Os aspectos estatísticos inerente à excitação provocada pelas condições ambientais sobre embarcações amarradas são estudados de forma a estabelecer parâmetros aceitáveis para avaliação da qualidade da resposta dinâmica não-linear de longo prazo das linhas de amarração, em termos de vida em fadiga e do risco de ruptura estática. A abordagem proposta subdivide a resposta de longo prazo numa sequência de eventos de curto prazo, nos quais o processo aleatório é considerado estacionário, embora não necessariamente de banda estreita. Nesses termos, o comportamento dinâmico não-linear das linhas de amarração pode ser tomado na sua essência fundamental, sem a necessidade de simplificações de grande vulto. Como parte do procedimento de cálculo, propõe-se que as tensões de curto prazo sejam obtidas por integração direta, no domínio do tempo, do equilíbrio dinâmico de cada linha isolada de amarração, nos moldes já hoje consubstanciados em programas de computador comercialmente disponíveis. Finaliza-se com a apresentação de um exemplo de aplicação do método, para o caso da plataforma semi-submersível GVA 4500 da Petrobrás, que vai operar na Bacia de Campos numa lâmina d\'água ao redor de 1000 m . Atende-se com este trabalho, portanto, alguns dos anseios estabelecidos no \"Programa de Capacitação Tecnológica em Sistemas de Exploração para Águas Profundas (PROCAP)\" da citada empresa, buscando cumprir o objetivo de colocar o conhecimento tecnológico nacional adaptado à realidade do país, tornando-o menos dependente da importação de tecnologias estrangeiras, nem sempre, ou quase nunca, voltadas às nossas reais necessidades. / The inherent statistic aspects due to environmental loads acting on moored vessels are investigates in order to obtain reliable parameters to evaluate the long-term non-linear dynamics response of the mooring lines, as for the fatigue life and the risk of static failure. The proposed approach divides the long-term response into a sequence of short-term events, in which the random process is regarded as stationary, but not narrow band. Thus the non-linear dynamic behavior of the mooring lines can be treated on its fundamental essence, without large simplifications. As part of the calculation procedure, the short-term tensions are obtained by integrating directly the equations of motion for each single mooring line, as performed by the available commercial computer programs. Finally an example of application is presented, for the Petrobrás semisubmersible platform GVA 4500, that will be operating at Bacia de Campos in a water depth of 1000 m. This work goes toward the aims of the \"Programa de Capacitação Tecnológica em Sistemas de Exploração para Águas Profundas (PROCAP)\", in order to take the national technological knowledge adapted to the country actuality, and avoid the importation of foreign technologies, that are, almost never, turned to our actual needs.

As linhas flexíveis utilizadas em sistemas flutuantes para produção de petróleo são solicitadas por esforços ambientais de natureza aleatória durante toda sua vida útil. Sua resposta dinâmica de longo prazo as solicitações do ambiente, embora não estacionaria pode ser vista como sendo uma sucessão de processos aleatórios estacionários, associados a probabilidades de ocorrência de condições ambientais de curto prazo. Através de simulações da resposta não linear as solicitações de curto prazo, uma descrição probabilística de segunda ordem da resposta das linhas flexíveis pode ser obtida por analise biespectral. A resposta estacionaria não gaussiana fica então sendo caracterizada no domínio da frequência pela identificação de suas energias linear e não linear. A energia linear define um processo gaussiano, e a energia não linear corresponde à parcela não gaussiana da resposta. Uma regressão quadrática da resposta no domínio da frequência permite obter sua função característica, que e a transformada de Fourier da função de densidade de probabilidade. Desta forma, a resposta estacionaria e representada pela soma de parcelas lineares e quadráticas de variáveis aleatórias gaussianas independentes, e a obtenção da função característica faz-se através da solução de um problema de autovalores e autovetores de uma matriz real e simétrica. / Sem resumo em inglês.

