Orientador: João Batista Campos Silva / Banca: Sérgio Said Mansur / Banca: Edson Luiz Zaparoli / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é a simulação numérica de escoamentos viscosos, incompressíveis e transientes, com transferência de calor e massa; através do método de elementos finitos de subdomínio; usando a metodologia de simulação de grandes escalas para a modelagem da turbulência. Algumas aplicações de interesse são as simulações de escoamentos com transporte de um escalar, como nos casos de dispersão de poluentes induzida pelo movimento do ar atmosférico. O domínio é discretizado usando elementos finitos quadrilaterais de nove nós e as equações são integradas em volumes de controle ao redor dos nós dos elementos finitos. As equações governantes passam por um processo de filtragem, devido à metodologia aplicada, Simulação de Grandes Escalas (LES - Large-Eddy Simulation), e desta forma as maiores escalas são resolvidas diretamente através da solução das equações de Navier-Stokes filtradas, enquanto que as menores escalas ou escalas submalhas são modeladas, pelo modelo de viscosidade turbulenta de Smagorisnky. Alguns casos testes bidimensionais clássicos são resolvidos para validação do código e os resultados são apresentados e comparados com resultados disponíveis na literatura. Alguns poucos casos de dispersão de poluentes em geometrias que simulam cânions de ruas (urban street canyons) foram também simulados. / Abstract: The main purpose of this work is the numerical simulation of viscous, incompressible and unsteady fluid flows by a sub-domain finite element method, using the methodology of large-eddy simulation (LES) for turbulence modeling. Some applications of interest are isothermal and thermal flows with transport of scalar variable such as the pollutant dispersion in the atmosphere by airflow. The domain is discretized using nine-nodes quadrilateral finite elements and the equations are integrated into control volumes around the nodes of the finite elements. The government equations are submitted to a filtering process for application of LES methodology, in which the large scales are directly solved using the filtered Navier-Stokes equations, while the small or sub-grid scales are modeled by the eddy viscosity model of Smagorinsky. Two-dimensional benchmark problems are solved to validate the numerical code and the results are presented and compared with available results from the literature. Some cases of pollutant dispersion in geometries that simulate urban street canyons have been also simulated. / Mestre

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Percival Bueno de Araujo / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: José Manuel Arroyo Sanchez / Banca: Paulo Augusto Nepomuceno Garcia / Resumo: Nesta tese é proposta e avaliada uma metodologia alternativa para o cálculo do fluxo de potência quando são consideradas incertezas no sistema de distribuição de energia elétrica. Especificamente é considerada incerteza na demanda dos usuários de baixa tensão, assim como também nas fases em que os usuários estão ligados no sistema. A demanda das unidades consumidoras é modelada através das funções de distribuição de probabilidades. A metodologia proposta vale-se das curvas de carga diárias típicas que foram estimadas através das curvas de carga medidas em uma campanha de medição. O fluxo de potência proposto emprega o método de simulação de Monte Carlo para gerar múltiplos cenários de demanda do sistema de distribuição. O método de fluxo de potência determinístico empregado é o denominado algoritmo Backward-Forward Sweep. Neste trabalho também é realizado um estudo estatístico para determinar quais distribuições de probabilidade podem representar os dados das curvas de carga diárias obtidas na campanha de medições. Muitos trabalhos apresentados no âmbito acadêmico empregam a priori a função de distribuição de probabilidade normal para realizar os diversos estudos, isto pode levar a conclusões inadequadas. Também é realizada uma análise comparativa entre os resultados obtidos pelo fluxo de potência probabilístico, quando são utilizadas duas funções de distribuição de probabilidade diferentes para estimar as curvas de carga diárias (a função de distribuição de probabilidade que ficou no primeiro lugar na análise estatística e a função normal). São apresentados resultados comparativos para diferentes distribuições de probabilidade, quando é considerada incerteza somente na demanda e quando é considerada conjuntamente incertezas na demanda e na conexão das fases / Abstract: In this thesis an alternative methodology to calculate the power flow considering uncertainty in the electrical distribution system is proposed and validated. Specifically, uncertainty is considered in the demand of the low voltage consumers, as well as the phases in which the users are connected to the system. The demand of the consumer units is modeled by means of probability distribution functions. The proposed methodology uses the daily load curves that were estimated by means of the load curves measured in measuring campaign. The proposed power flow uses the Monte Carlo simulation method to generate multiple demand scenarios of the distribution system. The deterministic power flow method implemented is the so called Backward-Forward Sweep algorithm. In this work it is also implemented a statistical study to determine which distribution functions can represent the data of the daily load curves obtained in the measuring campaign. Many research works found in the academic ambit use a priori the normal distribution function to perform diverse studies; this can lead to wrong conclusions. This thesis also presents a comparative analysis between the results obtained by the probabilistic power flow, when two different probability distribution functions are used to estimate the daily load curves (the probability distribution function that was first in the statistical analysis and the normal function). Comparative results are shown for different distribution functions considering uncertainty only in the demand, and considering uncertainty in the demand and the connection of the phases / Doutor

Orientador: Amarildo Tabone Paschoalini / Banca: Luiz de Paula do Nascimento / Banca: Marcelo Moreira Ganzarolli / Resumo: Os objetivos deste trabalho são determinar a potência térmica dissipada dos componentes eletrônicos de forma experimental e verificar a eficácia do método através de simulações numéricas computacionais utilizando o software comercial ANSYS. O Software ANSYS foi usado como ferramenta de Dinâmica de Fluidos Computacional neste trabalho. Para a realização deste trabalho um ensaio experimental foi executado a fim de obter alguns dados para o cálculo da potência térmica dissipada, outros foram fornecidos pelo CPqD e Trópico. Foi montado um Laboratório Computacional com o apoio da Trópico e do CPqD na UNESP, campus de Ilha Solteira para a simulações numéricas. O método de cálculo de potência apresentou-se eficaz, de modo na melhor situação os resultados apresentaram um erro relativo médio de 1,94%. / Abstract: The purpose of this study is to determine the thermal power dissipation of electronic components through an experimental test and verify the effectiveness of the method through numerical simulations using the computational software ANSYS commercial. Software ANSYS was used as a tool for Computational Fluid Dynamics for this work. For this work an experimental test was done to obtain some data to calculate the thermal power dissipation, others were supplied by CPqD, Nilko and Trópico. It was dubbed a Computer Laboratory with the support of the Trópico, CPqD and at UNESP, campus de Ilha Solteira for the numerical simulations. The method of calculation of power proved to be effective, that the better the results showed a mean relative error is 1.94%. / Mestre

Orientador: João Batista Campos Silva / Banca: Ricardo Alan Verdú Ramos / Banca: Edson Luiz Zaparoli / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é a simulação numérica de escoamentos de fluidos incompressíveis pelo método de elementos finitos baseado em volumes de controle (CVFEM) utilizando a metodologia de simulação das grandes escalas. As equações governantes são filtradas para a simulação das variáveis de grandes escalas e as escalas sub-malhas, que aparecem devido ao processo de filtragem, são modeladas por meio do modelo de viscosidade turbulenta de Smagorinsky. O domínio é discretizado em malha não estruturada formada por elementos finitos triangulares de seis nós e as equações são integradas em volumes de controle formados em torno dos nós dos elementos. O presente código numérico foi validado aplicando-o a alguns problemas-testes e os resultados, comparados com os disponíveis na literatura. Os casos testes foram o escoamento em uma cavidade quadrada induzido pelo movimento da parede superior, e escoamento por convecção natural em uma cavidade quadrada. Os resultados obtidos, no presente trabalho, concordaram com os resultados da literatura. / Abstract: The main purpose of this work is the numerical simulation of incompressible fluid flows by a control volume finite element method (CVFEM) using the methodology of large-eddy simulation. The domain is discretized using unstructured mesh of six-noded triangular finite elements and the equations are integrated into control volumes around the nodes of the finite elements. The government equations are filtered for simulation of the large scales variables and the sub-grid scales appearing due to the filtering process are modeled through the eddy viscosity model of Smagorinsky. Two-dimensional benchmark problems are solved to validate the numerical code and the results are presented and compared with available results from the literature. The test cases were the lid-driven cavity flow and natural convection flow inside a square cavity. The obtained results, in the present work, agree with results from the literature. / Mestre

Orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Luiz Edival Souza / Resumo: Este trabalho dá continuidade e aperfeiçoa um modelo automatizado para estimativa de altura de ondas geradas em lagos de barragens, a partir dos dados característicos de vento. Infere sobre a climatologia dos ventos, a fim de determinar as maiores alturas de ondas e identificar pontos críticos, tanto para a segurança à navegação, quanto para as margens do reservatório. Lagos de barragens, foco desta dissertação são, em sua maioria, dotados de vegetação aquática. Dentro dessa temática, uma busca por modelos capazes de qualificar e quantificar o quão as ondas geradas pelo vento reagem ao atravessar esses obstáculos naturais em termos de oscilação das plantas, presentes nas margens, foi também discutida. Para os propósitos aqui expostos, um aplicativo computacional foi utilizado para a previsão de ondas e estruturado de maneira que pudesse fornecer resultados gráficos de forma automatizada com maior precisão e no menor tempo possível. O software, fruto do desenvolvimento dos estudos da equipe de pesquisa e mais recentemente aprimorado no presente trabalho, batizado de OndisaCAD, integra-se dentro de ambientes CADs, precisamente no AutoCAD da Autodesk, possibilitando, assim, a geração de ótimas interfaces e resultados gráficos. No que tange à dissipação de energia através da vegetação existente nos lagos e suas margens, o aspecto dinâmico associado à própria movimentação da vegetação foi comparado ao comportamento do movimento de vigas engastadas em sua parte inferior, o que permitiu prescrever a movimentação dos organismos vivos (plantas) frente a uma excitação provocada pela passagem de onda / Abstract: This work continues and perfects an automated model for estimating the height of waves generated in lakes dams, entering the characteristic data of the wind. It follows on the climatology of the winds to determine the largest wave heights and identify critical points, for the safety of navigation and margin of the reservoir. Lakes dams, focus of this dissertation are mostly equipped with aquatic vegetation. Inside this subject, a search for models able to qualify and quantify how the waves generated by winds respond to cross these natural barriers in terms of oscillation of plants, present on the margin, was also discussed. For the purposes set out here, a software was used for predicting waves and structured so that could provide automated graphics results with more accurately and with a shortest possible time. The software, due to the development of studies of the research team and more recently extended in the present work, called OndisaCAD, works within CADs environments, specifically in AutoCAD of Autodesk's, allowing the generation of great interfaces and graphical results. With respect to the dissipating energy through the vegetation in the lakes and their margins, the dynamic aspect associated with their movement of the vegetation was compared to the behavior of the movement of beams embedded in its bottom, which allowed to prescribe the movement of living organisms (plants) front of an excitement caused by the passage of a wave / Mestre

Orientador: Fernando Augusto Silva Marins / Banca: Edson Luiz França Senne / Banca: José Arnaldo Barra Montevechi / Resumo: Para enfrentar os problemas do atual mundo globalizado e para se manter em atividade, as empresas vêm sendo obrigadas a empregar, em seu dia-a-dia, novos instrumentos de trabalho. A Teoria das Restrições, a Programação Linear Inteira e a Simulação de Sistemas surgem como potenciais ferramentas no auxílio à identificação e à solução dos problemas enfrentados pelas empresas nos dias de hoje. Este trabalho teve por objetivo principal desenvolver um método de planejamento e gerenciamento da produção, integrando essas três ferramentas. O método foi aplicado na linha de produção da Unidade de Cilindros para Laminação da empresa Aços Villares S/A com o intuito de melhorar o fluxo de produção e o cumprimento do prazo de liberação do produto entre as suas diversas áreas. Ao final do trabalho, concluiu-se que o referido método, além de facilitar e simplificar o processo de modelagem permite realizar análises mais aprofundadas do sistema real, em relação às que seriam conseguidas com a utilização das técnicas citadas, isoladamente. / Abstract: In order to face the issues of the current globalized world and in order to keep working, companies have been pushed to put in practice new working tools. The Theory of Constraints, the Integer Linear Programming and the Systems Simulation appear as potential tools to support problem identification and solution which are faced by companies nowadays. This work aims to develop a planning and management method of production integrating these three tools. The method was applied to the production line at Aços Villares S/A Rolling Mill Roll Unit aiming at improving the production flow and the accomplishment of product liberation deadline among its many areas. At the end of this work, it has been concluded that the referred method, besides facilitating and simplifying the modeling process, it allows to achieve deeper analyses of the real system in relation to those which would be reached with the isolated mentioned techniques. / Mestre

Resumo: O aumento populacional do planeta tem exigido cada vez mais produtividade na agricultura objetivando suprir suas necessidades alimenticias. Um dos mais importantes fatores que determinam o sucesso ou o fracasso desta producao sao as variaveis climaticas, dentre elas, pode-se citar a precipitacao pluviometrica. A presente pesquisa analisou a eficiencia dos fatores funcionais no processo de simulacao de dados diarios de precipitacao utilizando a distribuicao Gama. Foram utilizadas series climatologicas diarias para as localidades de Piracicaba . SP e Ponta Grossa . PR. Para determinacao dos estimadores dos parametros da distribuicao Gama (ãá e ãâ), foram avaliados os procedimentos baseados no metodo dos momentos, da verossimilhanca e o metodo numerico de Greenwood & Durand. Avaliou-se tres geradores de numeros pseudo-aleatorios congruencias e dois algoritmos computacionais para geracao da variavel aleatorias Gama que foram implementados no simulador Sedac_R. Por meio de procedimentos estatisticos a validacao apontou que a escolha adequada do metodo para estimativa dos parametros da distribuicao Gama e o algoritmo computacional para geracao da variavel aleatoria Gama devem ser levados em consideracao na simulacao de series climaticas de precipitacao. Em relacao ao gerador de numeros pseudo-aleatorios os resultados indicaram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increase of people in the planet has required more productivity in the agriculture field in order to supply the food need. One of the most important factors that determine the success or the failures of that productivity are the climatic variables, such as the rain precipitation. This research analyzed the efficiency of the functional factors in the precipitation daily data simulation process, using the Gamma distribution. Daily climatic series related to the Piracicaba - SP and Ponta Grossa - PR cities were used. The procedures based on the Greenwood & Durand numerical, Likelihood and Moment methods were evaluated aiming to determine the approximation of the parameters of the Gamma distribution (á and â). Three congruent pseudorandom generators and two computational algorithms to generate the Gamma random variable implemented in the Sedac_R simulator were evaluated. By way of statistics procedures, the validation indicated that the suitable choose to both the approximation method of the parameters of the Gamma distribution (á and â) and the computational algorithm to generate the Gamma random variable must be taken into consideration in the precipitation climatic series simulation. Related to the numerical pseudo-random generator the results showed that it doesn’t interferes in the accuracy of the generated data. / Orientador: Ângelo Catâneo / Coorientador: Jorim Souza Virgens Filho / Banca: Célia Regina Lopes Zimback / Banca: Manoel Henrique Salgado / Banca: Marcelo Giovaneti Canteri / Banca: José Fernando Mantovani Micali / Doutor

Resumo: O experimento foi conduzido no confinamento da Unesp/Botucatu, com o objetivo de avaliar a influência da suplementação das vitaminas D e E sobre o desempenho, características de carcaça e atributos de carne de bovinos jovens confinados. Foram utilizados 36 machos inteiros, 18 Nelore (NE) e 18 Canchim (CC); desmamados aos sete meses de idade, com peso vivo médio de 234,53 ± 22,15 e 248,13 ± 34,67 kg, respectivamente. Os animais foram confinados por 134 dias. Aos quarenta e sete dias pré-abate, nove animais NE e nove animais CC, foram suplementados com 1300 UI/vitamina E/dia e 10 dias antes do abate, os mesmos animais foram suplementados com 7,5 x 106 UI/vitamina D3/dia. No último dia da suplementação, foram colhidas amostras de sangue dos animais, para avaliar o cálcio plasmático. O pH da carcaça foi mensurado à zero e 24hs após o abate. Na desossa, foram colhidas amostras de Longissimus, entre a 12a e 13a costelas, para análise de força de cisalhamento, perdas por cocção, índice de fragmentação miofibrilar, lipídeos totais, concentração de vitamina D e E na carne e exposição sob condições simuladas de varejo. A cor e o pH da carne, foram mensurados diariamente nas amostras expostas. No primeiro e no último dia de exposição foram colhidas amostras da gordura subcutânea, para análise do perfil de ácidos graxos. Não houve efeito da suplementação de vitaminas D e E sobre o desempenho, características de carcaça e atributos da qualidade da carne, porém houve efeito para cálcio plasmático. A suplementação de vitaminas D e E, não foi efetiva para melhorar o desempenho, as características de carcaça e os atributos de qualidade da carne de bovinos jovens confinados. / Abstract: The experiment was conducted at Unesp/Botucatu feedlot, with the objective to evaluate the supplementation of vitamin D and E on performance, carcass characteristics and meat quality of feedlot bullocks. It was used 36 animals, 18 Nellore (NE) and 18 Canchim (CC), weaned at seven months and average initial body weight of 234.53 ± 22.15 and 248.13 ± 34.67 kg, respectively, fed for134 days. At the forty seventh day prior slaughter, nine NE and nine CC were supplemented with 1300 IU/vitamin E/day and 10 days prior slaughter, the same animals were supplemented with 7.5 x 106 IU/vitamin D3/day. At last day of supplementation, blood samples were taken to evaluate plasmatic calcium. Carcass pH was measured at 0 and 24hrs after slaughter. At boning process, Longissimus samples were collected between 12th and 13th ribs for sear force, cooking loss, miofibrilar fragmentation index, total lipids, vitamin D and E concentrations, and retail conditions storage simulation. Meat color and pH of the samples were daily measured. Fatty acid profile samples were collected at first and last day of retail condition storage simulation. There was no effect of vitamin D and E on feedlot performance, carcass characteristics and meat quality, although plasmatic calcium effect was observed. In conclusion, vitamin D and E were not effective to enhance feedlot performance, carcass characteristics and meat quality of feedlot bullocks. / Orientador: Mário De Beni Arrigoni / Coorientador: Cyntia Ludovico / Banca: Angélica Simone do Cravo Pereira / Banca: Saulo da Luz e Silva / Mestre

Orientador: João Batista Campos Silva / Banca: João Batista Aparecido / Banca: Luiz Felipe Mendes de Moura / Resumo: Neste trabalho foram feitas simulações de escoamentos incompressiveis por um método de elementos finitos de mínimos quadrados (LSFEM - Least Squares Finite Element Method), usando as formulações velocidade-pressão-vorticidade e velocidade-pressão-tensão, denominadas na literatura de formulações u − p −ω e u = p −τ respectivamente. Estas formulações são preferidas por resultarem em sistemas de equações diferenciais de primeira ordem, o que é mais conveniente para implementação pelo LSFEM. O objetivo principal deste trabalho é a simulação computacional de escoamentos laminares, transicionais e turbulentos através da aplicação da metodologia de simulação de grandes escalas (LES - Large Eddy Simulation) com o modelo de viscosidade turbulenta de Smagorinky para modelar as tensões submalha. Alguns problemas padrões foram resolvidos para validar um código computacional desenvolvido e os resultados são apresentados e comparados com resultados disponíveis na literatura. / Abstract: In this work simulations of incompressible fluid flows have been done by a Least Squares Finite Element Method (LSFEM) using the velocity-pressure-vorticity and velocity-pressurestress formulations, named, in the literature, u − p −ω and u = p −τ formulations respectively. These formulations are preferred because the resulting equations are partial differential equations of first order, which is more convenient for implementation by LSFEM. The main purpose of this work are the numerical computations of laminar, transitional and turbulent fluid flows through the application of large eddy simulation (LES) methodology using the LSFEM. The Navier- Stokes equations in u − p −ω and u = p −τ formulations are filtered and the eddy viscosity model of Smagorinsky is used for modeling the sub-grid-scale stresses. Some benchmark problems are solved for validate a developed numerical code and the preliminary results are presented and compared with available results from the literature. / Mestre