Motivados pela urgente necessidade de apoiar os estudos de estratégias, controle e combate a incêndios, principalmente em reservas florestais, desenvolvemos uma ferramenta computacional para auxiliar nessa tarefa. O nosso principal objetivo nesse trabalho foi elaborar um software, e realizar um primeiro estudo de caso, de simulação de incêndios na REBIO do Lago Piratuba AP. O trabalho foi desenvolvido em três etapas: primeiro, criamos um modelo lógico e matemático baseado na dinâmica de reações e na termodinâmica da combustão de uma árvore; segundo, implementamos um programa computacional em linguagem utilizada pelos profissionais da área de computação para torná-lo mais acessível ou portável; terceiro, realizamos um teste com imagens reais de satélite obtidas da REBIO do Lago Piratuba. Obtivemos imagens de incêndios simulados em florestas virtuais que demonstraram um alto grau de realismo ou semelhança com o que é observado em imagens reais. Também aplicamos o software em imagens reais da REBIO obtidas de satélite. Realizamos testes de propagação de incêndios nessas imagens sob a introdução de obstáculos naturais e artificiais para o fogo. Os resultados das imagens dinâmicas demonstram o efeito qualitativo esperado, mas a delimitação geométrica das áreas atingidas fica mais evidente com a observação precisa em escala no mapa, da extensão do fogo, e suas conseqüências, permitindo que parâmetros espaciais e temporais, úteis ao serviço de combate a incêndios, sejam medidos na simulação. / Motivated by urgent necessity to support the studies of strategies, controlling and combat to big fires, mainly in forest reserves, we develop a computational tool for assistance in this task. Our main goal in this work was to elaborate software, and to develop a first case study, that is fire simulation in the REBIO of the Lake Piratuba AP. We reached this goal in three stages: first, we created a logical and mathematical model about tree combustion dynamics of reactions and the thermodynamics; second, we implement a computational program in a professional language for becomes it accessible or portable; third, we carry through a test with actual images of satellite of the REBIO of the Piratuba Lake. We got fire images simulated in virtual forests that demonstrated a high degree of realism or similarity that it is observed in real images. We also applied this software in satellite images of REBIO. The results of the dynamic images demonstrate the expected qualitative effect, but the geometric delimitation of the reached areas is more evident with the precise fire extension visualization, in the map scale, and its consequences, allowing that space and time, useful parameters to the fireman service, are measured in the simulation.

Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Banca: Carlos Magnus Carlson Filho / Banca: Norian Marranghello / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova ferramenta de síntese para projetos de sistemas digitais denominada TAB2VHDL. A partir da descrição em diagrama de transição de estados de uma máquina finita, representada no modelo de Mealy, é gerada uma descrição otimizada do sistema na linguagem de VHDL. Elimina-se dessa forma a tarefa árdua com detalhes de projeto. A TAB2VHDL foi comparada com duas outras ferramentas disponíveis comercialmente. Foram projetados diversos chip-set de códigos de transmissão digital utilizados no setor de telecomunicações. Os resultados comprovaram o desempenho satisfatório com relação ao custo de implementação, ao tempo de execução e uso de memória. / Abstract: This paper presents a new synthesis tool for digital system projects called TAB2VHDL. From the description in states transition diagram of a finite machine, represented in Mealy's model, an optimized system description in VHDL language is generated. Therefore, it is eliminated an arduous task with project details. The TAB2VHDL was compared with two other available commercial tools. It was projected a sort of chip-set digital transmission codes, used in telecommunication sector. The results proved the satisfactory performance related to the implementation cost, to the time of execution and memory use. / Mestre

In this thesis, computational modelling and numerical simulations are developed for construction architecture, to make possible project configuration evaluations and testing of possible improvements, both in the pre-occupancy and in the post-occupancy phases, aiming at comfort of building environments. These improvements are introduced here by simple changes to original designs targeting the functional quality increasing of the buildings with low financial and environmental costs. Attention is paid, in this work, to the following comfort variables: air circulation (velocity field), temperature and pollutant concentration, considering radiation, convection and building envelope materials. A coupled mathematical model is presented for velocity, temperature and concentration variables through the