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Simulador multi-axial

Brito, Tiago Teixeira de Sousa January 2011 (has links)
Versão final / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica (Automação). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011
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CPN simulation-based test case generation from natural language requirements

SILVA, Bruno Cesar Ferreira 05 September 2016 (has links)
Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2017-12-04T18:10:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) bcfsDissertationvFinal5.pdf: 1922556 bytes, checksum: 47cd71107f5450414e172d96bd4454ed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-04T18:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) bcfsDissertationvFinal5.pdf: 1922556 bytes, checksum: 47cd71107f5450414e172d96bd4454ed (MD5) Previous issue date: 2016-09-05 / Software Engineering faces challenges such as difficulty in understanding the user needs, ambiguous specifications, poorly defined requirements and therefore problems in interpreting the system requirements. Model-based testing (MBT) is presented as an alternative for solving these problems by using (semi-)formal methods, in the specification, modelling or analysis of requirements, as well as by automatically generating test cases. This work proposes and implements a test generation strategy from Natural Language (NL) requirements via translation into Coloured Petri Nets (CPN), an extension of Petri Nets that supports model structuring. This strategy extends previous work on the NAT2TEST framework, which involves syntactic and semantic analyses of NL requirements and the generation of Data-Flow Reactive System (DFRS) as an intermediate representation, from which target formal models can be obtained for the purpose of test case generation. Our contributions include a systematic translation of DFRSs into CPN models, besides a strategy for test generation. We illustrate our overall approach with a running example. Therefore, this work presents a variant for the NATural Language Requirements to TEST Cases (NAT2TEST) strategy, in which the Coloured Petri Nets (CPN) is used as an intermediate model. The NAT2TEST strategy, which is applicable to discrete or continuous systems, consists of five phases: syntactic and semantic analyses, DFRS generation, CPN generation, and generation of test cases. The approach proposed here, which is based on Petri Nets simulation, has as benefit the maturity of the theory and tools related to CPN. Moreover, there are available resources for analysing structural and behavioural properties of the model. The process is automated by the NAT2TEST tool until the DFRS generation. The model translation from the DFRS to the CPN is automated by Spoofax framework. Finally, the test cases generation occurs automatically via simulations held in the CPN Tools. Our strategy was evaluated considering examples from the literature (Vending Machine and Nuclear Power Plant) and the aerospace industry (Priority Control). We analysed performance and the ability to detect defects generated via mutation. In general, our strategy outperformed the considered baseline: random testing. We also compared our strategy with the CSP version. / A Engenharia de Software possui desafios clássicos como dificuldade no entendimento das necessidades dos usuários, especificações ambíguas, requisitos mal definidos e, portanto, problemas na interpretação destes. A utilização de testes baseados em modelos (MBT) apresenta-se como alternativa para solução destes problemas, através do uso de métodos (semi)formais, seja na especificação, modelagem ou análises de requisitos, bem como na geração automática de casos de testes. Este trabalho propõe e implementa uma estratégia de geração de testes a partir de requisitos escritos em linguagem natural (NL) através da tradução para modelos em Redes de Petri Colorida (CPN), uma extensão de Redes de Petri que incorpora estruturação de modelos. Esta estratégia estende um trabalho anterior (NAT2TEST framework), que envolve análises sintática e semântica de requisitos em linguagem natural (NL) e geração do modelo de sistemas reativos baseados em fluxos de dados (DFRS) como uma representação intermediária, a partir do qual outros modelos formais podem ser obtidos com o propósito de geração de casos de testes. Nossa contribuição inclui uma tradução sistemática de DFRSs para modelos CPN, assim como uma estratégia para geração de testes. Ilustramos nossa abordagem através de um exemplo prático. Assim sendo, este trabalho apresenta uma variante da estratégia NAT2TEST, na qual formalismo intermediário é Redes de Petri Colorida (CPN), sendo aplicável a sistemas discretos e contínuos, e que consiste de cinco etapas: análises sintática e semântica, gerações dos modelos DFRS e CPN e de casos de testes. A abordagem empregada, através da simulação de Redes de Petri, tem como benefícios a maturidade da teoria e das ferramentas associadas a CPN, além de permitir a análise de propriedades estruturais e comportamentais do modelo. A ferramenta NAT2TEST já automatiza a tradução de requisitos em linguagem natural na notação do DFRS. A tradução do modelo DFRS para o formalismo CPN é uma primeira contribuição do presente trabalho e foi automatizada através do ambiente Spoofax. A geração dos casos de testes foi desenvolvida, de forma automatizada, através de simulações realizadas na ferramenta CPN Tools. A estratégia aqui proposta foi avaliada considerando exemplos da literatura (Vending Machine (VM) e Nuclear Power Plant (NPP)) e da indústria aeroespacial (Priority Control (PC)). Foram analisados o desempenho e a capacidade de detectar defeitos gerados através de operadores de mutação. Em geral, a nossa estratégia apresentou melhores resultados do que a referência adotada: testes aleatórios. A estratégia também foi comparada com a versão que utiliza Communicating Sequential Processes (CSP) como modelo formal intermediário e apresentou melhor desempenho nos três estudos realizados. Em um deles, encontrou a mesma quantidade de defeitos, sendo superior nos demais.
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Desenvolvimento tecnológico de um filtro de areia para irrigação localizada / Technological design of a sand filter for localized irrigation

Mesquita, Marcio, 1980- 24 August 2018 (has links)
Orientador: Roberto Testezlaf / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-24T05:47:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mesquita_Marcio_D.pdf: 9242210 bytes, checksum: 01b3ff5b3006dbb1e240ffc605b33110 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A falta de desenvolvimento técnico de projetos para filtros de areia utilizando ferramentas tecnológicas de engenharia limita a otimização das suas configurações e restringe o seu funcionamento eficiente, trazendo prejuízos energéticos, econômicos, e tornando mais longo o caminho para o aparecimento de inovações no processo de filtragem da água para a irrigação. Buscando contribuir para o desenvolvimento tecnológico e científico de um modelo de filtro de areia o objetivo geral dessa pesquisa foi contribuir para o aprimoramento do projeto estrutural desses equipamentos, colaborando com a padronização dos seus parâmetros de operação e gerando informações que auxiliem fabricantes no aperfeiçoamento de seus modelos de filtros. A metodologia dessa pesquisa foi divida em quatro etapas: (1) validação do uso da fluidodinâmica computacional em análises hidráulicas para filtros de areia; (2) análise do comportamento hidrodinâmico de modelos comerciais de placas difusoras e drenos no escoamento interno de filtros de areia; (3) projeto e dimensionamento de modelos originais de placa difusora e de dreno; e (4) construção e avaliação hidráulica de um protótipo de filtro de areia. Os resultados indicaram que, para as condições experimentais ensaiadas, a modelagem numérica parametrizada simulou com precisão o comportamento do escoamento de filtros de areia. O modelo de placa difusora projetada reduziu significativamente a velocidade do fluxo de entrada no filtro e aumentou a homogeneidade da distribuição das linhas de escoamento sobre a superfície do leito poroso. O protótipo de dreno proposto possibilitou a formação de linhas de fluxo radial e perpendicular na região de atuação do acessório, reduzindo o aparecimento de pontos de estagnação e vórtices e diminuindo a turbulência na entrada das suas aberturas. Adicionalmente, a proposição de um arranjo espacial para o sistema de drenagem aumentou a área efetiva de atuação de cada dreno, possibilitando uma expansão mais uniforme e homogênea do leito filtrante durante o fluxo ascendente e requerendo menores velocidades de fluidização para efetivação da retrolavagem. O protótipo de filtro de areia, desenvolvido a partir da aplicação das ferramentas de CFD, apresentou menor perda de pressão em relação aos equipamentos comerciais e para as condições de ensaios a que foram submetidos. Sobretudo, esse estudo permitiu validar a hipótese do emprego de ferramentas de CFD no projeto das dimensões, formato e o arranjo estrutural da placa difusora e de drenos em filtros de areia visando à melhor distribuição das linhas de fluxo, redução da perda de pressão durante os processos de filtragem e retrolavagem, diminuição das deformações superficiais da camada filtrante e maior homogeneidade de fluidização do leito durante a retrolavagem. Dessa forma, a técnica de fluidodinâmica computacional (CFD) mostrou-se adequada para projetos de novos componentes estruturais de filtros de areia, assim como para estudos sobre a sua dinâmica de funcionamento e operação / Abstract: The deficiency of technological development on sand filters design using engineering technological tools restricts its structure optimization and operation effectiveness, causing energy and economic losses. This condition contributes to make the upgrades in the irrigation filtration science a longer path. Searching to help the technological and scientific development of a sand filter model the objective of this research was to contribute to the structural design improvement of these equipment, collaborating with the standardization of its operating parameters and generating information to help manufacturers to improve their filter models. The research methodology was divided into four steps: (1) validation of the use of computational fluid dynamics in sand filters hydraulic analyzes; (2) analyses of the hydrodynamic behavior of commercial model of diffuser plates and drains in the sand filters inner flow; (3) design of innovative models of diffuser plate and drain; and (4) construction and hydraulic evaluation of a prototype of a sand filter. The results indicated that for the defined assessment conditions, the parameterized numerical model simulated the flow process with significant accuracy the sand filter hydrodynamic. The designed diffuser plate reduced significantly the filter inflow, increasing the uniformity the flow lines distribution on the porous media surface. The proposed underdrain model allowed the establishment of radial and perpendicular flow lines in the operating area near the drain, reducing the occurrence of stagnation points and vortexes and the turbulence close to the slots. The projected spatial arrangement of the drainage system increased the effective operation area of each drain, resulting in uniform and homogeneous expansion of the filter bed during the upward flow and requiring lower fluidization velocities values to accomplish the backwash process. The sand filter prototype, developed from the application of CFD tools, reduced the pressure loss in the trials conditions comparing to evaluated commercials equipment. Mainly, this research validated the hypothesis of CFD¿s tools application in the design of the dimensions, shape and the structural arrangement of the diffuser plate and drains for sand filters. This methodology allowed accomplishing the homogenization of flow lines, reducing the pressure loss during the filtering and backwash processes, decreasing the media superficial deformations and increase the homogeneity of the bed fluidization during the backwash. Consequently, the computational fluid dynamics technique (CFD) showed suitable for design applications on new structural components¿ of sand filters, as well to study its functioning and operation¿s dynamics / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola
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Desenvolvimento de funções de pedotransferência e sua utilização em modelo agro-hidrológico / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models

Barros, Alexandre Hugo Cezar 25 August 2010 (has links)
Foram desenvolvidas funções de pedotransferência (PTF) para estimar os parâmetros (\'alfa\', n \'teta\'r e \'teta\'s) do modelo de Van Genuchten (1980) utilizado para descrever curvas de retenção de água no solo. Os dados utilizados foram provenientes de diversas fontes, principalmente de estudos realizados na região Nordeste pelas Universidades, Embrapa e Codevasf, totalizando 786 curvas de retenção, as quais foram divididas em dois conjuntos de dados: 85% para desenvolvimento das PTF; e 15% para teste e validação, considerados como dados independentes. Além do desenvolvimento das PTF de caráter generalizado para todos os solos, foram desenvolvidas PTF específicas para as classes Argissolos, Latossolos, Neossolos e Planossolos. As PTF foram desenvolvidas utilizando técnicas de regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise (forward e backward) para selecionar os melhores preditores. Duas PTF foram desenvolvidas: a) incluindo todos os preditores, densidade do solo, teores de areia, silte e argila e de matéria orgânica e b) apenas com os teores de areia, silte e argila. A avaliação estatística das PTF foi feita de acordo o coeficiente de determinação (R2), o índice de Willmott (d) e o índice confiança (IC). Para avaliação da estimativa do teor de água em potenciais matriciais específicos foi utilizado a raiz do erro médio quadrado (RMSE). A avaliação funcional das PTF paramétricas foi realizada examinando o seu desempenho no contexto do modelo SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). Os parâmetros s, r, e n desenvolvidos por meio de PTF para o modelo de Van Genuchten foram introduzidos no modelo SWAP para verificar a viabilidade da utilização de funções de pedotransferência para descrever atributos físico-hídricos do solo e previsão do rendimento agrícola. Essa viabilidade foi avaliada pelo desempenho do modelo comparando suas estimativas da produtividade agrícola com valores observados. Para os parâmetros e n da equação de Van Genuchten, as PTF demonstraram baixa capacidade preditiva, no entanto, para o parâmetro r a predição foi melhor. Em potenciais matriciais específicos (-10, -33 e -1500 kPa), a capacidade preditiva das PTF foi maior, o que possibilita a utilização em modelos de simulação que requerem apenas aproximações da capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível. O desempenho das PTF específicas por classes de solo foi similar ao da PTF Geral, evidenciando que o agrupamento de solos para desenvolver as PTF por classe foi pouco vantajoso. O desempenho na estimativa do teor de água no solo foi melhor para as PTF desenvolvidas com teores granulométricos, matéria orgânica e densidade do solo. Os resultados das simulações de rendimento agrícola utilizando PTF não diferem muito daquelas que empregam outros métodos. Além disso, aplicados em séries de dados mais prolongadas, os erros são reduzidos devido à inerente variabilidade espaço-temporal da produtividade. Palavras-chaves: Pedotransferência; Modelo; Simulação; SWAP; Feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Milho (Zea mays L.); Sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models Pedotransfer functions (PTF) were developed to estimate the parameters (,\'alfa\', n \'teta\'r and \'teta\'s) of the Van Genuchten (1980) soil water retention model. Data for 786 retention curves were obtained from several sources, mainly from studies from the Northeastern region of Brazil performed by universities, Embrapa and Codevasf. The data were divided in two groups: 85% of data for PTF development; and 15%, considered to be independent, for testing and validation. Besides development of general PTFs for all soils, for the classes Ultisols, Ferralsols, Entisols and Planosols specific PTFs were developed. Techniques of multiple regression, specifically the procedure stepwise (forward and backward) were used to select the best predictors. Two PTFs were developed: a) including all predictors (soil density and contents of sand, silt, clay and organic matter) and b) including only the contents of sand, silt and clay. The statistical performance of each PTF was evaluated from the coefficient of determination (R2), the Willmott index (d) and the confidence index (IC). To evaluate the prediction of soil water content at specific pressure heads, the root mean squared error (RMSE) was used. The functional evaluation of parametric PTFs was done examining performance of PTF estimated parameters in the context of the model SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). The parameters , n, r and s estimated through PTF were introduced in the model to evaluate, by comparison to observed yields, the performance of the PTF when its predictions were used to estimate agricultural productivity. The PTFs showed a low predictive capacity for parameters and n, however, for parameters r and s the fits were better. At specific pressure heads (-10, -33 and -1500 kPa), the predictive performance of the PTF was better, allowing the use in simulation models that require only values of field capacity, permanent wilting point and available water content. The performance of the specific PTF for soil classes was better than the general PTF, but the difference was small, showing that grouping of soils to develop PTF per class seems to be of little advantage. The results of the simulations of agricultural productivity, using PTF, are similar to those that use more traditional methods. Moreover, when applied in long data series the errors are reduced due to the inherent space-temporary variability of the productivity. Keywords: Pedotransfer; Model; Simulation; SWAP; Corn (Zea mays L.); Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)
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Um simulador para modelos de larga escala baseado no padrão scalable simulation framework (ssf) / A large-scale model simulator based on the scalable simulation framework (ssf)

Jahnecke, Alexandre Nogueira 06 July 2007 (has links)
Esta dissertação apresenta uma proposta de um simulador de modelos de larga escala para o Ambiente de Simulação Distribuída Automático (ASDA), uma ferramenta que facilita a utilização e o desenvolvimento de simulação distribuída e que vem sendo objeto de pesquisas e estudos no Laboratório de Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente (LaSDPC) do ICMC-USP. Tal simulador permite ao ASDA a construção de modelos e programas que simulam modelos de redes de filas de larga escala, operações estas que tornam a ferramenta ainda mais completa. O simulador é baseado no padrão público para simulação distribuída de larga escala denominado Scalable Simulation Framework (SSF). O protótipo do simulador desenvolvido é constituído de um programa cliente-servidor, mas podem ser observados três componentes principais: um compilador, que traduz os modelos escritos em linguagem de modelagem para linguagem C++; o módulo SSF que define a API utilizada pelos programas de simulação; e um módulo de execução, que executa os programas de simulação, analisa os resultados e os repassa para um gerador de relatórios. O simulador contribui ainda com mais estudos acerca de simulação, simulação distribuída e modelagem de sistemas utilizando as ferramentas desenvolvidas pelo grupo / This dissertation presents a proposal for a large-scale model simulator, that is integrated into the Automatic Distributed Simulation Environment (ASDA), a tool that supports the development of distributed simulation, and that has been under studies and investigations in the Laboratory of Distributed Systems and Concurrent Programming at ICMC-USP. The proposed simulator allows ASDA to support the development of models and programs that simulates large-scale queuing models, making ASDA more complete and efficient. The simulator is based on a public standard for large-scale distributed simulation named Scalable Simulation Framework (SSF). The simulator prototype that was developed is a client-server program in which we can observe three main components: one compiler, that translates the models written in a modeling language to a simulation program, written in C++ programming language; the SSF library, that defines the API that is used by the simulation programs; and a runtime environment, which runs the simulation programs, analyzes the results and sends the information to a report builder. The simulator prototype also aggregates to the simulation community more studies regarding simulation, distributed simulation, systems modelling using the internal tools developed by our group
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Desenvolvimento de funções de pedotransferência e sua utilização em modelo agro-hidrológico / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models

Alexandre Hugo Cezar Barros 25 August 2010 (has links)
Foram desenvolvidas funções de pedotransferência (PTF) para estimar os parâmetros (\'alfa\', n \'teta\'r e \'teta\'s) do modelo de Van Genuchten (1980) utilizado para descrever curvas de retenção de água no solo. Os dados utilizados foram provenientes de diversas fontes, principalmente de estudos realizados na região Nordeste pelas Universidades, Embrapa e Codevasf, totalizando 786 curvas de retenção, as quais foram divididas em dois conjuntos de dados: 85% para desenvolvimento das PTF; e 15% para teste e validação, considerados como dados independentes. Além do desenvolvimento das PTF de caráter generalizado para todos os solos, foram desenvolvidas PTF específicas para as classes Argissolos, Latossolos, Neossolos e Planossolos. As PTF foram desenvolvidas utilizando técnicas de regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise (forward e backward) para selecionar os melhores preditores. Duas PTF foram desenvolvidas: a) incluindo todos os preditores, densidade do solo, teores de areia, silte e argila e de matéria orgânica e b) apenas com os teores de areia, silte e argila. A avaliação estatística das PTF foi feita de acordo o coeficiente de determinação (R2), o índice de Willmott (d) e o índice confiança (IC). Para avaliação da estimativa do teor de água em potenciais matriciais específicos foi utilizado a raiz do erro médio quadrado (RMSE). A avaliação funcional das PTF paramétricas foi realizada examinando o seu desempenho no contexto do modelo SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). Os parâmetros s, r, e n desenvolvidos por meio de PTF para o modelo de Van Genuchten foram introduzidos no modelo SWAP para verificar a viabilidade da utilização de funções de pedotransferência para descrever atributos físico-hídricos do solo e previsão do rendimento agrícola. Essa viabilidade foi avaliada pelo desempenho do modelo comparando suas estimativas da produtividade agrícola com valores observados. Para os parâmetros e n da equação de Van Genuchten, as PTF demonstraram baixa capacidade preditiva, no entanto, para o parâmetro r a predição foi melhor. Em potenciais matriciais específicos (-10, -33 e -1500 kPa), a capacidade preditiva das PTF foi maior, o que possibilita a utilização em modelos de simulação que requerem apenas aproximações da capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível. O desempenho das PTF específicas por classes de solo foi similar ao da PTF Geral, evidenciando que o agrupamento de solos para desenvolver as PTF por classe foi pouco vantajoso. O desempenho na estimativa do teor de água no solo foi melhor para as PTF desenvolvidas com teores granulométricos, matéria orgânica e densidade do solo. Os resultados das simulações de rendimento agrícola utilizando PTF não diferem muito daquelas que empregam outros métodos. Além disso, aplicados em séries de dados mais prolongadas, os erros são reduzidos devido à inerente variabilidade espaço-temporal da produtividade. Palavras-chaves: Pedotransferência; Modelo; Simulação; SWAP; Feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Milho (Zea mays L.); Sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models Pedotransfer functions (PTF) were developed to estimate the parameters (,\'alfa\', n \'teta\'r and \'teta\'s) of the Van Genuchten (1980) soil water retention model. Data for 786 retention curves were obtained from several sources, mainly from studies from the Northeastern region of Brazil performed by universities, Embrapa and Codevasf. The data were divided in two groups: 85% of data for PTF development; and 15%, considered to be independent, for testing and validation. Besides development of general PTFs for all soils, for the classes Ultisols, Ferralsols, Entisols and Planosols specific PTFs were developed. Techniques of multiple regression, specifically the procedure stepwise (forward and backward) were used to select the best predictors. Two PTFs were developed: a) including all predictors (soil density and contents of sand, silt, clay and organic matter) and b) including only the contents of sand, silt and clay. The statistical performance of each PTF was evaluated from the coefficient of determination (R2), the Willmott index (d) and the confidence index (IC). To evaluate the prediction of soil water content at specific pressure heads, the root mean squared error (RMSE) was used. The functional evaluation of parametric PTFs was done examining performance of PTF estimated parameters in the context of the model SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). The parameters , n, r and s estimated through PTF were introduced in the model to evaluate, by comparison to observed yields, the performance of the PTF when its predictions were used to estimate agricultural productivity. The PTFs showed a low predictive capacity for parameters and n, however, for parameters r and s the fits were better. At specific pressure heads (-10, -33 and -1500 kPa), the predictive performance of the PTF was better, allowing the use in simulation models that require only values of field capacity, permanent wilting point and available water content. The performance of the specific PTF for soil classes was better than the general PTF, but the difference was small, showing that grouping of soils to develop PTF per class seems to be of little advantage. The results of the simulations of agricultural productivity, using PTF, are similar to those that use more traditional methods. Moreover, when applied in long data series the errors are reduced due to the inherent space-temporary variability of the productivity. Keywords: Pedotransfer; Model; Simulation; SWAP; Corn (Zea mays L.); Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)
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Um simulador para modelos de larga escala baseado no padrão scalable simulation framework (ssf) / A large-scale model simulator based on the scalable simulation framework (ssf)

Alexandre Nogueira Jahnecke 06 July 2007 (has links)
Esta dissertação apresenta uma proposta de um simulador de modelos de larga escala para o Ambiente de Simulação Distribuída Automático (ASDA), uma ferramenta que facilita a utilização e o desenvolvimento de simulação distribuída e que vem sendo objeto de pesquisas e estudos no Laboratório de Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente (LaSDPC) do ICMC-USP. Tal simulador permite ao ASDA a construção de modelos e programas que simulam modelos de redes de filas de larga escala, operações estas que tornam a ferramenta ainda mais completa. O simulador é baseado no padrão público para simulação distribuída de larga escala denominado Scalable Simulation Framework (SSF). O protótipo do simulador desenvolvido é constituído de um programa cliente-servidor, mas podem ser observados três componentes principais: um compilador, que traduz os modelos escritos em linguagem de modelagem para linguagem C++; o módulo SSF que define a API utilizada pelos programas de simulação; e um módulo de execução, que executa os programas de simulação, analisa os resultados e os repassa para um gerador de relatórios. O simulador contribui ainda com mais estudos acerca de simulação, simulação distribuída e modelagem de sistemas utilizando as ferramentas desenvolvidas pelo grupo / This dissertation presents a proposal for a large-scale model simulator, that is integrated into the Automatic Distributed Simulation Environment (ASDA), a tool that supports the development of distributed simulation, and that has been under studies and investigations in the Laboratory of Distributed Systems and Concurrent Programming at ICMC-USP. The proposed simulator allows ASDA to support the development of models and programs that simulates large-scale queuing models, making ASDA more complete and efficient. The simulator is based on a public standard for large-scale distributed simulation named Scalable Simulation Framework (SSF). The simulator prototype that was developed is a client-server program in which we can observe three main components: one compiler, that translates the models written in a modeling language to a simulation program, written in C++ programming language; the SSF library, that defines the API that is used by the simulation programs; and a runtime environment, which runs the simulation programs, analyzes the results and sends the information to a report builder. The simulator prototype also aggregates to the simulation community more studies regarding simulation, distributed simulation, systems modelling using the internal tools developed by our group
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Técnicas de computação paralela aplicadas ao método das características em sistemas hidráulicos = Parallel computing applied to method of characteristics in hydraulic systems. / Parallel computing applied to method of characteristics in hydraulic systems

Nascimento Júnior, Orlando Saraiva, 1981- 22 August 2018 (has links)
Orientadores: Vitor Rafael Coluci, Lubienska Cristina Lucas Jaquiê Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T12:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NascimentoJunior_OrlandoSaraiva_M.pdf: 5339800 bytes, checksum: f37d5c4041d5404f5f45d33c5af054c5 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Uma instalação hidráulica é um conjunto de dispositivos hidromecânicos e tubos com a função de transportar um fluido. O controle do escoamento deste fluido ocorre por meio de manobras nos dispositivos hidromecânicos. Uma investigação sobre o impacto das manobras destes dispositivos em uma instalação hidráulica pode evitar danos físicos ao sistema (como rompimento de tubos, por exemplo). Uma das formas de se investigar o efeito destas manobras é por meio da simulação. A simulação permite estudar um sistema hidráulico, que após uma manobra hidráulica sai de uma situação contínua (regime permanente inicial), entra em um estado transitório (regime transiente) para posteriormente entrar em uma nova situação contínua (regime permanente final). No regime de transiente hidráulico são formadas ondas de sobrepressão e subpressão internas na tubulação e que podem levar a danos. Um dos métodos mais aceitos para simulações de transiente hidráulico é o método das características, que permite transformar as equações diferenciais parciais que descrevem o fenômeno em um conjunto de equações diferenciais ordinárias. Dependendo do tamanho do sistema hidráulico (número e comprimento de tubos, número de dispositivos eletromecânicos, etc), o custo computacional pode ser elevado para se obter as informações sobre o comportamento do transiente. Neste trabalho aplicamos técnicas de computação paralela em placas de vídeos para processamento de propósito geral (GPU) e em multi-núcleos (OpenMP) para acelerar os cálculos do transiente hidráulico. Utilizamos um sistema hidráulico composto por um reservatório, uma válvula e um tubo e determinamos o ganho de desempenho em função do tamanho do tubo do sistema. A técnica OpenMP forneceu ganhos computacionais de até 3.3× enquanto a técnica envolvendo GPUs forneceu ganhos de 17×. Dessa forma, placas gráficas se mostraram muito interessantes para acelerar simulações de transientes hidráulicos com o método das características / Abstract: A hydraulic system is a set of hydromechanical devices and tubes designed to transport fluids through controlled operations. Investigating the impact of these operations on hydraulic systems can avoid physical damage to its parts (such as breakage of pipes, for example). One way to investigate these impacts is through computational simulations. The simulations allow to study a hydraulic system during initial and final steady states (after some device operation, for instance), and the transient state between them. During the hydraulic transient state, high and low pressure waves are formed in the tubes and are the main cause of tube damages. One of the most accepted methods for transient hydraulic simulations is the method of characteristics, which allows to transform the partial differential equations that describe the phenomenon in a set of ordinary differential equations. Depending on the size of the hydraulic system (number and length of tubes, number of electromechanical devices, etc), the computational cost to obtain information about the behavior of the transient can be large. In this work, we apply techniques of parallel computing involving video cards for general purpose processing (GPU) and multi-cores (OpenMP) to accelerate hydraulic transient calculations. We simulated a hydraulic system consisting of a reservoir, a valve and a pipe to determine the performance speedup as a function of the size of the pipe. The OpenMP technique provided computational speedup up to 3.3× whereas the GPU technique provided speedup of 17×. Therefore, our results indicated that GPUs are very interesting to accelerate hydraulic transients simulations using the method of characteristics / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia
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Modelos para análises de sistemas energéticos industriais aplicados a estudos de eficiência energética / Models for analysis of industrial energy systems applied to energy efficiency studies

Silva, Rafael Rodrigues da, 1980- 22 August 2018 (has links)
Orientador: Sergio Valdir Bajay / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T09:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RafaelRodriguesda_M.pdf: 6149797 bytes, checksum: 1c94ddf1de68213f0c9001cc01d09e45 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Sistemas industriais consumidores de energia são, em geral, complexos. Metodologias e ferramentas que facilitem o cálculo de potenciais de economia no consumo de energia térmica e elétrica são, portanto, de extrema importância. Nesse contexto, modelos de simulação de sistemas energéticos são bastante úteis para explicar o comportamento de sistemas complicados, que estão além da capacidade do cérebro humano compreender integralmente todas as suas características relevantes. Esse trabalho apresenta o contexto brasileiro de oportunidades para uso de softwares que se propõem a realizar a modelagem de sistemas energéticos industriais em alguns dos seus principais sistemas consumidores de energia: força motriz, ar comprimido, calor de processo, aquecimento direto, refrigeração e resfriamento, sistemas de bombeamento e sistemas de ventilação. São consideradas duas fontes de disponibilização desse tipo de ferramenta. A primeira é o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel), que possui softwares nacionais, em língua portuguesa, para análises de alguns dos sistemas listados anteriormente. A segunda é o U.S. Department of Energy (DOE), pela tradição do país no uso deste tipo de ferramenta com profissionais habilitados formalmente, pela língua inglesa que se torna cada vez mais comum no Brasil e também pela abundância de softwares gratuitos disponibilizados. Comparações quanto às complementaridades ou redundâncias de propostas, plataformas, idiomas, pacotes de unidades e profundidades das análises são efetuadas. Conjuntamente, para aprofundar as análises dos programas, são efetuados estudos de casos reais na indústria nacional com o uso de modelos de simulação. Foram selecionados inicialmente 25 modelos de simulação. Após a eliminação de modelos que faziam análises semelhantes, ou que apresentavam grandes dificuldades para a sua instalação, ou operação, sobraram 17 modelos, que possibilitam boas análises do desempenho energético de sistemas industriais envolvendo, sobretudo, motores elétricos, ar comprimido, calor de processo e aquecimento direto. A maior parte dos sistemas industriais com considerável potencial de economia de energia pode ser analisada por, pelo menos, um destes modelos. Nesse ambiente de modelos e simulações, também é apresentado um estudo sobre a aplicação de modelagem de otimização (matemática) para um sistema hipotético de ar comprimido / Abstract: In general, industrial energy systems are complex. Methodologies and tools which make easier the calculation of potential thermal and electric energy savings are therefore of utmost importance. Within this context, simulation models of energy systems are very useful in explaining the behavior of complicated systems, which are beyond the capacity of the human brain to fully understand all of their relevant features. This work presents the Brazilian context of opportunities in terms of software usage for modeling some of the major industrial energy systems: motors, compressed air, steam, process heating, process cooling, pumping systems, and ventilation systems. Two sources of this kind of software tool are considered. The first one is the Brazilian National Program for Energy Conservation (Procel), which has some national software, in Portuguese, capable of analyzing some of the energy systems previously listed. The second one is the U.S. Department of Energy (DOE), due to the country's tradition in using this kind of tools with recognized qualified specialists, the English language that is becoming increasingly present in Brazil and the abundance of free of charge software tools in the DOE's website. Comparisons are made regarding: redundancies and complementarities of the proposals, platform structures, languages, units and complexity of analysis. Additionally, real case studies in the Brazilian industry are made using simulation models. Initially, 25 simulation models were selected. After the elimination of models performing similar analyses, or being very difficult to install or operate, 17 models remained, which allow good energy performance analyses of industrial systems, particularly those comprising electric motors, compressed air, steam and process heating. Most of the industrial systems with large potential for energy savings can be evaluated by, at least, one of these models. A study about the application of mathematical optimization modeling for a hypothetical compressed air system is also presented / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

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