Nos últimos anos tem crescido o interesse por compostos com estrutura de escuterudita, especialmente devido às suas excelentes propriedades termoelétricas. Esses compostos apresentam uma grande cavidade em torno do sítio 2a, que pode ser totalmente ou parcialmente preenchida com espécies hóspedes. O maior esforço na investigação de compostos com essa estrutura, visando aplicações termoelétricas, deve-se ao fato que os átomos inseridos na cavidade da estrutura podem vibrar, em torno de sua posição de equilíbrio, de maneira quase que completamente descorrelacionada das vibrações do restante da estrutura, provocando uma redução na condutividade térmica e tornando esses compostos excelentes candidatos para aplicação em dispositivos termoelétricos. A alteração da estrutura da cavidade, bem como a aplicação de altas pressões em escuteruditas ternárias, possibilita uma alteração da frequência vibracional da espécie hóspede e, consequentemente, da condutividade térmica desses compostos. Dentro desse contexto, neste trabalho foi realizado um estudo, a partir de cálculos de primeiros princípios, visando verificar a influência dos átomos pertencentes à cavidade sobre a frequência vibracional do íon La +3 nas escuteruditas LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. A substituição dos átomos de Fe por Co na estrutura da cavidade provocou um aumento na frequência vibracional do íon La+3 de 76 para 98 cm−1. A influência da substituição dos átomos de Fe por Co sobre a frequência vibracional do íon La+3 é indireta, pois verificou-se que a frequência vibracional desse íon é linearmente dependente da distância La-Sb que, por sua vez, é afetada pela substituição de Fe por Co. Além disso, realizou-se um estudo sobre o efeito da pressão sobre a frequência vibracional do íon La+3 nas escuteruditas LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. A partir deste estudo observou-se que o aumento da pressão, mesmo que moderado, apresenta um efeito mensurável na frequência vibracional do íon La+3. A aplicação de uma pressão de apenas 1 GPa provocou um aumento na frequência de 3,1 cm−1 e 2,2 cm−1 para o LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12, respectivamente. O efeito da pressão na frequência vibracional do íon La+3 e, consequentemente, no parâmetro de deslocamento atômico (ADP - atomic displacement parameter), abre a possibilidade do uso de pressões moderadas como uma forma de atuar controladamente sobre a condutividade térmica de escuteruditas ternárias e outros compostos termoelétricos de estrutura aberta. Posteriormente, realizou-se um estudo sobre o efeito da aplicação de altas pressões no composto CoSb3. Esse estudo tem como principal objetivo investigar a reação de autoinserção exibida pelo CoSb3 em altas pressões. Esse efeito consiste no colapso de átomos de antimônio para o interior da cavidade da estrutura da escuterudita, que assume a forma SbxCoSb3−x. Essa reação, inédita na literatura, foi descoberta por Kraemer et al6,7 e recentemente observada em outras escuteruditas binárias.8 Para o estudo da reação de auto-inserção no CoSb3, a estrutura da fase SbxCoSb3−x foi otimizada em diferentes pressões. Após, foi calculada a energia de ativação da reação de auto-inserção em diferentes pressões, usando-se o método NEB (Nudged Elastic Band). Observou-se uma diminuição na barreira energética da reação de auto-inserção com o aumento da pressão. Mais especificamente, os valores calculados para a energia de ativação da reação de auto-inserção a 0, 20 e 40 GPa foram, respectivamente, de 5,6, 2,9 e de 1,6 eV. A redução da energia de ativação com o aumento da pressão é compatível com a observação experimental da formação dessa fase acima de 20 GPa, à temperatura ambiente. Os valores obtidos para o ADP do átomo de Sb hóspede na fase de auto-inserção SbxCoSb3−x, nas direções [011], [111] e [211], foram, respectivamente, de 0,00139 Å2, 0,00122 Å2 e 0,00119 Å2. Os valores calculados são semelhantes aos valores de 0,00162 Å2 e 0,00124 Å2 que foram calculados para o íon La+3 nas escuteruditas ternárias LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12.1,9,10 Assim, é de se esperar que a fase SbxCoSb3−x apresente uma redução na condutividade térmica por fônons, compatível com o observado em outras escuterutidas ternárias. Espera-se ainda que os defeitos gerados pela migração do átomo de Sb para o interior da cavidade contribuam para uma redução ainda maior na condutividade térmica por fônons e, consequentemente, para um aumento no fator de mérito termoelétrico da fase de auto-inserção. / In recent years, interest has grown for compounds with skutterudite structure, especially due to its excellent thermoelectric properties. These compounds exhibit a large cavity around the 2a site, which can be totally or partially filled with guest species. The major effort in the investigation of the skutterudite material, particularly for thermoelectric applications, centers on the fact that the atoms inserted into the cage rattle around their equilibrium position with large amplitudes, promoting a reduction in thermal conductivity and making these compounds excellent candidates for use in thermoelectric devices. Modifications in the cavity structure as well as applying pressure in ternary skutterudites change the vibrational frequencies of the guest species and, consequently, the thermal conductivity of these compounds. In this context, in this work it was carried out a study, based on first-principles calculations, to verify the influence of substituting Fe for Co on the La vibrational frequency in the filled ternary skutterudites LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. Substituting Fe for Co in the cage framework caused an increase in La vibrational frequency from around 76 to 98 cm−1. The influence of substituting Fe for Co in La vibrational frequency is indirect, as it was found that the La vibrational frequency is linearly dependent on the La-Sb distance, which in turn is affected by substituting Fe for Co. Furthermore, a study was conducted to evaluate the effect of pressure on the La vibrational frequency in LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. In this study it was observed that an increase in pressure, even moderate, have a measurable effect on the La vibrational frequency. An increase of only 1 GPa causes an increase in frequency of 3.1 cm−1 and 2.2 cm−1 in LaFe4Sb12 and LaCo4Sb12, respectively. The effect of pressure on the La vibrational frequency and, consequently, on the atomic displacement parameter, points to the possibility of using even moderate pressures as a way to act controllably on the lattice thermal conductivity of ternary skutterudites and other similar open framework thermoelectric materials. A study on the effect of the application of high pressures on the CoSb3 skutterudite was also carried out. This study aims to investigate the pressure-induced self-insertion reaction of CoSb3. This reaction occurs due to the self-insertion of Sb atoms into the cages of CoSb3, which takes the form SbxCoSb3−x. This reaction, unprecedented in the literature, was discovered by Kraemer et al6,7 and was also recently observed in other binary skutterudites.8 To study the pressure-induced self-insertion reaction of CoSb3, the structure of the phase SbxCoSb3−x was optimized at different pressures. After, the activation energy of the self-insertion reaction was estimated at different pressures, using the NEB (Nudged Elastic Band) method. There was a decrease in the energy barrier for the self-insertion reaction with increasing pressure. More specifically, the calculated values for the activation energy of the self-insertion reaction at 0, 20 e 40 GPa were 5.6, 2.9 and 1.6 eV, respectively. The reduction of activation energy with increasing pressure is compatible with the experimental observation of the formation of this phase at pressures greater than 20 GPa at room temperature. Finally, the vibrational frequency and the ADP of guest Sb in SbxCoSb3−x at room pressure were calculated. The values obtained for the ADP of the guest Sb atom in the directions [011], [111] and [211] were 0.00139 Å2, 0.00122 Å2 and 0.00119 Å2, respectively. The calculated values are similar to the values (0.00162 Å2 and 0.00124 Å2) that were calculated for La in the ternary skutterudites LaFe4Sb12 and LaCo4Sb12. Thus, it is expected that SbxCoSb3−x exhibits a reduced phonon thermal conductivity, compatible to that observed in other ternary skutterudites. Moreover, it is expected that the defects created by the collapse of some framework Sb atoms into the cages contribute to a further reduction in the phonon thermal conductivity, thus increasing the thermoelectric figure of merit of SbxCoSb3−x.

Neste trabalho se realiza um estudo exploratório de uma simulação computacional em que há um sistema fotovoltaico interligado a rede de um ambiente climatizado e avaliam-se os efeitos e possibilidades de interação entre o sistema de condicionamento de ar e o sistema fotovoltaico na edificação. Utilizando a ferramenta de simulação computacional EnergyPlus, foram desenvolvidas duas linhas de análise para a aplicação fotovoltaica na edificação, a primeira que pretende minimizar o consumo elétrico anual e uma segunda que pretende aliviar o sistema elétrico no horário de pico observado para esta edificação, nas duas linhas de pesquisa também se estuda o efeito do sombreamento dos arranjos fotovoltaicos sobre a edificação. A declaração detalhada de materiais, superfícies de transferência de calor, zonas térmicas, equipamentos e horários de utilização compõem o estudo de caso de forma personalizada, buscando aproximar-se da realidade. Busca-se contribuir com o desenvolvimento de uma metodologia de análise de edificações com energia solar fotovoltaica através de simulações computacionais que possibilitam análises térmicas, energéticas e econômicas de edificações com sistemas fotovoltaicos. Este estudo serve de base e motivação a uma aplicação da energia solar fotovoltaica como promissora alternativa energética em edificações, e incentiva o desenvolvimento de meios que levem a tecnologia solar fotovoltaica a se tornar cada vez mais viável e presente no cenário energético das edificações. O trabalho exemplifica a atuação oportuna de sistemas fotovoltaicos com sistemas de refrigeração, e demonstra quantitativamente as vantagens da aplicação destes sistemas em edificações difundindo a aplicação da tecnologia solar fotovoltaica e a aplicação do software EnergyPlus como poderosa ferramenta de análise. / In this work it is realized an exploratory study of a computational simulation where it has a photovoltaic system connected to the net of a refrigerated environment and evaluates the effect and interaction possibilities between the conditioning system of air and the photovoltaic system in the building. Using the computational simulation tool EnergyPlus, two lines of analysis for the photovoltaic application in the construction were developed, the first one that intends to minimize annual electric consumption and the second that intends to alleviates the electrical system in the peak time observed for this building. The detailed declaration of materials, the heat transfer surfaces, zones, equipment and schedules of use compose the study of case and personalized form, searching to come close itself to the reality. It is desired to contribute with the development of a methodology of analysis of buildings with photovoltaic solar energy through computational simulations that make possible thermal, energy and economic analyses of constructions with photovoltaic systems. This study serves as a base and motivation to an application of the photovoltaic solar energy as promising energy alternative in buildings, and stimulates the development of ways that take the photovoltaic solar technology to become each more viable and present in the energy scene of the constructions. The work shows the opportune performance of photovoltaic systems with refrigeration systems, and quantitatively demonstrates the advantages of the application of these systems in constructions spreading out the application of the photovoltaic solar technology, and the application of EnergyPlus software as a powerful tool of analysis.

Neste trabalho usamos simulações de Dinâmica Molecular para analisarmos interações e alterações estruturais em complexos não covalentes e covalentes entre o fármaco Ecteinascidina (ET743) e o DNA (modelado como dodecâmeros). De acordo com a literatura, a Ecteinascidina forma primeiro um complexo nãocovalente, determinado por ligações de hidrogênio, com um segmento do DNA, sendo que ocorre uma posterior alquilação de uma guanina, levando a um complexo covalente ET743-DNA. Dependendo da seqüência de DNA, constata-se a existência de diferentes reatividades frente à ET743. Assim, foram escolhidas para a formação dos complexos duas seqüências de alta interação com o fármaco, duas de baixa interação e uma de interação moderada. A interação do fármaco induz uma torção estrutural do DNA em direção ao sulco maior, impedido a ação do sistema de reparo celular, levando a morte da célula. Em simulações envolvendo DNA e ligantes, é fundamental a boa parametrização e descrição das interações eletrostáticas e a caracterização dos parâmetros estruturais, bem como de suas flutuações. As simulações confirmaram a interação entre a ET743 e as seqüências escolhidas, sendo constatada a permanência do fármaco no sítio de interação por um longo período de tempo e uma forte distorção dos oligonucleotídeos. A análise das ligações de hidrogênio confirmou algumas das ligações previstas e também algumas não antes reportadas. Não foi constatada nenhuma correlação significativa entre a interação induzida e a reatividade das seqüencias, embora em um caso tenha sido constatada a migração da ET743 em direção a um sítio de interação de maior reatividade. A análise termodinâmica foi realizada calculando-se as energias de interação em complexos não-covalentes e, após, afastando gradualmente os mesmos em relação ao DNA e monitorando os diversos termos energéticos até a convergência. Apesar da estabilidade do complexo, a análise termodinâmica, obtida mediante simulações de afastamento da ET743, mostrou que a formação do complexo não covalente é endotérmica. A simulação dos complexos covalentes destes oligonucleotídeos com o ligante também mostrou fortes distorções induzidas. / In this work we used molecular dynamics simulations to analyse the interactions and induced structural changes in non-covalent and covalent complexes between Ecteinascidin (ET743) and DNA dodecamers. According to the literature, the interaction between Ecteinascidin and DNA involves the formation of a non-covalent complex characterized by several hydrogen bonds with a DNA segment. Further, there is an alkylation of a guanine, leading to a covalent complex between ET743 and DNA. Depending on the base pair sequence, ET743 displays different reactivities. In this work, two sequences of high reactivity, two sequences of low reactivity and one sequence of moderate reactivity were chosen. The interaction between the Ecteinascidin and DNA leads to a bending of the DNA towards the major groove, blocking the cell repair system and leading to cell´s death. In simulations with DNA and ligands the detailed description of the structural parameters as well as a carefull parameterization, especially in the description of the electrostatic interactions, are fundamental. The simulations confirmed the strong interaction between Ecteinascidin and the chosen sequences, with a high residence time of the drug in the site of interaction and a strong distortion of the oligonucleotides. The analysis of the hydrogen bonds (HBs) confirmed some of known HBs and revealed some alternative HBs. There were no significant correlation between the induced distortion and interactions and the reactivity of the sequences, although a migration of the ET743 towards a higher interaction site was found in one system. The thermodynamic analysis was carried out calculating the interaction energies of the non-covalent complexes and gradually increasing the distance between drug and interaction site, until the energetic terms converge. Despite of the stability of the complex, the thermodynamic analysis showed a endothermic enthalpy of formation for the non-covalent complex. The simulation of covalent complexes between ET743 and oligonucleotides also showed strong induced distortions.

Submitted by Francisco Costa (xcosta@ufba.br) on 2013-07-08T11:38:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ThaisLima.pdf: 3810631 bytes, checksum: 686c896c8edf70c2a52b2f409f9e3e1d (MD5) / Approved for entry into archive by Edilene Costa(ec@ufba.br) on 2013-07-25T21:41:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_ThaisLima.pdf: 3810631 bytes, checksum: 686c896c8edf70c2a52b2f409f9e3e1d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-25T21:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ThaisLima.pdf: 3810631 bytes, checksum: 686c896c8edf70c2a52b2f409f9e3e1d (MD5) / CAPES / Este trabalho analisa o uso da tecnologia computacional no desenvolvimento de projetos de iluminação, de forma a antever possíveis problemas e testar alternativas de solução visando alcançar um melhor desempenho da obra. Para isso, o estudo fundamentou-se na aplicação de ferramentas para a simulação de aspectos quantitativos e qualitativos dos efeitos da iluminação sobre o ambiente construído. A metodologia empregou procedimentos teóricos e experimentais, sendo embasada no estudo das características e finalidades da simulação computacional e dos modelos aplicados a esse objetivo, dos métodos de cálculo e análise da iluminação e das ferramentas de simulação. Foram realizados testes em programas específicos para validar resultados, identificar limitações de uso das ferramentas, e ainda permitir uma análise comparativa dos mesmos sob seus vários aspectos. O conjunto de experimentos realizados visou verificar o uso das ferramentas em estudos