Orientador: Masayoshi Tsuchida / Banca: José Manoel Balthalzar / Banca: Adalberto Spezamiglio / Resumo: Osciladores eletromecânicos podem ser modelados matematicamente através da equação de Duffing ou equação de Van der Pol, mesmo que sejam sistemas de escala nanomética. Nesta dissertação analisamos um oscilador forçado sujeito a um amortecimento não-linear, que é representado pela equação de Duffing - Van der Pol. Em geral, não é fácil obter solução analítica exata para esta equação, então a análise é feita utilizando a teoria de perturbações para obter uma solução analítica aproximada. Para isso consideramos certos parâmetros do problema como sendo pequenos parâmetros, e obtemos a solução na forma de expansão direta. Devido o fato da frequência natural do sistema dinâmico depender do pequeno parâmetro, essa expansão é não uniforme, ou seja, apresenta termos seculares mistos (termos de Poisson), e além disso possui pequenos divisores. Essas inconveniências são eliminadas aplicando o método das múltiplas escalas e o método da média. Inicialmente os pequenos parâmetros são escolhidos de modo que o problema não perturbado se reduz a um oscilador harmônico forçado, e na escolha posterior o problema não perturbado é um oscilador linear amortecido e forçado. / Abstract: Electromechanical oscillators can be mathematically modeled by a Du±ng equation or a Van der Pol equation, even if they are nanometric systems. In this work we studied a forced oscillator having nonlinear damping, that is represented by a Du±ng - Van der Pol equation. In general, it is not easy to get the exact analytical solution for this equation, then the analysis is done using the perturbation theory to get an approximate analytical solution. For this reason we considered that certain parameters of the problem are small parameters and we obtain the solution in the form of straightforward expansion. Due to the fact that natural frequency of the dynamic system depends on the small parameter, this expansion is not uniform, i.e. presents secular terms (Poisson terms) and also small-divisors. These inconveniences are eliminated using the method of multiple scales and the aver- aging method. Initially the small parameters are chosen so that the unperturbed problem is reduced to a forced harmonic oscillator, and in the subsequent choice the unperturbed is a forced oscillator having linear damping. / Mestre

Orientador: José Roberto Campanha / Banca: Makoto Yoshida / Banca: Camilo Rodrigues Neto / Resumo: Uma oscilação mecânica pode gerar movimentos caóticos através de vibrações irregulares. O estudo da oscilação mecânica caótica é o objetivo deste trabalho e para isto propomos um sistema eletro - magneto mecânico que descreve um modelo físico que trata do movimento de um fio em um campo magnético. Com simulações numéricas estudamos o sistema, usando a transformada rápida de Fourier, expoentes de Lyapunov, diagrama de bifurcação, seção de Poincaré, trajetórias de plano de fase e gráficos das posições do fio em função do tempo que oscila em movimentos periódicos e caóticos. / Abstract: A mechanical oscillation can to generate chaotic movements through irregular vibrations. The study of chaotic mechanical oscillation is the objective of this work and for this we proposed a mechanical electro - magneto system that describes a physical model that treats the movement of a thread in a magnetic field. With numeric simulations, we studied the system using the fast Fourier transform, Lyapunov exponents, bifurcation diagram, Poincaré section, phase plane trajectories and graphs of the thread positions in time function that oscillate in periodic and chaotic movements. / Mestre

CAPES / O presente trabalho evidencia alguns aspectos das equações de diferenças lineares com coeficientes constantes, algumas de suas aplicações e algumas formas de resolução das mesmas. As equações de diferenças não lineares foram analisadas de forma qualitativa, ou seja, através de seus pontos de equilíbrio e a análise da estabilidade desses pontos. As equações de diferenças são úteis quando se pretende trabalhar com sistemas dinâmicos discretos, ou seja, em situações onde as grandezas mudam a cada intervalo de tempo. Uma de suas aplicações consiste no estudo de crescimento populacional e aqui, em especial, veremos os modelos desenvolvidos por Malthus (crescimento geométrico) e Verhulst (crescimento logístico). Uma análise comparativa será realizada com o intuito de verificar se o modelo de Verhulst se adequa aos dados oficiais e o quanto ele é capaz de acompanhar as projeções oficiais. / The present work aims to show some aspects of linear differences equations with constant coefficients, some of their applications and some ways of solving them. The nonlinear differences equations were analyzed in a qualitative way, through their equilibrium points and stability analysis of these points. The difference equations are useful when working with discrete dynamic systems, in situations where the quantities change within each time interval. One of its applications is the study of population growth, and here, in particular, we will see the models developed by Malthus (geometric growth) and Verhulst (logistic growth). A comparative analysis will be carried out to verify if the Verhulst model fits the official data and how much it is able to follow the official projections.

Orientador: Paulo Ricardo da Silva / Banca: Luis Fernando Mello / Banca: João Carlos Ferreira Costa / Resumo: Nesta dissertação estudamos critérios para determinar a existência, a não existência e a unicidade de ciclos limites de campos de vetores planares. Mais especificamente, estudamos equações de Lienard Äx + f(x; _ x) _ x + g(x) = 0; onde f e g satisfazem determinadas hip¶oteses. Em particular estudamos a equa»c~ao de van der Pol Äx + "(x2 ¡ 1) _ x + x = 0; a qual é conhecida da teoria dos circuitos elétricos. Provamos a existência e a unicidade de ciclos limites para estas equações. Por fim estudamos a equação de van der Pol com o parâmetro" " 1 e o fenômeno canard que ocorre ao considerarmos um parâmetro adicional ®: As técnicas utilizadas s~ao as usuais de Análise Assintótica. / Abstract: In this work we study the existence, the non existence and the uniqueness of limit cycles of planar vector felds. More specifically, we study Lienard equations Äx+f(x; _ x) _ x+g(x) = 0; where f and g satisfy some hypothesis. In particular we study the van der Pol equation Äx + "(x2 ¡ 1) _ x + x = 0; which is knew of the circuit theory. We prove the existence and the uniqueness of limit cycles for these equations. In the last part we study the van der Pol equation with the parameter " " 1 and the canard phenomenon which appears when we consider an additional parameter ®: The techniques employed are the usual in the Asymptotic Analysis. / Mestre

Orientador: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Juliana Conceição Precioso Pereira / Banca: Edson Denis Leonel / Resumo: Não disponível / Abstract: Not available / Mestre

Orientador: Vanderlei Minori Horita / Banca: Isabel Lugão Rios / Banca: Claudio Aguinaldo Buzzi / Resumo: Neste trabalho vamos estudar equações diferenciais ordinárias e analisar seu comportamento ao longo de suas trajetórias, com o principal objetivo de encontar, caso possível, uma função de Lyapunov apropriada para o sistema, isto é, dar condição suficiente e necessária para a existência dessa função. / Abstract: In this work we study ordinary differential equations and analyse the behavior along of trajectories. The main goal is to find Lyapunov functions for the system when possibel: i e, we want to find necessary and sufficient conditions for the existence of those. / Mestre

Orientador: Masayoshi Tsuchida / Banca: Márcio José Horta Dantas / Banca: Manoel Ferreira Borges Neto / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo da dinâmica de um sistema vibrante não ideal, composto por um motor e uma mola, conhecido como vibrador centrífugo. O objetivo deste estudo é mostrar a diferença de comportamento do sistema, quando consideramos molas duras (coeficiente de elasticidade cúbica positivo) ou molas suaves (coeficiente de elasticidade cúbica negativo). Para mola dura foi analisada a estabilidade dos pontos de equilíbrio, e mostrada por meio da teoria de variedade central e do teorema de Bezout a existência da bifurcação de Hopf. Para mola suave, þe mostrada a existência de uma órbita heteroclínica conectando dois pontos de sela. Usando o método clássico de Melnikov, é discutida a existência ou não do comportamento caótico para um determinado nível de energia e para certos valores do coeficiente de amortecimento. Toda a análise é acompanhada de simulações numéricas para a confirmação dos resultados. / Abstract: In this work we present a study of the dynamics of a non-ideal vibrating system, composed by a motor and a spring, which is known as centrifugal vibrator. The purpose of this study is to show the difference of behavior of the system when we consider hard springs (positive coefficient of cubical elasticity) or soft springs (negative coefficient of cubical elasticity). For hard spring the stability of the fixed point was analyzed, and by means of the Central Manifolds Theory and the Bezout theorem the existence of the Hopf Bifurcation is shown. For soft spring, it is shown the existence of a heteroclinic orbit connecting two saddle points. Using the classical Melnikov method it is discussed the existence, or not, of the chaotic behavior for some energy level and certain values of the damping coefficient. All the analysis is followed by numerical simulations to confirm the results. / Mestre

Orientadores: Jose Manoel Balthazar, João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T10:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cassiano_Jeferson_D.pdf: 8294948 bytes, checksum: b7318ea3e310db82a9fd5af926a9cb2a (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo a determinação analítica da ocorrência de um tipo de caos (irregularidade) determinístico denominado Caos Homoclínico em algumas aplicações da Ciência da Engenharia como, por exemplo, a Robótica e a Teoria de Controle (Controle de Bifurcações e Caótico). Para isto, faz-se uso da chamada Teoria de Poincaré - Mel¿nikov que fornece uma forma analítica para a determinação do tipo de comportamento do sistema (regular ou irregular) / Abstract: This work make the analytical determination of the occurrence of a type of deterministic chaos (irregularity) called Homoclinic Chaos in some applications of the Science of Engineering and mechanics as, for example, the Robotics and the Theory of Control (Chaotic Control of Bifurcations so on). For that purpose, the Theory of Poincaré - Mel¿nikov is used that supplies an analytical form for the determination of the type of the system behavior of the system (regular or irregular) / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João A. F. da Rocha Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T02:32:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_AntonioCesar_D.pdf: 10706432 bytes, checksum: 6751ec412833a32b317b83af03ed2fe0 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Redes Neurais Artificiais (RNA) têm demonstrado um excelente desempenho em detecção e diagnóstico de falhas em muitas aplicações de engenharia. O grande problema quando se usa redes neurais está no fato de qua as redes somente funcionam bem para dados para os quais foi treinada. Isto significa que é necessário usar tantos dados quantos possíveis a fim de se cobrir uma larga faixa de condições operacionais do processo. Muitos dos trabalhos publicados em detecção de falhas estãor relacionados ao comportamento no estado estacionário, e o presente trabalho leva em conta a dinâmica do processo na detecção e diagnóstico de falhas. Um sistema computacional eficiente, baseado em redes neurais com Funções Base Radiais, foi desenvolvido para analisar a influência do comportamento dinâmico de plantas químicas complexas para detectar e diagnosticar falhas. A retropropagação usando a regra delta generalizada (RDG) para o cálculo do gradiente para o treinamento de RNA's não é conveniente para sistemas com grande quantidade de dados. Foi proposta também uma metodologia a qual permite agrupar dados para o estudo e análise de sistems complexos, o que permite a detecção e o diagnóstico em grandes sistemas / Abstract: Artificial Neural Networks (ANN) have demonstrated excellent performance in automatic fault detection and diagnosis in many engineering applications. The great problem when using neural networks, is that neural networks perform only as robustly as the data from which they are trained. This means that is necessary to use as much data as possible in order to cover the wider range of possible operational conditions of the processo Most of the published work on fault detection are related to steady state behavior, and the present work was undertaken to study the process dynamics effects on fault detection. A computational system based on neural networks was developed to analyze the influence of the dynamic behavior of a complex chemical plants to detect and to diagnose faults. An efficient artificial neural network which may be trained through large data sets has also been developed. Although backpropagation using a generalized delta mIe (GDR) for gradient calculation has been popularized as a method of training ANN, it is clear that that this methodology is unsuitable for large data systems. For large data systems we found the great efficiency of neural networks using Radial Basis Functions. Finally, is proposed a methodology which permits to group data from simple lumped systems to study and analyze complex systems which makes possible the detection and diagnosis of the large set of possible of fauIts / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Saul Barisnik Suslick / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:55:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gaspar_AnaTeresaFerreiradaSilva_D.pdf: 2070944 bytes, checksum: abd840647c52a6c6cf1fc318f0e0a772 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta tese apresenta um estudo da viabilidade técnica e econômica da Recuperação Avançada de Óleo (EOR) em um pequeno projeto localizado em um campo maduro no Brasil. O estudo considera duas motivações importantes e complementares: (1) a recuperação avançada de óleo por meio da injeção de CO2 - o gás desloca o óleo residual deixado no local após a produção primária e injeção secundária de água (waterflooding); (2) o armazenamento deste gás no reservatório de óleo e, conseqüente contribuição para a mitigação de emissões de CO2. Os aspectos físicos deste projeto são descritos e um modelo de simulação dinâmica foi desenvolvido para modelar o comportamento do sistema seqüestro de CO2 - EOR ao longo do tempo. Este modelo leva em conta os requisitos de energia para todo o processo de seqüestro de CO2 e suas respectivas emissões inerentes ao processo. Adicionalmente, uma metodologia é proposta para estimar os principais determinantes financeiros do projeto de seqüestro de CO2 (custos de compra do CO2, compressão, transporte e armazenamento) por meio de EOR. A avaliação do projeto é derivada de um modelo de fluxo de caixa, levando-se em conta o perfil de produção do reservatório, preço, custos de capital (CAPEX), custos operacionais (OPEX), créditos de CO2, depreciação, premissas fiscais etc. Um estudo de análise de sensibilidade é realizado para identificar as variáveis mais críticas. A viabilidade econômica do projeto, como esperado, é muito sensível ao preço do óleo, produção de óleo e CAPEX. Além disso, há a contribuição para a mitigação do gás de efeito estufa (GEE), armazenando uma quantidade significativa de CO2 no reservatório onde pode permanecer por milhares de anos. / Abstract: This thesis presents a technical and economic feasibility study for CO2 EOR in a small project located in a mature oilfield in Brazil. The present study considers two important and complementary motivations: (1) EOR - CO2 displaces residual oil left in place after primary production and secondary water flooding; (2) storage of this gas in the oil reservoir and hence, contributing to mitigate CO2 emissions. The physical aspects of this project are described and a dynamic simulation model has been developed in order to model the behavior of the CO2 Sequestration - EOR system and its emissions due to the process over time. This model takes into account the energy requirements for the whole CO2 sequestration process. Additionally, a breakdown cost methodology is proposed in order to estimate the main financial determinants of the integrated EOR with CO2 sequestration (costs of CO2 purchase, compression, transportation and storage). Project evaluation is derived from a cash flow model, regarding reservoir production profile, price and costs, capital expenditures (CAPEX), operating expenditures (OPEX), carbon credits, depreciation time, fiscal assumptions etc. A sensitivity analysis study is carried out in order to identify the most critical variables. Project feasibility, as expected, is found to be very sensitive to oil price, oil production, and CAPEX. Moreover, there is the contribution from the mitigation of the Green House Gas (GHG) by storing a significant amount of CO2 in the reservoir where it can remain for thousands of years. / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo