permitir um alto nível de automação no processo de criação de testcases através do modelo baseado em camadas. / This thesis describes a tool suite, VEasy, which was developed specifically for aiding the process of Functional Verification. VEasy contains four main modules that perform linting, simulation, coverage collection/analysis and testcase generation, which are considered key challenges of the process. Each of those modules is commented in details throughout the chapters. All the modules are integrated and built on top of a Graphical User Interface. This framework enables the testcase automation methodology which is based on layers, where one is capable of creating complex test scenarios using drag-anddrop operations. Whenever possible the usage of the modules is exemplified using simple Verilog designs. The capabilities of this tool and its performance were compared with some commercial and academic functional verification tools. Finally, some conclusions are drawn, showing that the overall simulation time is considerably smaller with respect to commercial and academic simulators. The results also show that the methodology is capable of enabling a great deal of testcase automation by using the layering scheme.

Atualmente o gerenciamento empresarial necessita de uma otimização nos recursos disponibilizados em busca de melhorias na produtividade e qualidade de produtos ou serviços, podendo tornar-se um diferencial para manter clientes. A simulação computacional pode contribuir com esta otimização, permitindo testar alterações para diferentes cenários propostos. Também pode auxiliar na compreensão das contribuições que estas alterações provocam nos processos existentes, para que se tenha um maior conhecimento de como os sistemas funcionam. Outra característica da simulação computacional é prever o comportamento futuro de sistemas, auxiliando no processo de tomada de decisão. O objetivo principal desta dissertação é a análise e avaliação da introdução da simulação computacional em uma empresa que fabrica câmaras pneumáticas de motocicletas, onde foi desenvolvido um estudo de caso. Para atingir este objetivo foram definidos os seguintes passos: identificação dos procedimentos recomendados pela literatura para estudos de simulação; execução destes procedimentos e análise do processo de implantação utilizado. Inicialmente o estudo de caso consistiu de reuniões com os gerentes para uma apresentação primária do estudo e definição do processo que poderia ser simulado. Então, foram executados os passos do método considerado e feita a análise do contato inicial da empresa com a ferramenta de simulação. Após, houve uma análise do aprendizado adquirido no processo de implantação. Finalmente, concluiu-se que o uso eficiente da técnica depende do envolvimento das pessoas conhecedoras e usuárias do processo simulado, também percebeu-se a necessidade de promover estudos futuros que aprofundem a investigação dos aspectos comportamentais envolvidos na introdução de uma nova ferramenta no ambiente fabril. / Currently, enterprise management requires an optimization of available resources aiming improvements in productivity and quality of products or services, becoming a differential for the customers. Computational simulation can contribute for such optimization, allowing testing changes for different scenarios proposed. Also it can help to understand their contributions in existing processes, to know better how systems operates. Another issue of computational simulation is predict the future behavior of systems, collaborating in the decision making process. The main goal of this dissertation is to analyze and evaluate the introduction of computational simulation in a company that produces rubber inner tubes. To reach this objective, the following steps were defined: identification of the literature recommended procedures in simulation studies; execution of these procedures; the analysis of the implantation process practiced. It was developed a case study in the rubber inner tubes company. The case study consisted initially in meetings with managers for an initial presentation of the study and definition of processes that could be simulated. Then, it was perform the steps of considered method and analysis of the first contact of the company with the simulation tool. Thus, there was learning about these deployment processes. Finally this dissertation concluded that the efficient use of the technique depends on the involvement of experts and users of the simulated process. This work raised need to promote further studies to deepen research on behavioral aspects involved in a introduction of a new tool in manufacturing environment.