sobre a interferência da iluminação no ambiente; as características da iluminação natural com a modificação das dimensões, posicionamento e tipo das aberturas; as conseqüências da especificação de materiais com diferentes atributos para um mesmo espaço; e sobre o uso integrado da iluminação natural e artificial em ambientes internos. As ferramentas de simulação constituem importante recurso na avaliação do desempenho de projetos de iluminação, pois permitem testar alternativas de solução a baixo custo e propiciam a visualização dos efeitos da luz sobre os ambientes internos. Como resultado, apresenta-se um conjunto de procedimentos para a aplicação das ferramentas na projetação da iluminação e no ensino das disciplinas de conforto ambiental. Com isso espera-se auxiliar o projetista para o desenvolvimento de soluções mais eficientes e eficazes, em tempos de escassez de energia e da necessidade iminente de sua conservação. Dessa forma, o estudo da simulação computacional vem potencializar a prática projetual do arquiteto ajudando-o a resolver problemas, gerar e validar alternativas, optando por aquelas fundamentadas em dados comparados. / Salvador

SALES,F.A.M. Investigação da Atividade de Complexos Inorgânicos Inibidores da trans-2-enoil redutase. 2008. 169 f. Tese (Doutorado em Química Inorgânica) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by irlana araujo (irlanaaraujo@gmail.com) on 2011-11-16T18:52:04Z No. of bitstreams: 1 2008_tes_Fran Sales.pdf: 25351865 bytes, checksum: 98c8ae0f32a8c17d0af0f667597800a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Nascimento(vieiraaline@yahoo.com.br) on 2011-11-17T11:19:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_tes_Fran Sales.pdf: 25351865 bytes, checksum: 98c8ae0f32a8c17d0af0f667597800a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-11-17T11:19:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_tes_Fran Sales.pdf: 25351865 bytes, checksum: 98c8ae0f32a8c17d0af0f667597800a3 (MD5) Previous issue date: 2008-04-10 / Tuberculosis has been one of the major causes of death in the World. Unfortunately, there is still a lack of new drugs available, which has stimulated research in this field. Here, it was prepared a spectrum of new metallo-compounds based on Na3[Fe(CN)5L].H2O, where L is hydrazones or oxadiazols derivatives, which are metallodrug candidates for tuberculosis treatment. These compounds were fully characterized by spectroscopic and electrochemical techniques. Regarding to the electronic spectroscopy, it was showed the relative intensity of the π-backbonding effect among these compounds using the oscillator strength. This result was further supported by other techniques such as infrared spectroscopy, where a shift on the CN- (cyanide) stretching to higher frequency indicates stronger backbonding Fe(II) to L. Additionally, NMR and electrochemical results reinforced the back-bonding effect previously assigned in these compounds. NMR results showed these compounds were also coordinated through the nitrogen atom of the pyridine ring, while cyclic voltammetry showed the iron was made more stable in the reduced form (2+). Theoretical calculations were done to evaluate the charge distribution of these compounds and also correlate them with the backbonding effect. The relevance of this study lies on the observation that several inhibitors interact with the proteic target through intermolecular forces. These compounds were prepared aiming to inhibit the InhA enzyme, which is responsible for the biosynthesis of the mycobacterial cell-wall, by knowing the effect of charge distribution on enzyme inhibition it provides extra information to design better drugs. This result was important to draw a reactivity map. Biochemical investigations were carried out to evaluate the inhibition of the wild-type and mutant of the enzyme enoyl reductase (InhA). The complexes of oxadiazol derivatives were very efficient enzyme inhibitor, including toward strains resistant to conventional drugs. Toxicity tests showed these compounds presented low toxicity. An interesting map of reactivity was drawn, where charge distribution and electrochemical potential were correlated to the efficiency to inhibit InhA. This can lead to a better rational design of other anti-tuberculosis metallodrugs / A tuberculose tem sido uma das principais causas de morte no Mundo. Infelizmente, não existem ainda novas drogas disponíveis, o que tem desestimulado a investigação neste campo. Neste trabalho, preparou-se novos metalo-compostos baseado no sistema Na3[Fe(CN)5L].H2O, sendo L = oxadiazois, hidrazonas ou derivados, que são drogas estudas no tratamento para tuberculose. Esses compostos foram sintetizados e totalmente caracterizados por técnicas espectroscópicas e eletroquímicas. Em relação à espectroscopia eletrônica, foi mostrada a intensidade relativa das interações de retrodoação - π entre os compostos utilizando a força do oscilador. Este resultado foi reforçado por outras técnicas espectroscópicas, tal como espectroscopia na região do infravermelho, onde uma mudança no estiramento CN- (cianeto) para mais altas frequências indica maior interação de retrodoação - π (Fe(II) L). Além disso, resultados de RMN e eletroquímicos reforça a coordenação do ligante ao centro metálico. Os resultados de RMN mostraram que estes compostos foram igualmente coordenados através do átomo de nitrogênio do anel piridinico, ao mesmo tempo a voltametria cíclica mostrou que o ferro foi estabilizado na sua forma reduzida (2+). Foram realizados cálculos teóricos para avaliar a distribuição de carga desses compostos e também correlacionou com as interações de retrodoação - π. A relevância deste estudo reside na constatação de que vários inibidores interagem de forma direta com a enzima alvo. Estes compostos foram preparados com o objetivo de inibir a enzima InhA, que é responsável pela a biossíntese da parede celular da micobacteria, conhecendo o efeito da distribuição de carga do complexo na inibição da enzima podemos fornecer informações adicionais para desenhar uma melhor droga. Este resultado foi importante para estabelecer um mapa de reatividade. Estudos bioquímicos foram realizados para avaliar a inibição da enzima enoil redutase (InhA) tipo selvagem e mutante (S94A). Os complexos derivados de oxadiazois foram muito eficientes na inibição da enzima selvagem, incluindo a enzima resistente às drogas convencionais. Testes de toxicidade mostraram que estes compostos apresentaram baixa toxicidade. Um interessante mapa de reatividade foi apresentado, onde foi correlacionado a distribuição de carga e o potencial eletroquímico do metal para investigar a eficiência de inibição. Isso pode levar a uma melhor concepção racional de outras metalodrogas anti-tuberculose

Este trabalho teve o objetivo de estudar a atmosfera dos fornos de recozimento da Gerdau AEB - Charqueadas, com o intuito de avaliar suas condições, elucidar as principais reações envolvidas e propor possíveis melhorias ao processo. Foram realizadas medições da concentração do monóxido de carbono formado durante os ciclos de tratamento térmico em três tipos de aços: SAE 52100, SAE 10B22 e SAE 10B30. Foram comparados a evolução do monóxido de carbono em diferentes condições de composição química, área exposta à atmosfera de tratamento e regimes de purga de nitrogênio. O regime de purga de nitrogênio que se mostrou mais eficiente foi o realizado de forma contínua em todo o ciclo, purgas intermitentes são prejudiciais ao processo. Ainda, para o aço SAE 52100, foram estudadas as transformações da carepa e superfície do aço decorrentes dos ciclos de tratamento com a utilização da técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi detectada a presença de camadas de ferro metálico sobre o aço SAE 52100, indicando a redução dos óxidos presentes. Um software comercial foi utilizado para simulação das principais reações termodinâmicas propostas para o processo, verificou-se que o dióxido de carbono liberado nas reações de redução da carepa é responsável pela descarbonetação do aço durante os ciclos de esferoidização. / This work aims to study the atmospheres of annealing furnaces at Gerdau AEB - Charqueadas, in order to evaluate their conditions, to elucidate the main reactions involved and suggest possible improvements to the process. Measurements of carbon monoxide concentrations formed during heat-treating cycles have been carried out for three types of steel: SAE 52100, SAE 10B22 and SAE 10B30. The evolution of carbon monoxide was compared for different steel compositions, areas exposed to the treating atmosphere and nitrogen purge rates. The most effective nitrogen purge regime was the continuous one during all cycle. Intermittent purges are detrimental to the process. More over, as for SAE 52100 steel, scale and steel surface transformations after the heat-treating cycles have been studied by means of the Scanning Electron Microscopy (SEM). The presence of metallic iron layers imbedded in the scale of SAE 52100 was detected, indicating that oxides are reduced during the process. A commercial software was used to simulate the main thermodynamic reactions proposed for the process. The carbon dioxide formed by the scale reduction reactions is responsable for decarburizing of steel during the spheroidizing cycles.

Este trabalho analisa as etapas de fabricação, por Forjamento em Matriz Aberta, de um eixo vazado em aço ABNT 4140 (~DIN número 1.7225, grau 42CrMo4), com auxílio da simulação numérica computacional utilizando o software PEP/LARSTRAN. Com base nos resultados de simulação obtidos foram feitas alterações no modelo e adaptações nas simulações numéricas, visando a obtenção de um processo confiável. A estratégia final desenvolvida por simulação se tratou de um forjamento de todo o perímetro do diâmetro externo da pré-forma e subsequente avanço longitudinal do ferramental para repetir o mesmo ciclo de forjamento. Esta estratégia de forjamento foi utilizada para realizar um forjamento de um eixo piloto, no qual ocorreu o forjamento do eixo a 1200 °C, a uma velocidade de 80 mm/s, com recalque de 20 mm por batida. O resultado obtido foi um eixo com alongamento Δl = 77% sem deformação significativa do diâmetro interno. Os resultados obtidos estão relativamente de acordo com a simulação numérica computacional. / This paper analyzes hot forging steps of a hollow shaft by the open die forging process. The study was aided by numerical simulation using the software PEP/LARSTRAN. The material used was a steel ABNT 4140 (~DIN number 1.7225, grade 42CrMo4). The proposed process was simulated and optimized sequentially. That means several changes in the numerical model and simulation in order to obtain a feasible process. The final strategy developed by simulation was forge initially the entire perimeter of the preform with its outer diameter and subsequently forward longitudinally with the same tools to repeat the complete forging cycle. The tool set was a flat upper die and a V-profile lower die. A pilot shaft was forged to test the final forging strategy developed by simulation. The physical experiment was carried out with the workpiece at 1200 °C. The tool speed was 80 mm/s and the stroke was 20 mm per blow. It was obtained 77% final elongation of the part without significant deformation of internal diameter. The experimental results are in relatively good agreement with the numerical simulations.

Submitted by Evy Augusto Salcedo Torres null (evy.salcedo.torres@ufsc.br) on 2017-08-18T18:54:01Z No. of bitstreams: 2 dissertacao_MNPEF_Alexandre Cirstóvão A4.pdf: 5712057 bytes, checksum: 48036bfd08e2ae3a8422f3dcd54f811a (MD5) Produtos Educacionais.pdf: 4735242 bytes, checksum: 60000f7c6a46751524488d7afd368a7a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T18:54:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao_MNPEF_Alexandre Cirstóvão A4.pdf: 5712057 bytes, checksum: 48036bfd08e2ae3a8422f3dcd54f811a (MD5) Produtos Educacionais.pdf: 4735242 bytes, checksum: 60000f7c6a46751524488d7afd368a7a (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / CAPES / Neste trabalho propomos dois roteiros de atividades dirigidos aos professores do Ensino Médio. Estes roteiros sugerem o uso de simulações computacionais para o processo de ensino-aprendizagem dos conceitos físicos envolvidos no tópico Forças e Movimento. Atualmente a maioria dos estudantes tem acesso a computadores ou celulares com acesso à internet, entretanto acabam utilizando este recurso apenas para acessar redes sociais. O principal objetivo deste trabalho é propor um material que motive o professor e estudantes a utilizarem simulações computacionais como ferramenta auxiliadora no processo de ensino-aprendizagem. Os roteiros de atividades propostos são baseados nos três momentos pedagógicos descritos por Delizoicov: Problematização Inicial, Organização do Conhecimento e Aplicação do Conhecimento. As atividades propostas incluem problemas e conceitos físicos envolvidos no estudo da primeira e segunda lei de Newton. Os roteiros de atividades foram aplicados em oito turmas do primeiro ano do Ensino Médio. Os resultados obtidos são satisfatórios e indicam o potencial da proposta.