conservation equations for mass, momentum, energy and species, and variable boundary conditions can be used. Numerical solutions for the mathematical model are obtained by a stabilyzed mixed finite element method that allows to deal with the diffulties in constructing approximation spaces for problems with internal constraint and non-linearities of the convective type. It is also proposed in this thesis a global circulation index capable of identifying, from the simulation results, the windd intensity by level ranges and by rooms. Changes are proposed to original internal environmentes through openings locations, wall shapes and outdoor volumes placements. Some wind-catcher models, typical from north Africa, are studied, and it is suggested here the potentiality of theis usage in the hot and dry regions of Brazil. The usefulness of this alternative system is also proposed and tested here for some buildings located in the city of Rio de Janeiro. / Nesta tese, modelagem computacional e simulação numérica são desenvolvidas para arquitetura, com o objetivo de permitir avaliação de configurações de projetos e testes de possíveis melhorias, tanto na fase pré-ocupacional, como na pós-ocupacional, visando conforto em ambientes construídos. Essas melhorias são aqui introduzidas a partir de alterações de simples execução sobre os projetos originais, objetivando o incremento da qualidade funcional das construções, a baixos custos financeiros e ambientais. Este trabalho, assim, atenta para as variáveis de conforto de circulação do ar (campo de velocidades), temperatura e concentração de poluentes levando em conta radiação, convecção e materiais da envoltória. É apresentado um modelo matemático acoplado para as variáveis velocidade, temperatura e concentração através das equações de conservação de massa, de momento, de energia e de espécies; e estão previstas condições de contorno variáveis. As soluções numéricas para o modelo matemático são aqui obtidas via um método estabilizado de elementos finitos mistos, que permite lidar com as dificuldades de construção de espaços de aproximação para problemas que envolvem restrições internas e não linearidades do tipo convectivo. Propõe-se também nesta tese um índice de circulação global capaz de, a partir dos resultados das simulações, identificar a intensidade de vento, por faixas e por ambientes. São propostas alterações em projetos originais de ambientes internos através de localização de aberturas, formato de paredes e posicionamento de volumes exteriores. São estudados alguns casos de captadores de vento típicos do norte da África e indica-se, aqui, sua potencialidade para regiões quentes e secas do Brasil. Sua utilização é também proposta e testada para algumas residências da cidade do Rio de Janeiro.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:51:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2245.pdf: 5872409 bytes, checksum: b12b83b426b4420e3e1477afb63c08df (MD5) Previous issue date: 2009-02-09 / This research aims at presenting the human modeling and simulation contextualized by Ergonomic Work Analysis (EWA) and Probable Future Activities to assist in the design of new workstations. Two case studies in which human simulation was applied using the software Jack were analyzed. The first case study concerns the design of a new attendance counter in a Governmental Postal Company. The second concerns the design of a workstation in the production line of surgical needles in an industry of hygiene and medical products. The results indicate the contributions and challenges of using such technology in projects aiming envisaging issues of health and productivity. The use of simulation together with the Ergonomic Work Analysis (EWA) enabled predicting probable future activities and the participation and integration of actors involved in these social process. / Esta pesquisa apresenta como a ferramenta computacional de Modelagem e Simulação Humana contextualizada pela Análise Ergonômica do Trabalho (AET) e pela análise da Atividade Futura Provável pode auxiliar nos processos de projeto de postos de trabalho. São analisados dois estudos de caso nos quais a Simulação Humana foi empregada com auxílio do software Jack (UGS Siemens). O primeiro estudo aborda a concepção de um balcão de atendimento em uma empresa pública de serviços postais. O segundo apresenta o desenvolvimento de uma estação de trabalho de abastecimento de agulhas cirúrgicas em uma empresa de manufatura de produtos relacionados as áreas de saúde e higiene. A partir dos resultados dos estudos de caso são explicitadas as contribuições e desafios da utilização dessa tecnologia em projetos de concepção, visando equacionar as questões do bem-estar humano e da produtividade. O uso da simulação, integrada ao processo de intervenção da AET, permitiu melhorar a antecipação das futuras atividades prováveis das novas situações de trabalho e auxiliou a integração e comunicação dos atores envolvidos nesses processos sociais.

Orientador: André Nunes de Souza / Banca: Ivan Nunes da Silva / Banca: Luiz Gonzaga Campos Porto / Resumo: O presente trabalho visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional confiável na análise e estimação dos níveis de tensões induzidas em linhas de distribuição. Neste contexto, utilizam-se ferramentas computacionais consolidadas, como o ATP (Alternative Transients Program), que combinado a um software desenvolvido em Visual Basic, permitem quantificar e avaliar o nível de sobretensões nas linhas de distribuição. Por meio de modificações nas técnicas clássicas de modelagem das descargas atmosféricas, foi possível a construção de um software em Visual Basic capaz de quantificar os valores das tensões induzidas em linhas de distribuição finitas. A avaliação dos níveis de sobretensões induzidas nas mesmas foi implementada pela associação deste software a um programa de simulação (ATP), a fim de se obter resultados fidedignos deste transitório. Tais resultados foram utilizados para se avaliar o desempenho das... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work aims at the development of a trustworthy computacional tool in the analysis and estimate of the levels of induced overvoltage in distribution network. In this context, consolidated computacional tools are used, as ATP (Alternative Transients Program), that combined with a software developed in Visual Basic (beginner's all-purpose symbolic instruction code), they allow to quantify and to evaluate the level of overvoltage in the distribution network. By the means of modifications in the classic techniques of modeling of the atmospheric discharges, the construction of a software in Visual Basic was possible to quantify the values of the induced overvoltage in a finite... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho objetiva a construção de estruturas robustas e computacionalmente eficientes para a solução do problema de deposição de parafinas do ponto de vista do equilíbrio sólido-líquido. São avaliados diversos modelos termodinâmicos para a fase líquida: equação de estado de Peng-Robinson e os modelos de coeficiente de atividade de Solução Ideal, Wilson, UNIQUAC e UNIFAC. A fase sólida é caracterizada pelo modelo Multisólido. A previsão de formação de fase sólida é inicialmente prevista por um teste de estabilidade termodinâmica. Posteriormente, o sistema de equações não lineares que caracteriza o equilíbrio termodinâmico e as equações de balanço material é resolvido por três abordagens numéricas: método de Newton multivariável, método de Broyden e método Newton-Armijo. Diversos experimentos numéricos foram conduzidos de modo a avaliar os tempos de computação e a robustez frente a diversos cenários de estimativas iniciais dos métodos numéricos para os diferentes modelos e diferentes misturas. Os resultados indicam para a possibilidade de construção de arcabouços computacionais eficientes e robustos, que podem ser empregados acoplados a simuladores de escoamento em dutos, por exemplo. / The objective of this work is to develop robust and computationally efficient frameworks devoted to the solution of the problem of paraffin deposition, from the point of view of the solid-liquid equilibrium. In this scenario, several thermodynamic models will be evaluated to the description of the behavior of the liquid phase: the Peng-Robinson cubic equation of state and the activity coefficient models of Ideal Solution, Wilson, UNIQUAC and UNIFAC. The solid phase is characterized by the Multisolid model. The formation of the solid phase is initially predicted by a thermodynamic stability test. Subsequently, the nonlinear algebraic system that describes the thermodynamic equilibrium and the material balance equations is solved by three numerical approaches: the multivariable Newton method, the Broyden method and the Newton-Armijo method. Several numerical experiments were conducted in order to evaluate computation times and robustness facing several scenarios of initial estimates of the numerical methods for various models and mixtures. The results indicate the possibility of construction of efficient and robust computational frameworks which can be used coupled with fluid flow simulators, for instance.

Petróleo Brasileiro S.A. / O presente trabalho aborda aspectos sobre o tratamento de águas oleosas, através de hidrociclones, em uma planta de processamento primário de petróleo. Apresenta o hidrociclone, sua utilização pela indústria do petróleo e os fenômenos de escoamento que ocorrem no seu interior. A partir das equações da conservação de massa e da quantidade de movimento linear, fazendo-se diversas considerações simplificadoras, chega-se a uma equação diferencial para a função corrente que, após ser trabalhada, possibilita a obtenção do conjunto de equações utilizadas como modelo para o cálculo da eficiência de separação do hidrociclone. Estudam-se algumas causas que fazem com que uma gota se deforme ou quebre, em seguida observam-se quais dessas causas são aplicadas no caso do escoamento no interior do hidrociclone, e desenvolve-se um modelo simplificado para a representação do fenômeno da quebra de gotas. Calcula-se uma nova eficiência de separação, levando-se em conta o fenômeno da quebra de gotas. Toda a modelagem computacional foi feita com a utilização do software MATLAB. / The present work approaches aspects of oily water treatment, by using hydrocyclones, in a petroleum primary processing plant. It shows the hydrocyclone, its utilization in the petroleum industry and the flow phenomena occurring within it. Starting from the mass conservation and linear momentum conservation equations, assuming some hypothesis, one writes a differential equation for the stream function that, after some work, provides a set of equations suited to use as a model for calculating the hydrocyclone separation efficiency. Some causes of the deforming and break-up of droplets are studied. Afterwards, it is investigated which of these causes apply to the flow inside of the hydrocyclone and, finally, a simple model representative of the droplet break-up phenomenon is developed. A new separation efficiency is calculated, considering the droplet break-up phenomenon. All the computational modeling was done using software MATLAB.

Nesta dissertação, é apresentada uma rotina computacional para modelar a corrosão por pites em aço inoxidável baseada em modelos matemáticos existentes que levam em consideração efeitos determinísticos e estocásticos. Como contribuição, modificações baseadas em resultados experimentais foram inseridas no modelo, com o objetivo de avaliar a influência de inclusões de MnS na matriz metálica, locais típicos de maior nucleação de pites. Foi modelado também o efeito do potencial de aplicado verificando-se assim a sua influência na formação de pites e a determinação da faixa possível para o potencial de pite. A modelagem consiste da avaliação espaço-temporal da nucleação, com a possibilidade de visualização da evolução de pites metaestáveis e estáveis, além do transiente de corrente anódica gerado pelo processo. Os resultados são apresentados em termos da avaliação das variáveis de maior influência na suscetibilidade de formação de pites, tais como concentração de espécies agressivas, dano à camada passiva e queda no potencial ôhmico, o que possibilita estudos futuros para se obter formas mais eficientes de combate à corrosão por pites. / In this work is presented a computational routine to model pitting corrosion of stainless steel based on pre-existing mathematical models that take into account deterministics and stochastic effects. As contribution, modifications based on experimental results were inserted, evaluating the influence of MnS inclusions on metal surface, a typical site of major pitting nucleation. Applied potential effect was modeled, thus, it was possible to verify its influence on pitting formation and the possible range of pitting. The model consists on spatio-temporal evaluating of nucleation process, with visualization of metastable and stable pitting evolution and the anodic current transient. The results are presented in terms of variables with greatest influence on the susceptibility of pitting formation, such as concentration of aggressive species, passivity layer damage and ohmic potential drop, allowing future studies to obtains more efficient ways to combat pitting corrosion

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Over the years, urban growth occurred in regions close to watersheds, making difficult the recharge areas of these basins and having consequences as urban flooding. Based on the study of urban watersheds, this work aims to estimate and delineate floatable areas around Monjolo Stream in Patos de Minas. Thus, from the application of hydrologic models (Method Santa Barbara) and hydraulic (kinematic wave) in computer flooding simulation, for different urbanization growth scenarios from remaining area of the basin, extreme floods situations were defined, which are the mimínas (approximately 2000 m² of envelopment and faster recovery time area) and maximum (return time of 100 years with the highest envelopment areas). Furthermore, this study verified the effects, on basin macro drainage, different rates of permeable areas in occupied allotments. In these simulations, we observed the appearance of adjacent flooding to the artificial watercourse, proving that for certain precipitation and basin urbanization scenarios, the overflow occurs at some points of its extension. With the base of inundograma significant widening, it was observed that there is an evident trend of longer lasting floods, with basin growing occupation. Analysing the simulation results, it was possible to establish a suggested maximum occupancy rate of 55% for the basin. This study also proposes the adoption of a minimum permeable area rate of at least 37% in future allotment, with 100% urbanization of the remaining area in order to prevent flooding on the Stream Monjolo Basin. This work analysis and observations, can be used by gestors to a more suitable urban planning, regards the basin occupation. / Ao longo dos anos, o crescimento das cidades ocorreu nas regiões próximas às bacias hidrográficas, dificultando as áreas de recarga dessas bacias e tendo como consequências as enchentes urbanas. Baseando-se no estudo de bacias urbanas, este trabalho tem o objetivo de estimar e delimitar áreas inundáveis da bacia do Córrego do Monjolo em Patos de Minas. Desta forma, a partir da aplicação de modelos hidrológicos (Método Santa Bárbara) e hidráulicos (onda cinemática) na simulação computacional de enchentes para diferentes cenários de crescimento da urbanização da área remanecente a montante da bacia, foram definidas situações extremas de enchentes, que são as mimínas (aproximadamente 2000 m² de área de envoltória e menor