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-25T18:18:17Z No. of bitstreams: 1 texto competo.pdf: 3919328 bytes, checksum: 49ad7e6c363c7d84174db1ff079d6221 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T18:18:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto competo.pdf: 3919328 bytes, checksum: 49ad7e6c363c7d84174db1ff079d6221 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho tem como objetivo propor e implementar um modelo conceitual de um sistema inteligente, em ambiente georreferenciado, para determinação do dimensionamento de frotas de transporte florestal. Para isso, foi utilizada a ferramenta Sistemas Multiagente, a qual é objeto de estudos da Inteligência Artificial Distribuída. O modelo proposto considera a utilização do mapeamento de plantios (talhões) e estradas florestais, além de informações acerca das capacidades de transporte de diferentes veículos. O sistema é idealizado para se adaptar às alterações que ocorrem ao longo da operação de transporte florestal, tal como a modificação do volume demandado ou inclusão de restrições nas rotas utilizadas pelos veículos. Para sua construção, utilizou-se linguagem de programação em Java associada à biblioteca LPSolve, para cálculos de otimização, à plataforma JADE, para desenvolvimento dos agentes, e ao ArcGis Runtime, para determinação das rotas ótimas de transporte. Foram modelados cinco agentes: agente transportador que representa os veículos de transporte, agente controlador que faz o gerenciamento do sistema, agente roteador que calcula as rotas entre talhões e pátio de estocagem, agente carregador que realiza o controle do carregamento da madeira nos talhões e agente descarregador responsável por receber a madeira no pátio de estocagem. O modelo desenvolvido é capaz determinar a quantidade de caminhões, dentre os veículos disponíveis, que satisfaça as restrições de demanda e de disponibilidade de rotas, tendo como foco a minimização dos custos totais do transporte de madeira. O sistema também consegue se reorganizar frente à alterações nas rotas de transporte ao longo do processamento do mesmo. / This study aims to propose and implement a conceptual model of an intelligent system, in a georeferenced environment, to determine the design of forest transport fleets. For this, was used the multi-agent systems tool, which is the subject of studies of Distributed Artificial Intelligence. The proposed model considers the use of plantation mapping (stands) and forest roads, as well as information about the different vehicle transport capacity. The system was designed to adapt to changes that occur along the forest transport operation, as the modification on volume demanded or inclusion of restrictions on routes used by vehicles. For its construction, was used the Java programming language associated with the LPSolve library, for the optimization calculations, the JADE plattaform, to develop agents, and the ArcGis Runtime, to determine the optimal transport routes. Five agents were modeled: transporter agent, representing the transport vehicles, controller agent, that makes the system management, router agent, to calculates the route between stands and mill, loader agent, that manage the timber loading in the stands, and unloader agent, responsible for receiving the timber in the storage yard. The model is able to determine the amount of trucks, among the diferents vehicles available, that meets the constraints of demand and availability of routes, with a focus on minimizing total cost of timber transport. The system can also rearrange itself after changes in the transportation routes along the processing.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-02T17:15:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3217040 bytes, checksum: 833d4d8e35150a7921ade9ddd1b8f652 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T17:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3217040 bytes, checksum: 833d4d8e35150a7921ade9ddd1b8f652 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Eletrobrás / Dentre os múltiplos critérios a serem considerados na concepção do projeto de escolas, destaca-se o conforto ambiental por apresentar relação direta na eficácia do processo educativo. Esta pesquisa trata do desenvolvimento de um elemento arquitetônico e da avaliação de seu potencial de utilização em salas de aula. O objetivo deste trabalho consiste em conceber e avaliar o desempenho de um brise- chaminé-solar. Investigou-se o potencial de utilização de proteções solares sob a forma de chaminés solares para promover a ventilação natural. Soluções projetuais foram avaliadas parametricamente por meio de dois pacotes comerciais de simulação computacional, cujas potencialidades e fragilidades foram discutidas. Os resultados deste estudo constatam que os programas de simulação predial e de CFD (Dinâmica de Fluidos Computacional) apresentaram discrepâncias relevantes, de modo que se torna arriscada a tomada decisões projetuais com base em resultados de simulação não validados. Em seguida, discutiu-se de forma mais aprofundada a simulação CFD, incluindo os métodos de modelagem, medição in loco, e os desafios pertinentes à validação dos resultados obtidos com ferramentas de simulação CFD. Os dados reais indicaram que os resultados da simulação CFD foram válidos. Ressalta-se a importância da realização de testes para calibração. Por fim, avaliou-se o desempenho térmico e luminoso de uma sala de aula com brise-chaminé-solar. Identificou-se que o dispositivo foi capaz de reduzir a temperatura operativa da sala de aula, alterando os percentuais de horas em conforto térmico. Com relação à renovação de ar, o brise-chaminé-solar alcançou as taxas recomendadas para a qualidade do ar interior. O brise-chaminé-solar apresentou, ainda, capacidade de reduzir os níveis de desconforto por excesso de iluminação em salas de aula, especialmente sob condições de céu encoberto. / Among the multiple criteria to be considered during the design of scholar buildings, the environmental comfort can be highlighted because of its straight relation with the efficacy of the learning process. This research considers the development of an architectural element and evaluates its potential to be used in classrooms. This study aims to design and evaluate the performance of a shading- solar-chimney. It was investigated the potential use of shading devices under the shape of a solar chimney to promoting natural ventilation. Design solutions were parametrically evaluated using two commercial simulation software, for whose the strengths and weakness were discussed. The results showed that building simulation and CFD (Computational Fluid Dynamics) presented relevant discrepancies, in a way that the design decision based on non-validated simulation results might be risky. In addition, the CFD simulation was discussed in a deeper way, including the modeling methods, in loco measurements, challenges about the validation of the results achieved by CFD simulation tools. The measured data indicated that the CFD results are valid. It is emphasized the importance of the calibration tests. Finally, the thermal and lighting performance of a classroom with the shading-solar-chimney was evaluated. It was identified that the shading-solar-chimney was able to reduce the classroom operative temperature and it changed the percentage of hours in thermal comfort. About the air changes, the shading-solar-chimney achieved the recommended rates to interior air quality. The shading-solar-chimney was, also, able to reduce the levels of discomfort by glare in classrooms, especially under overcast sky.

O conhecimento preciso das propriedades termodinâmicas de gases naturais e outras misturas formadas por componentes do gás natural é de grande importância para o projeto, a simulação e a otimização dos processos envolvendo essa matéria-prima. Processamento, transporte, armazenamento e liquefação de gás natural são exemplos de aplicações técnicas em que é necessário o cálculo das propriedades termodinâmicas de uma variedade de misturas dos componentes presentes de gás natural. Neste trabalho, foram realizados testes computacionais para avaliar a precisão do cálculo de propriedades termodinâmicas através da equação de estado GERG-2008 em relação aos dados experimentais de misturas envolvendo o gás natural (cálculo da pressão e massa específica). Estes resultados foram comparados com as da tradicional equação de estado de Peng-Robinson. A fim de verificar os resultados obtidos, foi feita uma análise qualitativa do número de raízes volumétricas da equação de estado GERG-2008. Por fim, foi realizado o estudo de alternativas de cálculo do equilíbrio líquido-vapor (ELV) através da GERG-2008, verificando qual método de resolução é o mais adequado para a aplicação da equação: igualdade das fugacidades ou minimização da energia de Gibbs. O método mais adequado foi determinado através da comparação dos valores das composições das fases, da fração de vapor e tempo computacional. A equação de estado GERG-2008 obteve menor desvio em relação aos dados experimentais, em termos do erro relativo percentual médio em comparação à equação de estado de Peng Robinson (utilizando a regra de mistura clássica de Lorentz Berthelot), tanto para o cálculo de pressão quanto da massa específica, para as fases líquida (homogênea e no estado saturado) e gasosa. A média do erro no cálculo da massa específica na fase gasosa foi de 0,2% para a equação GERG-2008 e de 2% para a equação de Peng-Robinson. Já para o estado de líquido saturado e fase líquida, a média do desvio foi de 0,1% para a equação GERG-2008 e 10% para a equação de Peng-Robinson. Com temperaturas acima de 200 K, a equação de estado GERG-2008 fornece apenas uma raiz volumétrica para pressão e temperaturas dadas, mas para temperaturas menores, em função da mistura, foi observado que a GERG-2008 pode apresentar até cinco raízes volumétricas, incluindo valores negativos de pressão. Finalmente, no cálculo de ELV foi verificado que o cálculo de flash pelo método de Rachford-Rice com a equação de estado GERG-2008 fornece melhores resultados do que a minimização da energia de Gibbs, sendo menos eficiente, porém, que a equação de estado de Peng-Robinson em relação ao tempo computacional. Isto ocorre, pois no cálculo do flash-RR com a equação de