Orientador: Jacques Wainer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tramontina_GregorioBaggio_M.pdf: 3206412 bytes, checksum: 9ccea673a2b1b8b2c73ebbd7deb75647 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A ordenação das instancias de processos (casos) em um sistema de workow pode trazer beneficios como a diminuição do numero de casos atrasados e a minimização do tempo de processamento dos casos, entre outros. Publicações recentes em workflow reconhecem uma lacuna na pesquisa relacionada com este tema, e apontam para a literatura de escalonamento como uma possivel solução. Este trabalho visa utilizar tecnicas de escalonamento em um ambiente dinamico de workflow e avaliar o desempenho dessas tecnicas frente a regra FIFO (First In First Out), a politica de alocação de trabalho mais utilizada nos sistemas de workflow atuais. Discute-se problemas relacionados a esta pratica, e ataca-se dois deles: as incertezas quanto ao tempo de execução das atividades de workflow e as incertezas quanto as rotas que os casos seguem dentro das suas definições de processo. Para mapear essas incertezas uma nova tecnica e proposta, chamada de "guess and solve", que consiste em prever os tempos de execução e rotas das atividades e resolver o problema de escalonamento deterministico resultante com uma tecnica adequada, por exemplo regras de prioridade e algoritmos geneticos. Simulações cuidadosas sao conduzidas e os numeros mostram que e quase sempre mais vantajoso utilizar outra tecnica que não FIFO, e que o / Abstract: Ordering cases within a worklfow can result in a signi¯cant decrease on the number of late cases and the cases' mean processing time, for example. Recent publications on workflow recognize the lack of research in this topic and points to the literature on scheduling as a possible solution. This work applies scheduling techniques to a dynamic workflow scenario and evaluates their performance in relation to the FIFO (First In First Out) rule, the most used work allocation principle in today's workflow systems. Problems related to this approach are discussed and two of them are tackled: the uncertainties regarding the activities' processing times and the cases' routes within their process definition. A new technique to map these uncertainties, called "guess and solve", is proposed. It consists of making a guess on the activities' processing times and cases' routes and then solving the resulting deterministic scheduling problem with a suitable technique, for example priority rules and genetic algorithms. Careful simulation is performed and the numbers show that it is almost always advantageous to use ordering techniques other than FIFO, and that the " guess and solve", at least when its error is bound by 30%, gives very satisfactory results / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

A poluição atmosférica tornou-se uma das maiores preocupações mundiais para a saúde pública e ambiental. Vários estudos já abordaram o contexto desse tema, no intuito de verificar a associação entre o aumento da incidência de doenças com o aumento da poluição atmosférica, principalmente em cidades onde o tráfego de veículos tem aumentado de forma significante. O controle dessa poluição, normalmente, é realizado através da monitoração da qualidade do ar, por meio de rede de sensores. Esta rede de monitoramento, além de ser utilizada como instrumento de medida de segurança de saúde pública, permite analisar os benefícios propiciados pelas ações de controle dos níveis de poluição do ar e justifica possíveis intervenções em caso de violação dos limiares estabelecidos pela legislação. Os altos custos envolvidos e a dificuldade inerente à logística de implantação e manutenção dos pontos de coleta podem levar a um posicionamento inadequado ou pouco representativo, quando não estudado cuidadosamente. Portanto, uma boa escolha do local de inserção do ponto é indispensável para propiciar uma maior eficiência nesses custos. Os Diagramas de Voronoi Valorados foram utilizados como uma ferramenta para determinar a área de abrangência de cada sensor de poluição atmosférica. Após a realização das simulações, as áreas de abrangência de cada sensor relacionada com seu peso, foram apresentadas de maneira satisfatória / Atmospheric pollutants has become a major world concern for environmental and public health. Several studies have already addressed in this context about theme in order to verify the association between increased incidences of diseases with increased air pollution, mainly in cities where vehicle traffic has increased significantly. The pollution control is usually done by monitoring air quality through the sensor network. This monitoring network, besides being used as a tool for measuring public health safety, allow analyze the benefits gained by efforts to control the levels of air pollution and justify possible actions in case of breach of the thresholds established by legislation. The high costs involved and the difficulty inherent in the logistics of deployment and maintenance of the collection points can lead to an inappropriate placement or unrepresentative, if not carefully studied. Therefore, a good choice of site of insertion point is essential to provide greater efficiency in these costs. In this sense, the use of the weighted diagram Vononoi was used as a tool to determine the coverage area of each pollutant atmospheric sensor. After being realized the simulations, the coverage area of each sensor related with their own weight, were presented in a satisfactory way

Orientadores: Evandro Conforti, Carlos Allan Caballero Petersen / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T07:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toazza_AdrianoLuis_D.pdf: 4079607 bytes, checksum: bb3aa0dd52628e849f97cb827da20ffb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A técnica de pré-distorção com a adição de um impulso ao degrau que normalmente chaveia o Amplificador Óptico a Semicondutor - (SOA) , permite diminuir os tempos de chaveamento eletro-óptico do SOA para valores inferiores a nanosegundos, obtendo-se contrastes da luz amplificada na saída da chave acima de 25 dB e bandas de passagem da ordem de 60 nm. Entretanto, estes tempos de chaveamento de alta velocidade vêm acompanhados de efeitos deletérios ligados às flutuações do ganho óptico durante o processo de ligar a chave, do estado "off" para o estado "on". Nesta tese é efetuada a análise destes fenômenos, com boa correspondência com resultados experimentais. Mostram-se, também, caminhos a seguir para diminuir as flutuações de ganho. O estudo aqui apresentado baseia-se no comportamento da impedância da montagem com o SOA em alta frequência, até 20 GHz. A obtenção dos valores dos componentes do circuito equivalente incluem o SOA (a partir de sua porta elétrica) e a montagem de microondas do chaveamento eletro-óptico. O modelo para o SOA foi baseado em um circuito desenvolvido para laser a diodo semicondutor. Os parâmetros do circuito equivalente para a montagem do SOA foram obtidos por técnicas de extração de parâmetros, através de aproximações sucessivas entre as respostas experimentais e teóricas, utilizando um programa desenvolvido neste trabalho. Em seguida, a partir da impedância do SOA, foram estimados os tempos de transição, o casamento em banda larga, assim como a influência do encapsulamento do dispositivo, aprimorando o entendimento do seu comportamento e limitações, com boa correspondência com resultados experimentais / Abstract: Reduction of the Semiconductor Optical Ampli.er (SOA) switching times can be achieved with the pre-distortion technique consisting of impulse(s) addition to the current step that generally switches the SOA. With this technique it is possible to reduce the electro-optical switching time to sub-nanoseconds with a contrast approaching 25 dB between the "off" and the "on" state of the optical gain, and with a bandwidth in excess of 60 nm. However those high speed switching times comes jointly with deleterious effects of overshoot and optical gain fluctuations during the switch state variation from the "off" to the "on" state. This thesis analyzes those phenomena with good correspondence to experimental results, and actions to decrease those deleterious effects are revealed. The results make use of SOA electrical gate impedance measurements up to 20 GHz, with the accomplishment of the SOA equivalent circuit extraction including the effects of the microwave lines and SOA encapsulation. The SOA model was based in the literature results for semiconductor lasers. The parameters extraction was based in a software and in measurements prepared here to obtain the circuit parameters values through successive approximations between practice and theory. Finally, the obtained SOA equivalent circuit was used to find the switching time estimation, the broadband matching, the encapsulation influences, in order to achieve a better theoretical understanding of the deleterious effects. The computer simulated results are in good correspondence with the experimental results / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Sandro Rigo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:38:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kronbauer_FernandoAndre_M.pdf: 3637569 bytes, checksum: 4c5752e2ae7f853d3b5f4971d6d7cbab (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Enquanto que arquiteturas paralelas vão se tornando cada vez mais comuns na indústria de computação mais e mais programadores precisam escrever programas paralelos e desta forma são expostos aos problemas relacionados ao uso dos mecanismos tradicionais de controle de concorrência. Memórias transacionais têm sido propostas como um meio de aliviar as dificuldades encontradas ao escreverem-se programas paralelos: o desenvolvedor precisa apenas marcar as seções de código que devem ser executadas de forma atômica e isolada - na forma de transações, e o sistema cuida dos detalhes de sincronização. Neste traba­lho exploramos propostas de memórias transacionais com suporte específico em hardware (HTM), desenvolvendo uma plataforma flexível para a prototipagem, simulação e carac­terização destes sistemas. Também exploramos um sistema de memória transacional com suporte apenas em software (STM), apresentando uma abordagem nova para gerenciar a contenção entre transações. Esta abordagem leva em consideração os padrões de acesso aos diferentes dados de um programa ao escolher o gerenciador de contenção a ser usado para o acesso a estes dados. Elaboramos uma modificação da plataforma de STM que nos permite realizar esta associação entre dados e gerenciamento de contenção, e a partir desta implementação realizamos uma caracterização baseada nos padrões de acesso aos dados de um programa executando em diferentes sistemas de computação. Os resultados de nosso trabalho mostram a viabilidade do uso de memórias transacionais em um ambi­ente de pesquisa acadêmica, e apontam caminhos para a realização de trabalhos futuros que aumentem a viabilidade do seu uso também pela indústria. / Abstract: As parallel architectures become prevalent in the computer industry, more and more programmers are required to write parallel programs and are thus being exposed to the problems related to the use of traditional mechanisms for concurrency control. Transactional memory has been devised as a means for easing the burden of writing parallel Programs: the programmer has only to mark the sections of code that are to be executed in an atomic and isolated way - in the form of transactions, and the system takes care of the synchronization details. In this work we explore different proposals of transactional memories based on specific hardware support (HTM), developing a flexible platform for the prototyping, simulation and characterization of these systems. We also explore a transactional memory system based solely on software support (STM), devising a novel approach for managing the contention among transactions. This new approach takes into account access patterns to different data in an application when choosing the contention management strategy to be used for the access to these data. We made modifications to the STM system in order to enable the association of the data with the contention manager algorithm, and using the new implementation we characterized the STM system based on the access patterns to the data of a program, running it on different hardware. Our results show the viability of the use of transactional memories in an academic environment, and serve as a basis for the proposal of different directions to be followed in future research work, aimed at leveraging the use of transactional memories by the industry. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Evandro Conforti, Cristiano de Mello Gallep / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:57:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_NapoleaodosSantos_D.pdf: 16714104 bytes, checksum: b2100f0e9b322ce60f4114a173936ab3 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As chaves eletro-ópticas ultrarrápidas, os regeneradores e os conversores em comprimento de onda são dispositivos promissores para serem incorporados nas futuras redes ópticas. Neste trabalho, apresentam-se simulações e respectivas medições relativas a uma técnica de redução do tempo de chaveamento eletro-óptico. Esta técnica baseia-se na injeção de uma combinação de múltiplos pulsos de corrente no interior da região ativa de um amplificador óptico a semicondutor. A partir das simulações, foi estudado o melhor formato do sinal de corrente de injeção no amplificador óptico a semicondutor, assim como possíveis modificações no circuito equivalente deste amplificador visando a uma maior redução do tempo de chaveamento, obtendo-se previsão de valores de tempo de chaveamento em valor recorde, da ordem de 300 ps, para um contraste óptico de 26 dB. Além disso, um regenerador simples tipo 2R (reamplificação e reformatação) e conversor em comprimento de onda utilizando apenas um SOA também é apresentado. Este dispositivo apresentou e cientes resultados de regeneração para diferentes casos de deterioração em taxa de bits de até 13,5 Gbps em um faixa de conversão de alguns nanômetros. Demonstrou-se também ser pouco dependente à polarização óptica do sinal de entrada e capaz de ser integrado a outros dispositivos. Por último, resultados simulados para a implementação de uma futura técnica de alimentação adiante, em conjunto com a injeção de múltiplos pulsos de corrente em SOA, são discutidos. / Abstract: Electrooptical switches, optical regenerators, and wavelength converters are relevant devices for the operation of future optical networks. In this work, measurements and simulations of an electrooptical switching time reduction technique based on multipulse current injection in semiconductor optical ampli.ers (SOA) are presented. Using the simulation results, the best SOA current signal formats, as well as possible improvements in the SOA equivalent circuit to achieve a higher switching time reduction are analyzed, resulting in predictions of switching time values around 300 ps for a 26 dB-optical contrast. In addition, a simple 2R-regenerator (reampli.cation and reshaping) and wavelength converter using just one SOA is presented. This device presented e¢ cient regeneration results for di¤erent deterioration cases at bit rates up to 13.5 Gbps within a wavelength conversion range of some nanometers. Further, this device presented low dependence with the relative optical input signal polarization and feasible integration to other devices. Finally, simulated results for the implementation of a feed-forward technique jointly with multipulse current injection in SOA are discussed. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T18:46:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MartinezGalvis_RodrigoAndres_M.pdf: 4057448 bytes, checksum: 3bb97fcf91e9831006e4abebab3eadfd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os sistemas de transporte de óleos pesados, que adicionam um líquido de menor viscosidade como água, geram uma mistura que pode escoar em diferentes padrões. Um deles é o escoamento anular ou core-flow, onde a água escoa na região perimetral anular e o óleo na região central, permitindo uma diminuição da potencia utilizada no transporte convencional. Quando são injetados óleo e água torna-se necessário monitorar o comportamento deste processo. Uma solução do problema consiste em utilizar uma sonda não-intrusiva, que utiliza a modificação do campo elétrico devida à diferença entre as permissividades do óleo e da água num capacitor de placas côncavas colocado na superfície externa da tubulação, de maneira que a distribuição das fases modifica a capacitância. Existem diferentes geometrias para os eletrodos, formas de colocar-los na tubulação, separação entre eletrodos, entre outros parâmetros que podem modificar o comportamento do sensor. Testar as diferentes configurações de forma experimental pode resultar árduo. Aproveitando a natureza do fenômeno e as leis físicas que o governam, é possível utilizar ferramentas computacionais e, mediante técnicas numéricas, obter soluções que ajudem a agilizar o processo de desenvolvimento. Pode-se testar um volume razoável de configurações e obter um mapa do comportamento do sistema, para que na etapa de testes sejam somente utilizados os parâmetros que deram as melhores respostas. As simulações dependem da escolha de diferentes parâmetros e devem fornecer respostas não ambíguas, que possam ser lidas com um sistema eletrônico. Neste trabalho são levadas em conta diferentes situações presentes em escoamentos do tipo core-flow que afetam a medida feita pela sonda, como a variação do diâmetro do fluido que escoa na região central (neste caso é o óleo), a excentricidade que pode apresentar esta região, a mudança de permissividades devida às emulsificações ocasionadas na injeção do óleo na tubulação cheia de água e o efeito volumétrico do capacitor. / Abstract: The heavy oil transport systems, that add a liquid of lower viscosity as water, generate a mixture which can flow with different patterns. One of them is the core-flow, where water flow in the annular region and the oil in the core, allowing a reduction in the power used in the conventional transport. When oil and water are injected it becomes necessary monitoring the behavior of the process. One solution for this problem consists in use a non-intrusive probe, which uses a modification of the electric field due to the difference between the oil and the water permittivities, inside a capacitor of concave plates placed in the external surface of the pipe, thus the distribution of the phases modifies the capacitance. There are different geometries for the electrodes, ways for placing them in the pipe, separation between electrodes, among other parameters, which can modify the sensors behavior. Taking advantage of the nature of the phenomenon and the physical laws that govern it, is possible to use computational tools and, by numerical techniques, to get solutions that help expediting the development process. It can be tested a reasonable volume of configurations and getting a map of the behavior of the system, so that in the stage of testing only will be used the parameters which provided the best answers. The simulations depend on the choice between different parameters and should not provide ambiguous answers, which can be read with an electronic system. In this work are taking into account different situations in draining of the core-flow kind that affect the measurement made by the probe, such as the variation of the diameter of the fluid that flows in the central region (in this case oil), the eccentricity that can show this region, the changes i the permittivity due to the emulsion produced in the oil injection in to the tubing full of water and the volumetric effect of the capacitor. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yoshikawa_AndreaManami_M.pdf: 2628428 bytes, checksum: 290bc37f63de4e2f4b6fe722bd4a7c43 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Um estudo detalhado dos programas EPANET versão padrão e EPANET-MSX tornam-se relevante, no cenário nacional, como uma importante ferramenta, para avaliação da qualidade do produto transportado ao longo da rede de distribuição. Simulações de casos hipotéticos foram realizadas tendo por base as condições de: decaimento de cloro de múltiplas origens; oxidação, transferência de massa e adsorção do arsênio; recrescimento bacteriano com inibição de cloro; e decomposição da cloramina. A análise detalhada destes programas e a aplicação desses em estudo de casos, desenvolvidos nessa dissertação, objetivou contribuir para ampliar o conhecimento sobre os problemas da modelação computacional de qualidade de água em sistemas de abastecimento e distribuição de água / Abstract: A detailed study of computer programs EPANET standard version and EPANET-MSX, extended version for multiple species, becomes relevant since, only recently have simulations quality water came to be recognized on the national scene as a important tool for assessing the quality of the product carried across the network. Simulations of hypothetical cases were carried out relying on the conditions: multi-source chlorine decay; oxidation, mass transfer, and adsorption of arsenic; bacterial regrowth with chlorine inhibition; and chloramine decomposition. A detailed analysis of these programs and application (in studies of cases) (of such study cases developed) in this essay, aimed to contribute to enlarge knowledge about the problems of computer modeling quality of water supply systems and water distribution / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Regina Coeli Ruschel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:42:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fracaroli_Fernando_M.pdf: 1628579 bytes, checksum: ff0ef4493dcae08f04b998a4bc4e49f2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Como se dá a percepção da realidade virtual pelas pessoas e como utilizá-la para fazer uma avaliação de um ambiente em fase de projeto? Esta é a questão que norteou a realização desta pesquisa. Um trabalho anterior verificou que questões subjetivas (com escala de valores de eficiência como respostas) são pouco eficientes para avaliar a percepção do usuário em um ambiente simulado por meio de realidade virtual passiva quando comparadas a questões objetivas (com respostas específicas do tipo sim, não ou lista de checagem). Entretanto são respostas às questões com escalas de valores que mais dão retorno ao projetista sobre a opinião do usuário em relação ao projeto. Acreditava-se que a manutenção da percepção entre ambiente simulado e protótipo medida por questões subjetivas seria melhorada se associada à experimentação livre de um ambiente simulado por realidade virtual exploratória, situação esta não possível com realidade virtual passiva. De acordo com este raciocínio foi realizado um experimento durante o evento UNICAMP de Portas Abertas (UPA) em 2005 para avaliar se a realidade virtual exploratória implementada pelos softwares QuicktimeVr e Quest3d auxiliariam o usuário e o projetista na compreensão do projeto arquitetônico e se haveria alguma diferença na manutenção de percepção entre os ambientes virtuais proporcionados por cada um destes aplicativos. O experimento comparou a percepção dos participantes do UPA 2005 entre ambiente simulado e protótipo. O ambiente estudado foi composto por mesa de estudo/trabalho, espaço para cadeira e armário. As questões utilizadas para avaliar a percepção relacionavam-se ao espaço/conforto para abrir a porta do armário e espaço/conforto para circular entre mesa e armário. O participante experimentava primeiramente o espaço simulado e respondia as questões e em seguida experimentava o protótipo respondendo mais uma vez as mesmas questões. A manutenção de percepção é calculada comparando as respostas entre questões idênticas sobre o ambiente simulado e o protótipo. Concluiu-se que a não imersão ou imersão mínima (ou menos interação e maior interação) oferecida nas implementações de realidade virtual com QuicktimeVr e Quest3d respectivamente, para a amostra analisada, influenciam de forma diversa e sem padrão na manutenção de percepção do usuário. Observou-se, diferentemente do esperado, com realidade virtual exploratória uma manutenção de percepção menor do que aquela apresentada por pesquisa desenvolvida com realidade virtual passiva. Verificou-se que os filtros de percepção influenciam de forma diversa na manutenção de percepção dependendo da questão sendo avaliada e do recurso de RV. Outra constatação é sobre a influência da escala de valores adotada para questões subjetivas no cálculo da manutenção de percepção, indicado extremo cuidado no desenvolvimento de um questionário para tal propósito / Abstract: How do people perceive space simulated by virtual reality and can such resource can be used in the architectural design evaluation process? This is the question which guided this research. An earlier work verified that subjective questions (with a scale of values of efficiency) are less efficient to evaluate the user's perception in a simulated environment with passive virtual reality (VR) when compared with objective questions (with specific answers as yes or no or with checklists). Meanwhile questions with answers in scale of values give more return to designers about the users opinion of a project. Therefore, in order to improve performance of perception maintenance between the simulated environment and the prototype measured by subjective questions we believed that free experimentation of a simulated environment in exploratory VR would be better than passive VR. In agreement with this induction it was realized an experiment during the event UNICAMP de PortasAbertas (UPA) in 2005 to evaluate if exploratory virtual reality implemented by software Quicktime VR and Quest3d should help the user and the designer in understanding the architectural project and if there should be any difference in perception maintenance between these to kind of VR implementation. The experiment compared the participator's perception in the UPA 2005 between virtual environment and prototype. The studied environment was composed by a study/work table, space for chair and partially closed book shelve. The questions used to evaluate the perception were related with space/comfort to open the book shelve door and space/comfort to circulate between the table and the book shelve. The participant first experimented the simulated space and then answered to the questionnaire, after that he/she experimented the prototype answering the same questions. The perception maintenance was calculated between the answer comparison of identical questions about the simulated environment and the prototype. It was concluded that the non immersion or the minimal immersion (or less interaction and more interaction) offered in the VR implementations with Quicktime VR and Quest3d respectively influenced divisively and without pattern the perception maintenance in the studied sample. It was observed, on the contrary of the expected a smaller perception maintenance with exploratory VR than that presented by previous research using passive VR. It was verified that the filter perceptions such as age, sex, study level, familiarity with computer 3D animation and with the studied environment influence differently depending on the question used in the questionnaire and on the VR implementation. Another conclusion is about the scale of values adopted for subjective question in the perception maintenance calculation, they were not capable to confirm participant opinion and indicate extreme care in the development of a questionnare for this purpose / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Carlos Alberto Carrasco Altemani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T14:45:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomazeti_CristinaAutuori_D.pdf: 4089449 bytes, checksum: 65558b112b34461f8da3f544b8666a0d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Uma análise foi desenvolvida para avaliar o desempenho de trocadores de calor compactos de correntes cruzadas de placas aletadas com canais de seção transversal arbitrária. Os coeficientes convectivo e de atrito foram obtidos através de simulação numérica, tanto no regime de escoamento laminar quanto no turbulento, utilizando o pacote computacional PHOENICS. Estes resultados foram então usados junto com o método da efetividade para avaliar as características térmicas e de escoamento do trocador de calor. As simulações foram efetuadas inicialmente para o escoamento e a transferência de calor entre duas placas placa paralelas isotérmicas e bastante próximas, porque os resultados podiam ser comparados com aqueles disponíveis na literatura. Resultados numéricos adicionais foram obtidos, em seguida, para seis dutos de paredes isotérmicas com seções transversais distintas. Um deles era um duto retangular, e os outros cinco eram passagens típicas de placas aletadas utilizadas em trocadores de calor compactos. O fluido de trabalho era o ar e as simulações foram tridimensionais devido à presença das paredes das aletas. Perfis uniformes de velocidade e de temperatura sempre foram utilizados na entrada dos dutos, de forma que os resultados refletem os efeitos combinados de entrada hidrodinâmica e térmica. Os resultados para o duto retangular e o método da efetividade foram utilizados para prever o desempenho térmico de um trocador de calor de correntes cruzadas composto por um empilhamento de dutos retangulares idênticos. O desempenho deste trocador de calor foi avaliado também por uma simulação direta do escoamento cruzado e da transferência de calor através da parede de separação de dois dutos retangulares adjacentes do empilhamento. Os resultados obtidos foram bastante semelhantes, fornecendo confiança para a análise anterior. As simulações efetuadas para os cinco dutos típicos de placas aletadas de dimensões pequenas apresentaram resultados similares aos valores experimentais obtidos da literatura. Eles foram utilizados para avaliar o desempenho de trocadores de calor compactos de correntes cruzadas compostos por empilhamentos destas placas aletadas. Vários parâmetros como o volume total, o peso, a potência de bombeamento, a efetividade, a taxa de geração adimensional de entropia, e a eficiência exergética também foram avaliados para comparar os trocadores compactos de calor considerados / Abstract: An analysis was developed to evaluate the performance of cross flow compact heat exchangers with plate-fin passages of arbitrary cross section. The convective and the friction coefficients were obtained by numerical simulation, either in the laminar or the turbulent flow regimes, using the software PHOENICS. These results were then employed together with the effectiveness method to evaluate the heat exchanger thermal and flow characteristics. The simulations were performed