tempo de retorno) e as máximas (tempo de retorno de 100 anos com as máximas áreas de envoltórias). Além disso, este trabalho verificou os efeitos, na macrodrenagem da bacia, de diferentes taxas de áreas pemeáveis na ocupação dos loteamentos. Nas simulações realizadas, constatou-se o surgimento das inundações adjacentes ao canal artificial, comprovando que, para determinados cenários de precipitação e de urbanização da bacia, ocorre o transbordamento em alguns pontos da sua extensão. Com alargamento significativo da base do inundograma foi observado que fica evidente a tendência das enchentes perdurarem por mais tempo, com a crescente ocupação da bacia. Com a análise dos resultados das simulações, foi possível estabelecer uma taxa de ocupação máxima sugerida de 55%, para a bacia. Este estudo também propôs a adoção de uma área permeável mínima de 37% nos futuros lotes, com uma urbanização de 100% da área remanescente, de forma a evitar as inundações na Bacia do Córrego do Monjolo. Por meio destas análises e observações, este trabalho pode ser utilizado pelos gestores para um planejamento urbano mais adequado, no que diz respeito à ocupação da bacia. / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hayashi_SuzanaHisakoDeguchi_M.pdf: 16467779 bytes, checksum: 4345ae4f5ff27ff7cee4722d4b305f55 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O risco é inerente às várias fases da vida de um campo de petróleo, devido às incertezas, geológicas, econômicas e tecnológicas que influenciam o valor de um projeto. A aquisição de informações e a adição de flexibilidade na implantação de um projeto são os principais processos que permitem a mitigação dos riscos associados. O conceito de Valor da Informação (VDI) permite medir quantitativamente os benefícios resultantes da aquisição adicional de dados, que permite definir o projeto de desenvolvimento com mais precisão, podendo trazer modificações significativas em relação à concepção inicial (projeto conceitual). O conceito de Valor de Flexibilização (VDF) permite medir os benefícios de adicionar flexibilidade, por exemplo, no cronograma de implantação de um projeto, com o objetivo de possibilitar um melhor gerenciamento de reservatórios frente aos possíveis cenários. Os conceitos de VDI e VDF são usados neste trabalho para determinar o valor de adquirir novas informações para o projeto, considerando um atraso no cronograma causado pela flexibilização do momento de definição e aprovação do projeto básico. Uma técnica baseada nos Modelos Geológicos Representativos (MOR} e nas árvores de decisão é aplicada no processo de análise de decisão. Os resultados deste trabalho mostram que a metodologia proposta neste trabalho é aplicável em modelos de grande porte. Outras conclusões são que a relevância da aquisição de informações aumenta em cenários de preço de óleo mais baixo e que é importante analisar a redução de risco como variável adicional ao retomo financeiro no processo de decisão como o analisado neste trabalho / Abstract: The risk is inherent to several phases of a petroleum field development due to geological, economic and technological uncertainties, which influence the value of a project. The acquisition, of additional information and flexibility in the implementation, of a project are the main processes, which permit risk mitigation. The concept of Value of Information (VoI) permits to measure quantitatively the benefits of the new information that yield more accuracy in the definition of the development project and it can bring important modifications in comparison with the initial conception of the project. The concept of Value of Flexibility (VoF) allows measuring the benefits of flexibility in the implementation of a project yielding better reservoir management. The concepts of VoI and VoF are used in this work to determine the value of new information in a project, considering a delay in the schedule caused by the flexibility in the moment of definition and approval of the final project. A decision tree technique, associated to Geological Representative Models (GRM), is applied in the process of the quantification of the value of information and flexibility. Based on the results of this work, it is possible to conclude that: the methodology is useful for large fields; the relevance of information acquisition increases in low prices scenarios and; if is important to analyze risk mitigation in addition to financial gain in decision making processes like the one studied in this work / Mestrado / Engenharia de Petroleo / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo