Doenças cardiovasculares são a causa de um grande número de mortes em todo o mundo. Nos casos terminais da doença cardíaca grave, o transplante é a melhor conduta. Contudo, por falhas no sistema de captação de órgãos, o número de pacientes em fila de espera é maior que a oferta de órgãos e aproximadamente 30% desses pacientes morrem no aguardo. Devido ao fato, o projeto de dispositivos de assistência ventricular, que atuem como "ponte para o transplante", é o grande desafio para a bioengenharia. No projeto desses dispositivos a simulação por computador se apresenta como ferramenta indispensável, agilizando a análise e a depuração, minimizando os custos e o número de cirurgias experimentais. Assim, é de grande relevância uma ferramenta genérica que permita a simulação do sistema cardiovascular, operando conjuntamente com um dispositivo assistente. Nesta Tese é realizado um estudo hemodinâmico da assistência ventricular a partir da simulação do sistema cardiovascular humano. É proposta uma ferramenta de simulação, genérica e parametrizada, implementada no ambiente do simulador elétrico "PSPICE". Para isso, é construído um modelo análogo elétrico a parâmetros concentrados. A ferramenta proposta é avaliada por índices de desempenho hemodinâmico, através da simulação de alguns dispositivos assistentes de modelo conhecido. Também é estudado um novo dispositivo assistente que está sendo construído em nossos laboratórios. Este trabalho contribui para o desenvolvimento de um dispositivo assistente biventricular totalmente implantável, sendo parte integrante de um projeto pioneiro na área de circulação assistida.

Neste trabalho estuda-se a idéia de utilizar a lógica fuzzy no controle de tráfego gerado pelo serviço ABR (Available Bit Rate), proposto pelo Forum ATM. Neste tipo de controle, uma taxa explícita é calculada pelo comutador ATM e enviada de volta para a fonte através das células RM (Resource Management). Este cálculo é baseado na ocupação do fubber e no crescimento dessa ocupação utilizando um conjunto de regras lingüísticas. Utiliza-se um simulador de rede para implementar o algoritmo e são feitas várias séries de simulações. O algoritmo fuzzy apresenta melhor desempenho em relação ao tempo de transferência das células entre a fonte e o destino a partir de um determinado tamanho de buffer.

Com o crescimento do transporte aéreo e, consequentemente, do movimento dentro dos terminais de passageiros de aeroportos tornaram-se necessários estudos visando a otimização dos procedimentos operacionais e, também, um melhor aproveitamento das áreas disponíveis. Especificamente os objetivos desses estudos são: melhorar o atendimento ao usuário e reduzir os custo operacionais através da racionalização do número de posições de atendimentos ativas. Esta trabalho apresenta um estudo de avaliação de desempenho de componentes do terminal de passageiros utilizando técnicas de simulação, identificando possíveis estrangulamentos ou a existência de capacidade ociosa no sistema. Fornecendo então subsídios para proposta de alteração de leiaute ("layout") ou de procedimentos operacionais. para tanto é feita uma revisão teórica sobre terminais de passageiros, modelos de simulação e aplicações específicas em terminais de passageiros. Em seguida se apresenta os passos necessários para a modelagem e, ao final, duas aplicações práticas, uma no embarque e outra no desembarque.

Propõe-se no presente trabalho analisar, por meio de simulação, diferentes cenários da Área de Controle Terminal São Paulo (TMA-SP). Para tanto, utiliza-se o software SIMMOD, ferramenta computacional especialmente desenvolvida para simulação de operações em espaço aéreo e lado aéreo de aeroportos. O escopo da análise foi montado para operações em solo e em vôo que possuem como origem ou destino os Aeroportos de Congonhas, Guarulhos e Viracopos. Inicialmente foi realizada a modelagem da área objeto de estudo o que inclui a construção de rotas de chegada, saída e de todo o detalhamento das operações de taxiamento, estacionamento, pouso e decolagem das aeronaves. Cinco diferentes cenários foram criados inicialmente, cada um representando uma possível alternativa para diminuição de congestionamento e atrasos na TMA-SP. Tendo-se como base a avaliação dos resultados obtidos no estudo dos cinco cenários iniciais, foram propostos e analisados mais três cenários com redistribuição de demanda do Aeroporto de Congonhas para o Aeroporto de Guarulhos, como proposta de diminuição de congestionamentos e atrasos.

As turbinas a gás modernas estão sujeitas a requisitos muito rigorosos de desempenho, operacionalidade e durabilidade. Para atender estes requisitos, que são conflitantes, e para assegurar um projeto adequadamente ponderado, simulações dos comportamentos dinâmico e transitório do motor são necessárias durante os projetos do motor e do sistema de controle, bem como durante os ensaios de desenvolvimento. Isto garante a prevenção de problemas e reduz custos de desenvolvimento. Modelos de simulação de desempenho representativos do motor, que levam em consideração os efeitos dinâmicos e transitórios, são utilizados desde o início do projeto, tanto do motor propriamente dito como do sistema de controle, para permitir a escolha da melhor configuração do motor e a lei de controle mais adequada. A compatibilidade entre as partes do motor pode ser verificada, mesmo antes da fabricação, evitando erros que podem custar caro. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo de simulação de desempenho de turbinas a gás com capacidade para tratar a dinâmica não adiabática e a transferência de calor transitória do motor. Foram incluídos no modelo alguns aspectos conhecidos que afetam o comportamento dinâmico e transitório dos motores, tais como: transferência de calor gás-metal e variação na eficiência dos componentes devido à variação de folgas de topo. A capacidade de simulação da dinâmica não adiabática do modelo foi validada usando um método de diferenças finitas disponível na literatura. O modelo foi utilizado ainda para simular o desempenho dinâmico de uma turbina a gás com regenerador e foi observado que o volume e a transferência de calor no regenerador têm uma influência maior na dinâmica do motor que o atrito interno do regenerador. A capacidade de simulação de transitório não adiabático de turbinas a gás do modelo foi validada usando um modelo de simulação já consagrado da literatura. Os modelos foram utilizados na simulação do desempenho em regime transitório de um motor turbofan, de dois eixos e saída misturada, e os resultados obtidos apresentaram pouca diferença.

Este trabalho consiste na integração dos modelos computacionais já existentes de dinâmica de vôo, controle de vôo e de atuadores de superfícies de comando de uma aeronave em um sistema de simulação baseado na plataforma xPC Target do software Matlab. Esse sistema compreende um cluster de 4 computadores PC interligados. Um computador está encarregado da gerência dos demais e cada modelo é executado em um computador diferente, com comunicação via um barramento Arinc 429, um barramento CAN e um barramento próprio para Memória Compartilhada, além do barramento Ethernet para gerência. O objetivo é obter uma simulação distribuída mais realista do comportamento dinâmico de uma aeronave sujeita a distúrbios padrão e considerando-se também e dinâmica dos atuadores. Para tanto, foram investigados detalhes dos protocolos de comunicação dos componentes de hardware utilizados, avaliando-se inclusive os tempos de latência nos três barramentos de comunicação do cluster. Foram implementados modelos básicos para dinâmica da aeronave, para a geração do sinal de controle e simulação das perturbações. Procurou-se também apresentar os passos detalhados para que a continuidade do trabalho fosse estimulada, inclusive das ferramentas utilizadas do Matlab. Espera-se que o resultado deste trabalho venha contribuir para o estudo de futuros pesquisadores nas áreas de engenharia aeronáutica, controle e automação, propiciando um ambiente distribuído e realista de simulação.

As baterias são componentes fundamentais para o funcionamento de qualquer avião, desde a partida elétrica dos motores de propulsão até o fornecimento de energia nos casos de emergência elétrica. Portanto é importante que o projetista conheça o comportamento das baterias que poderão ser selecionadas para uso no avião nas suas várias condições de operação - temperatura ambiente, corrente de operação e profundidade de descarga. Tipicamente os fornecedores de baterias aeronáuticas, através de um software proprietário, disponibilizam as curvas de tensão da bateria no tempo assumindo que a corrente de descarga e a temperatura são constantes e que a bateria está plenamente carregada. Este trabalho mostra como as curvas de tensão da bateria disponibilizadas pelo seu fabricante podem ser usadas para gerar um modelo de descarga da bateria e como esse modelo pode ser validado. De posse desse modelo o projetista pode simular o comportamento da bateria em várias condições de operação que não são possíveis com o software fornecido pelo fabricante, como por exemplo, temperatura ambiente, corrente de descarga variáveis e bateria parcialmente carregada. Como estudo de caso este trabalho gera o modelo de descarga para uma certa bateria aeronáutica de níquel-cádmio, valida esse modelo usando as curvas fornecidas pelo fabricante e simula o comportamento dinâmico da bateria em uma emergência elétrica para diferentes tipos de carga - resistência constante, potência constante e corrente constante. Os resultados da simulação são coerentes com os resultados esperados.

Este trabalho propõe uma nova abordagem para a análise dinâmica e projeto do Sistema de Controle do Veículo Lançador de Satélites (VLS). Esta nova abordagem, denominada Simulação Inversa permite obter as entradas de controle das tubeiras móveis do VLS de forma que o veículo siga uma pré-determinada trajetória. Atualmente os projetos são baseados em modelos teóricos e simulações diretas realizadas em computadores analógicos e digitais e por fim em uma simulação do tipo Hardware-in-the-Loop. A Simulação Inversa pode ser aplicada com o intuito de rastrear entradas responsáveis por comportamentos oscilatórios nas saídas temporais da Simulação Diretas. As dinâmicas não modeladas ou não consideradas podem ser apontadas na análise da Simulação Inversa visto que tais modelos podem ser implementados nas equações dinâmicas do veículo e em seguida colocados no processo de análise da simulação Inversa. A Simulação Inversa tem sido aplicada com frequência a veículos aeronáuticos e navais, mas nada ainda a respeito de aplicações em veículos lançadores ou de sondagem. Isso posto, esta nova abordagem aplicada às Equações do Movimento do VLS proporcionará uma nova ferramenta de análise no âmbito de Engenharia de Sistemas e de Sistemas de Controle, permitindo alterar características elétricas, mecânicas e aerodinâmicas do veículo.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a ampliação da capacidade do check-in de terminais aeroportuários através da utilização de tecnologias para o processamento de passageiros. As tecnologias podem ser utilizadas para aumentar a capacidade aeroportuária, a qualidade de serviço e a segurança do processamento de passageiros, com investimentos mínimos em infraestrutura. Com a automatização do processamento de passageiros, estes são atendidos mais rapidamente, reduzindo o tempo de espera, o tamanho da fila e, consequentemente, reduzindo o espaço necessário para o processo. Uma pesquisa de campo no aeroporto de Congonhas foi realizada de modo a comparar o check-in tradicional e o de autoatendimento de uma companhia aérea, medindo-se o tempo de atendimento de cada processo. Os dados foram analisados estatisticamente e, posteriormente, foi construído um modelo próximo da realidade. Através da modelagem computacional pode-se simular a realidade de um sistema e propor novos cenários para aumentar a eficiência do processo. Os resultados indicam que com uma utilização maior das tecnologias no aeroporto, há uma diminuição significativa no tamanho e no tempo da fila. Se 20% dos usuários do balcão da companhia aérea pesquisada em Congonhas passassem a utilizar o totem, haveria uma queda de 36% no tempo médio de fila e de 53% no tamanho médio da fila do balcão convencional.

Este trabalho apresenta a análise de tensões e deslocamentos de uma fuselagem semi-monocoque através do método dos elementos finitos. Os diversos modelos utilizados nas análises possuem variações a partir de dois modelos básicos. O primeiro modelo considera o modelamento de cavernas e reforçadores como elementos de barra. O segundo modelo considera que somente os reforçadores devem ser modelados com elementos de barra; as cavernas, neste modelo, são modeladas com elementos de placa. As variações consideradas são: modelamento e não modelamento dos shear clips, presença e ausência de offsets nos reforçares e discretização da malha (malhas mais grosseira e malhas mais refinidas). Os resultados obtidos mostram que a quantidade e qualidade da malha influenciam muito mais os resultados do que presença ou não de offsets. Modelos com mesma malha, porém com diferença entre os offsets, possuem resultados muito próximos. A modelagem ou não dos shear clips influência na rigidez da estrutura e conseqüentemente deve ser modelado para melhor representar a estrutura real.