initially for the flow and heat transfer between two closely spaced parallel isothermal plates, because the results could be compared with those available in the literature. Additional numerical results were obtained, next, for six isothermal wall ducts with distinct cross sections. One was a rectangular duct, and the other five were typical plate-fin passages employed in compact heat exchangers. The working fluid was air and the simulations were three dimensional due to the fins walls. Uniform velocity and temperature profiles were always assumed at the duct inlet, so that the results reflected the combined effects of hydrodynamic and thermal entrance. The results for the rectangular duct and the effectiveness method were employed to predict the thermal performance of a cross flow heat exchanger made from a stack of identical rectangular ducts. The performance of this heat exchanger was also evaluated by a direct simulation of the cross flow and the heat transfer through the separating wall of two adjacent rectangular ducts of the stack. The results compared favorably, lending confidence to the previous analysis. The simulations performed for the five typical plate-fin passages of small cross section presented results similar to the experimental values obtained from the literature. They were used to evaluate the performance of cross flow compact heat exchangers composed of stacks of these plate-fins. Several parameters like total volume, weight, pumping power, effectiveness, rate of dimensionless entropy generation, and exergetic efficiency were also evaluated to compare the distinct compact heat exchangers / Doutorado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Sheet metal forming is used in a wide range of industrial processes ranging from tube manufacturing to automobile and aviation industry. It includes processes like stamping, bending, stretching, drawing and wheeling. In the past few years materials for sheet metal forming and, technology have improved a lot. The improved materials have higher strength and more ductility than conventional sheet steel and therefore they have to be worked differently. For such steels conventional methods can not be applied totally. So there is a need for constant improvement in technology. Trial and error method currently in use increases lead time and is not economic also. To overcome the problems, use of simulation software in metal forming processes has increased significantly. The rapid development of software technology accompanied with lower cost computer hardware have enabled many manufacturing operations to be modeled cost-effectively that only a few years ago would have been considered impractical. However there are some difficulties in simulation of sheet metal forming process. For example it is never an easy task to select the correct software for a particular process. Various authors ascribe different causes for the difficulties. Among them the prominent ones are lacunae in elasto-plastic modeling, material behaviour, involved complexities and a lack of good elements. Apart from that the demands of sheet metal processes are increasing both with respect to the tolerance requirements of the finished part and with regard to geometric complexity of the part to be formed. A few years ago finite elements have been developed using Papcovitch-Neuber solutions of the Navier equation for the displacement function. Among these elements PN5X1 has the abilities to predict both displacements and stresses accurately. And recently the element is extended to include material nonlinearity and is working well for the small deformation range. To use this element for sheet metal forming it is necessary that the element should predict correct results for large deformations. In the present work we have further extended this element for large displacements and large rotation. In the literature there are various algorithms recommended for use with large deformation. Among them we have selected a suitable algorithm and verified its usefulness. First we have taken a simple truss and applied loads to cause large deflection. We observe adequate convergence with the chosen algorithm and then we extend it to PN5X1. in large deformation analysis, equilibrium is computed about the deformed shape. In the chosen algorithm we apply incremental loading and within each load step loop we iterate for equilibrium. We ensure error free solution (equilibrium) before additional loading is introduced. With the help of flowchart these processes have been depicted. A computer program in C, based on the above incremental method and equilibrium check has been written. For the purpose of verification of the program, we have solved some benchmark tests. We start with linear cases and then attempt a number of geometric nonlinear problems like- cantilever subjected to end shear, pinched cylinder with open end etc. We have also included the classical benchmark problem of the cantilever subjected to end moment. The present algorithm gives solutions which are in excellent agreement with those reported in the literature. Finally, we look at some aspects of the problem which require further investigation.