estado GERG-2008, há um laço interno no cálculo das massas específicas das fases, o que torna a resolução do flash mais lenta do que aquele com uma equação cúbica. / The precise knowledge of thermodynamic properties of natural gas and other mixtures formed by natural gas components are of great importance for the basic engineering and performance of technical processes. Processing, transporting, storage and liquefaction of natural gas are examples of technical applications that require thermodynamic properties of various mixtures of the components present in natural gas. In this work, the GERG-2008 equation of state was evaluated in terms of deviation in relation to the experimental data of natural gas mixtures and compared with the Peng Robinson equation of state (using the classical mixing rule Lorentz Berthelot). The number of volumetric roots of GERG-2008 equation of state was also qualitatively analyzed. Finally, study was conducted the vapor-liquid equilibrium (VLE) calculation determine which resolution method is the most appropriate with GERG-2008: equality of fugacities or minimization of the Gibbs energy. The comparison was done on the basis of the resulting compositions of the phases, the vapor fraction and computational time. The GERG-2008 equation of state obtained best results than the Peng Robinson equation of state with regard to mean relative error for pressure and density in both liquid (homogeneous and saturated state) and gas phases. The deviation of density in the gas phase was 0.2% for GERG-2008 and 2% for Peng Robinson equation of state. For the compressed and saturated liquid the deviation was 0.1% for GERG-2008 and 10% for Peng-Robinson equation. At temperatures above 200 K, GERG-2008 equation of state displays a single density root for given pressure and temperature, but at lower temperatures, depending on the mixture, up to five volumetric roots were observed, and even negative pressure values. Finally, for the VLE calculation with the GERG-2008, it was verified that the Rachford-Rice flash formulation gives better results than minimum Gibbs energy approach. However, the flash-RR calculation of Peng Robinson equation of state obtained better efficiency with respect to computational time, since the calculation of the flash-RR with GERG-2008, relies on an inner loop for the calculation of the phase densities, what makes the resolution of the flash-RR slower.

SOUZA, C. D. Simulação computacional do fluxo hídrico subterrâneo na região do Cariri e calibração utilizando gradiente das cargas hidráulicas. 2007. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-25T18:23:32Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_cdsouza.pdf: 1896229 bytes, checksum: d983516a7297cf04b0ca1547ec3d6186 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-29T17:21:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_cdsouza.pdf: 1896229 bytes, checksum: d983516a7297cf04b0ca1547ec3d6186 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T17:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_cdsouza.pdf: 1896229 bytes, checksum: d983516a7297cf04b0ca1547ec3d6186 (MD5) Previous issue date: 2007-04-20 / The main objective of this research is to use a computer code to simulate groundwater flow in an area in the south of the state of Ceará situated between the cities of Crato, Juazeiro do Norte and Barbalha, in the “Cariri” Valley. The computer code used was MODFLOW, a 3-D finite difference groundwater flow model. Two different scenarios we simulated: the rainy and the dry season. Besides, a code using the computer language FORTRAN was developed which proposes an alternate to calibrate the model using hydraulic gradients instead of the usual hydraulic heads as the “objective” functions. This new way of calibrate did not show satisfactory results for the specific area but once it was applied to simple examples it showed promising results. / Esta pesquisa simula o fluxo hídrico subterrâneo, numa área inserida ao sul do estado do Ceará, englobando as cidades de Juazeiro do Norte, Crato e parte de Barbalha, situadas no vale do Cariri. Para isso foi utilizado o pacote MODFLOW, modelo tridimensional de diferenças finitas do fluxo de água subterrânea, contido no programa Processing MODFLOW Pro. Os resultados das simulações dos cenários no período chuvoso e seco disponibilizam dados sobre o comportamento do aqüífero e dão uma idéia da utilização dos recursos hídricos disponíveis na área. Adicionalmente foi desenvolvido um programa em linguagem FORTRAN (Fortran 90 – Compaq Visual Fortran Versão 6.5), que utiliza o método do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA), para fazer a calibração do modelo a partir dos dados observados de carga hidráulica. Essa tentativa de calibração do modelo da área de estudo não deu resultados satisfatórios, mas mostrou pelos exemplos de validação que o MIGHA é aplicável desde que se tenha dados de cargas hidráulicas bem distribuídos e confiáveis e em quantidade representativa da área.