O presente trabalho descreve os resultados de uma investigação sobre a modelagem e a análise via software de simulação, de problemas relacionados ao dimensionamento de equipamentos e determinação da capacidade de processamento em uma linha de produção de vidros laminados. Neste contexto utilizam-se métodos e técnicas que auxiliam na modelagem simplificada do sistema real sem, entretanto perder a "validação" dos dados obtidos após simulação. O escopo dos resultados deste trabalho compreende o processo de desenvolvimento do modelo de simulação propriamente dito e o desempenho deste modelo após execução do mesmo. O processo de montagem de um modelo é tão mais trabalhoso quanto mais complexo é o sistema. Neste trabalho foi montado um modelo com boa capacidade e qualidade de representação do sistema real, sendo que através de testes estatísticos de validação se comprovou este fato. Dados valiosos sobre o funcionamento do sistema foram obtidos de forma muito mais rápida e menos cara, do que se comparado à tentativa de obtenção destes dados, no sistema real. O uso de técnicas de experimentação produziu resultados os quais foram analisados estatisticamente, fornecendo subsídios para o entendimento do funcionamento do sistema, e possibilitando a obtenção dos objetivos específicos deste trabalho de forma clara. As conclusões finais apresentadas neste trabalho, principalmente às que se referem ao dimensionamento de filas em processo, não seriam passiveis de obtenção por outra técnica se não a simulação, dado a complexidade do processo de produção.

Fractal traffic models capture uniquely statistical scaling characteristics and the burstiness of the real network traffic. The impact of such traffic models on existing networks has been studied extensively in the related literature and the relevance of such analysis to dimension the necessary resources and evaluate correctly the performance of these systems using computational simulation is well-known. On the other hand, the project of network algorithms already taking into account these models possesses several open issues due to the constant evolving network technologies. The design of high-speed networks considering fractal traffic models is the objective of this work and in order to illustrate the extension of the universe of possible applications, several different network scenarios were chosen: traffic monitoring applied to an intrusion detection system, traffic regulation to maintain the necessary quality of service in a domain according to some service level agreement, arriving traffic conformation at the entrance of an optical network domain and the planning of the necessary bandwidth for a satellite-based network carrying Internet traffic. In this work, important contributions were obtained for the previous enumerated scenarios: statistical process controls to monitor fractal sequences were developed; the leaky bucket, a traditional traffic regulator, was extended to be able to deal with fractal traffic; approaches to plan burst assembly algorithms, a class of traffic shaping mechanisms of optical burst switching networks, were introduced for the case when the incoming traffic is fractal and an estimative of the necessary bandwidth of a satellite-based demand-assignment multiple access system receiving fractal traffic at its entrance was obtained. All the presented results were theoretically and numerically studied. The results show the superior performance of the proposed solutions compared with existent techniques when the local traffic is fractal.

Este trabalho apresenta uma simulação numérica da propagação de fumaça no interior do compartimento de carga dianteiro de uma aeronave Boeing 707 (B707) utilizando a técnica de CFD. As equações de conservação da Energia, da Massa, da Quantidade de Movimento e Concentração de Espécies (fuligem, CO e CO2) são resolvidas numericamente considerando as espécies como Escalares Passivos. A turbulência é tratada com base na hipótese de viscosidade turbulenta empregando-se o modelo k - e. Realizável. Para validar o procedimento do modelo proposto, são comparados os resultados numéricos utilizando o código Fluent e os experimentais fornecidos pelo FAA e também os resultados de simulação em CFD obtidos a partir de um código desenvolvido em parceria entre o FAA e a empresa Sandia National Laboratories. Um estudo de refinamento de malha é também apresentado com o intuito de garantir uma solução de compromisso entre qualidade dos resultados numéricos e o tempo computacional gasto. O modelo aqui apresentado tem potencial para ser utilizado no processo de certificação de aeronaves, diminuindo o número de ensaios típicos de fumaça exigidos pelos órgãos certificadores.