Nesse trabalho, utilizando a teoria cinética, desenvolveu-se um modelo auto-consistente para o fluxo de elétrons na configuração de campos eletromagnéticos cruzados observada em magnetrons planares. Através desse modelo, derivado tanto para o limite relativístico quanto para o limite não relativístico, pôde-se compreender como os estados estacionários do fluxo são afetados quando modifica-se a temperatura de injeção dos elétrons, a densidade de carga no sistema e os campos eletromagnéticos externos. Com base nos resultados obtidos, caracterizou-se a transição em que o fluxo de elétrons passa do regime acelerador para o regime desacelerador, a transição em que o fluxo de elétrons passa do estado laminar para o estado turbulento e, além disso, caracterizou-se as possiveis transições entre os modos estacionários confinado, parcialmente confinado e não confinado. Todos os resultados obtidos do modelo cinético foram comprovados através de simulações computacionais em que os campos eletromagnéticos auto-consistentes foram levados em conta. / Using the kinetic description, a self-consistent model for the electron flow in the crossed electromagnetic field configuration observed in a smooth-bore magnetron was developed. Through that model, derived for both relativistic and nonrelativistic limit, it was possible to understand how the stationary states solutions for the electron flow change when the injection temperature, the charge intensity in the system, and the external electromagnetic fields were modified. Basing on the results, it was possible to characterize the regime transition (accelerating to space charge limited), the stability transition (laminar to turbulent flow) and the mode transitions (transitions between the modes: magnetic insulated, Child Langmuir, and non-cutoff). All the theoretical results were verified using self-consistent computer simulations.

Edifícios são responsáveis por cerca de 40% da demanda global de energia. Para reduzir este consumo utilizando métodos de avaliação de energia (Energy Assessment – EA), as primeiras etapas de projeto arquitetônico (Early Architectural Design Stages – EADS) são especialmente adequadas para implementar medidas eficientes com a melhor relação custo-benefício. Para integrar a EA na EADS, dois desafios principais devem ser abordados simultaneamente: (a) a (não-)amigabilidade para arquitetos dos modelos computacionais e (b) a confiabilidade dos resultados. Para realizar ambos os objetivos, é apresentado neste trabalho um ambiente para o desenvolvimento de ferramentas de aferição de energia em EADS (Framework for Energy Assessment Tools in Early Architectural Design Stages –FORwArDS) e uma metodologia de validação, a validação relativa (Relative Validation – RV). FORwArDS possui três componentes: o modelo de entrada, o modelo de avaliação e o modelo de saída, mas o trabalho concentra-se na criação de um modelo de entrada simplificado (Simplified Input Model – SIM) através da redução de parâmetros, da criação de valores alternativos para os parâmetros escolhidos e, por fim, passos de simplificação matemática e geométrica. A estrutura aberta do ambiente permite uma ampla variedade de aplicações em pesquisa, prática e educação. A metodologia de validação proposta baseia-se no conceito de que a contextualização dos resultados obtidos representa a mais importante contribuição para a orientação de projeto no EADS. Este trabalho confronta pares de resultados, representando a mudança de projetos arquitetônicos similares originados em dois modelos de entrada diferentes, visando avaliar a precisão de seus correspondentes. No estudo de caso, um SIM, proveniente de um modelo de projeto detalhado, é criado de acordo com as regras de simplificação descritas no FORwARrDS. Os resultados são apresentados e analisados permitindo conclusões sobre as principais contribuições deste trabalho. O trabalho apresenta uma ferramenta útil para o desenvolvimento de metodologias de simplificação de modelos e EA para arquitetos durante EADS. / Today’s buildings are responsible for about 40% of the global energy demand. To reduce energy consumption by using Energy Assessment (EA) methods, the Early Architectural Design Stages (EADS) are especially suitable to implement the best cost-benefit measures. To integrate EA into EADS, two main challenges must be simultaneously tackled: (a) the architect-(un)friendliness of computational models and (b) the results’ reliability. To accomplish both goals a Framework for Energy Assessment Tools in Early Architectural Design Stages (FORwArDS) and a validation methodology, Relative Validation (RV), is presented. FORwArDS feature three components: Input Model, Assessment Model, and Output Model, but focuses on the creation of a Simplified Input Model (SIM) throughout parameters reduction, the creation of alternative values for the chosen parameters and exemplary mathematical and geometrical simplification steps. In the case study, a SIM is created according to the exemplary simplification rules described in FORwArDS, springing from a detailed project model; a validation procedure follows the proposed methodology. The results are presented, analyzed and conclusions are drawn regarding the framework’s and validation methodology’s contributions to the improvement of the EADS. The framework’s open structure and the applicability of the validation methodology to any simulation contribute to the discussion about the integration problems of energy assessment in EADS and present useful tools for the creation and test of model simplification methodologies and EA for architects during EADS.