O objetivo deste trabalho é apresentar aspectos e diretrizes para a modelagem de túneis e estruturas subterrâneas pelo Método dos Elementos Finitos. Secundariamente, existe a proposta de se verificar a adequabilidade do programa TOCHNOG como uma ferramenta computacional para a resolução de problemas de natureza geotécnica. Uma revisão bibliográfica sobre as práticas correntes de previsão de comportamento do solo frente às escavações é apresentada com o intuito de subsidiar as análises numéricas. São abordadas questões sobre o comportamento do suporte da escavação e métodos de obtenção de esforços solicitantes, bem como sobre modelos constitutivos comumente utilizados em análises numéricas. Simulações numéricas são realizadas com o intuito de fornecer subsídios para a modelagem e o refinamento de uma malha de elementos finitos, além de critérios para utilização de elementos sólidos e de viga. O fluxo de tensões principais no suporte da escavação é estudado com o objetivo de subsidiar a concepção da geometria de uma escavação e dirimir dúvidas quando ao emprego do arco invertido provisório em túneis em solos. Por fim, uma retro-análise do Túnel Paraíso do Metrô de São Paulo é realizada, empregando-se os modelos constitutivos de Mohr-Coulomb e Cam-Clay Modificado para representar o solo e a técnica de amolecimento de miolo para reproduzir o efeito tridimensional do arqueamento de tensões. Comentários são realizados com o objetivo de fomentar futuras pesquisas na área.

Neste trabalho é feito um estudo comparativo entre dois algoritmos de identificação de estrelas desenvolvidos para um sensor de estrelas autônomo de campo largo em projeto no INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. A comparação é realizada com base nas especificações técnicas deste sensor de estrelas, cujas principais características são: campo de visada quadrado de 25,5 x 25,5 , matriz fotodetectora de 1024 1024 pixels de tecnologia CMOS-APS e precisão na determinação de atitude de segundos de arco. Esta comparação teve como objetivo validar, em parte, a arquitetura de hardware escolhida para o sensor de estrelas, assim como verificar os pontos fortes e fraquezas de cada um dos algoritmos de identificação de estrelas testados, possibilitando melhorias futuras. Foram realizadas várias simulações por computador com os algoritmos sob teste, tanto através de um computador pessoal compatível com IBM-PC, como através de um simulador capaz de executar código compilado para o processador escolhido para o sensor estelar. Foram avaliados itens como taxa de sucesso, taxa de identificações errôneas, tempo de execução e quantidade de memória utilizada. Foi também realizado um estudo preliminar sobre a influência da área do campo de visada no desempenho dos algoritmos testados, através do uso de um campo de visada reduzido de 20 x 20 .

Neste trabalho é desenvolvida a estimação paramétrica de derivadas de estabilidade e controle para a aeronave AT-26 4509 do GEEV através da aplicação do método do erro de saída com otimização por Levenberg-Marquardt a dados reais de ensaios em vôo. O modelo adotado para a dinâmica da aeronave, denominado neste trabalho de global, possui 6 graus de liberdade e emprega equacionamento não-linear, compreendendo o conjunto de equações de estado. Como equações de saída, são apresentadas as expressões que modelam as medidas esperadas nos sensores. São selecionados os sensores das grandezas físicas mais relevantes para as manobras. A partir das equações de estado e saída e dos valores medidos pelos sensores, são definidos os parâmetros a serem estimados e é aplicada a metodologia de estimação. O processo é operacionalizado através de um programa de computador em ambiente MATLAB 6.5, que apresenta versão com interface gráfica e integrada a um pacote de estimação pré-existente. Utilizando-se como plataforma uma aeronave AT-26 instrumentada, são executadas manobras definidas com base na necessidade do modelo dinâmico empregado e no envelope da aeronave, levantado-se os dados necessários para o programa de estimação. Após processo iterativo de ajustes das estimativas iniciais e de combinação de modelos dinâmicos, chega-se aos resultados da estimação com modelo global, que são analisados e validados com base em programa de referência, comprovando-se a adequação de todo o processo de estimação apresentado.

Para a certificação de uma nova aeronave ée necessário se proceder ao chamado teste de fumaça. O objetivo deste teste ée aferir a verdadeira capacidade dos equipamentos de evacuação da cabine de passageiros, no caso eventual de entrada de fumaça na mesma. Em geral, tal procedimento ée experimental, o que torna o custo consideravelmente alto, devido a construção do modelo além do elevado número de homens-hora necessário. Nessas condições, através de simulações numéricas pode-se baratear sobremaneira o processo como um todo, tanto no que concerne à otimização do modelo a ser construído quanto aos ensaios a serem realizados. O presente trabalho desenvolve em sua forma básica, um procedimento numérico para simulação de escoamento de fumaça em cabine de passageiros de uma aeronave comercial de transporte. Para tanto, utilizou-se o pacote comercial aerotermodinâmico para cálculo de escoamentos, FLUENT. Simulou-se inicialmente o escoamento laminar, e em seguida o caso turbulento. O foco principal foi simular numericamente o modelo em regime permanente. Entretanto, para se ter uma idéia do tempo total de entrada que resultasse em uma densidade relativa de fumaça crítica, foi simulado também um caso transiente.

Inserido no contexto do controle ambiental de cabine das aeronaves, este trabalho tem por objetivos a construção de um modelo matemático do sistema de controle de pressão da cabine e simulação do mesmo para algumas condições de interesse em projeto. O desenvolvimento do modelo ée baseado em um documento de recomendação da SAE (ARP 1270) com adoção de algumas modificações, tendo em vista a aplicação do modelo a uma aeronave de estudo com fins acadêmicos. Obtido o sistema de controle de pressão de cabine para esta aeronave, são simulados um caso de operação em vôo normal (subida, cruzeiro e descida) e alguns casos de falha do sistema. O primeiro evento de falha corresponde ao travamento da válvula de exaustão na posição totalmente aberta, ocasionando despresurização de cabine. O segundo caso refere-se ao travamento da mesma na posição fechada, com aumento progressivo da pressão de cabine, e o terceiro a perda total do sistema pneumático, outro caso de despressurização. Os casos analisados acima são de grande interesse na análise inicial do sistema, permitindo o projeto preliminar do perfil de descida de emergência da aeronave (caso de despressurização) e da válvula de segurança contra grandes diferenciais de pressão na cabine pressurizada (caso de falha fechada da válvula de exaustão).

O sistema produtivo de fabricação de cilindros de laminação de aço plano é caracterizado por uma produção complexa e sob encomenda. A concorrência entre os fabricantes deste produto é de nível global. Devido a isto, o atendimento de entrega dos cilindros ao cliente é fundamental, pois qualquer atraso paralisa a linha de produção das principais siderúrgicas mundiais (Arcelor, CSN, Usiminas, Posco, Hylsa, Ussteel, Dofasco, Corus, Mittal, etc) ocasionando grandes prejuízos. A Aços Villares S.A. é o terceiro maior fabricante mundial deste produto, exportando cerca de 80% de sua produção para as principais siderúrgicas. Para que o processo de exportação ocorra normalmente é importante que a assertividade do processo produtivo tenha um excelente desempenho, para que o cliente final receba o produto no prazo acordado. Portanto o objetivo principal deste trabalho foi apresentar a aplicação dos conceitos da Teoria das Restrições, Programação Linear Inteira (PLI) e Simulação em um modelo integrado com a finalidade de melhorar o atendimento de prazo junto aos clientes. Como resultado, obteve-se a otimização do processo produtivo, com o foco no gerenciamento da restrição, que ocasiona a redução das filas de espera e do lead time, melhorando o atendimento ao cliente em uma empresa de produção não seriada.

No presente trabalho são apresentadas simulações bi e tridimensionais de escoamentos em canais com expansão brusca, usando dinâmica de fluidos computacional (CFD). O objetivo é analisar as zonas de recirculação formadas à jusante da expansão para escoamentos laminares. As configurações geométricas são baseadas em trabalhos experimentais com razão de expansão (ER) igual a 1,9423 e razão de aspecto (AR) igual a 36 e com ER=2 e AR=8. Resultados de escoamentos bidimensionais (assumindo hipótese de bidimensionalidade no plano central do canal) e tridimensionais com AR=36 são apresentados para valores de Reynolds abaixo de 2500. Também são apresentados resultados tridimensionais com AR=8 para números de Reynolds abaixo de 400. O conjunto de equações diferenciais parciais (continuidade e quantidade de movimento) foi resolvido usando os métodos numéricos de elementos (Petrov-Galerkin compensado) e volumes finitos (upwind de 1 e 2 ordem) com um algoritmo não permanente, obtendo soluções estáveis permanentes com t?8. Os estudos de malha de volumes finitos mostraram que o elemento quadrilateral uniforme apresenta resultados mais coerentes com os experimentais. Comparando os resultados das simulações bidimensionais e tridimensionais (AR=36) com os experimentais da literatura, os resultados bidimensionais para x1/s apresentam melhor concordância com os experimentais. No entanto, os resultados tridimensionais apresentaram melhor concordância com os resultados experimentais para as outras zonas de recirculação. Portanto, as diferenças encontradas entre os resultados experimentais e numéricos não são devidas aos efeitos tridimensionais não capturados pelo modelo numérico bidimensional. As discordâncias podem estar sendo causadas por fenômenos não relatados nos trabalhos experimentais.