Orientador: José Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T06:24:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabro_AdrianoTodorovic_M.pdf: 6602156 bytes, checksum: 3a18dd67bde7f65ae2e4dd268670356d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esta dissertação tem como objetivo geral levar 'a realidade industrial subsídios para a modelagem e análise de sistemas mecânicos lineares com variabilidade, assim como metodologias computacionais para quantificação de incertezas, para fins de aplicação em projeto. Neste sentido, foram realizados estudos sobre técnicas de modelagem e análise estocástica de sistemas mecânicos lineares aplicadas, inicialmente, a algumas estruturas simples, de baixo custo computacional, por meio de simulações em MatLabR. Propõe-se uma abordagem probabilística para a modelagem de incertezas baseada no Princípio da Máxima Entropia para a flexibilidade relativa a uma trinca aberta e não propagante em uma barra modelada através do Método do Elemento Espectral (SEM). Também é apresentada uma abordagem para o tratamento de problemas de campo aleatório utilizando o SEM, onde são utilizadas soluções analíticas da decomposição de Karhunen-Lo'eve. Uma formulação para elementos de viga do tipo Euler-Bernoulli é apresentada e um exemplo em que a rigidez à flexão é modelada como um campo aleatório Gaussiano é tratado. Uma abordagem para análise estocástica do comportamento dinâmico de uma tampa de compressor hermético é proposta. Uma aproximação por elementos finitos obtida com o software Ansys R foi utilizada para representar o comportamento determinístico de uma tampa de compressor, e duas abordagens de modelagem estocástica são comparadas. Um ensaio experimental foi realizado com tampas nominalmente idênticas, sendo medidas apenas frequências naturais com excitação por impacto, de modo a se poder compará-las com os valores obtidos teoricamente / Abstract: This dissertation has as a general objective to bring to the industrial reality subsidies for modeling and analysis of linear mechanical systems with variability, as well as computational methodologies to the uncertainty quantification, aiming industrial design applications. In that sense, theoretical studies about stochastic modeling and analysis for mechanical linear systems were performed. They were applied, firstly, to simple and computationally low cost structures using MatlabR. In that sense, a probabilistic modeling approach based on the Maximum Entropy Principle was proposed to treat the flexibility related to an open and nonpropagating crack in a rod modeled using the Spectral Element Method (SEM). An approach for the treatment of random field problems using SEM, which uses analytical solutions of the Karhunen-Lo'eve Decomposition, is also addressed. An Euler-Bernoulli beam formulation was used, and an example where the flexural stiffness is modeled as a Gaussian random field is presented. A finite element approximation obtained with the software Ansys R was used to represent the deterministic dynamic behavior of a compressor cap shell, and two stochastic modeling approaches were compared. Experiments were performed using nominally identical cap samples. Natural frequencies were measured using impact excitation in order to compare with the theoretical results / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Pedro José Catuogno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-16T07:50:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albuquerque_RobertaRodrigues_M.pdf: 577918 bytes, checksum: 382f6bfc15bbbcfa2efbd32b5ec398e7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho estamos interessados no transporte paralelo da geometria diferencial no contexto do cálculo estocástico. Inicialmente resumimos os pontos fundamentais da geometria riemmaniana como as idéias de conexão, curvatura, transporte paralelo, a identidade de Bochner-Weitenböck e o mapa de desenvolvimento de Cartan, em seguida desenvolvemos alguns resultados da geometria estocástica como a fórmula geométrica de Itô, mas para isto inserimos brevemente a chamada geometria de segunda ordem. Ao final, examinaremos o transporte paralelo estocástico em algumas circunstâncias como no mapa de desenvolvimento estocástico, mapa de rolamento estocástico, construção do movimento Browniano em variedades e ainda com fluxos estocásticos na solução da equação de Stratonovich / Abstract: This dissertation is about the stochastic version of the parallel translation in the differential geometry. In the beginning it provides some basic background to Riemannian geometry, for example, the definiton of conexion, curvature, parallel translation, the Bochner-Weitenböck identity and the Cartan's rolling map theorem. After that, it is to dedicate to development of some results on stochastic geometry as the geometric Itô formula, but to do that it is important to study the second order geometry. In the end, it is essential to give attention to stochastic parallel transport in some environment as the Cartan's rolling map in the stochastic context, stochastic rolling constuctions, Brownian motion on manifolds and the stochastic flow as the solution of the Stratonovich equation / Mestrado / Geometria Estocastica / Mestre em Matemática

Orientador: Pedro Jose Catuogno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_LuisRobertoLucingerde_M.pdf: 590031 bytes, checksum: edf2150b0c1f63711d772e36d25e7e5f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nessa dissertação, demonstraremos uma fórmula de Itô para distribuições temperadas, ou seja, para uma distribuição F em S¿. Para tanto, apresentaremos a teoria das distribuições temperadas e do cálculo estocástico necessária para esta finalidade / Abstract: In this work, we will prove an Itô formula for tempered distributions, that is, for a distribution F in S0. To achieve this, we will introduce the theory of tempered distributions and of stochastic calculus that will be needed. / Mestrado / Analise Matematica / Mestre em Matemática

Orientador: Pedro José Catuogno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castrequini_RafaelAndretto_D.pdf: 917541 bytes, checksum: c03f74c254be62fceaa032d8a3fd40ec (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Provaremos uma fórmula do tipo Itô-Ventzel para caminhos Hölder cujo expoente é maior que 1/3. Os exemplos fundamentais de caminhos onde a fórmula é válida é o movimento Browniano fracionário. Nossa fórmula estende (e coincide) a versão clássica feita por H. Kunita na década de 80. As ferramentas utilizadas residem no contexto dos rough paths seguindo a abordagem de M. Gubinelli. Tais tecnicas começaram a serem desenvolvidas por T. Lyons no final de 90. Como aplicação, estudaremos equações diferenciais dirigidas por caminhos cujo expoente é maior que 1/2 (Sistemas de Young). Onde a idéia aqui é empregar nossa fórmula aplicando o método das caracteristicas nesse contexto, seguindo novamente os trabalhos de H. Kunita / Abstract: We prove an Itô-Ventezel type formula for Hölder paths with exponent is greater than 1/3. The most important class of examples of theses paths is given by fractional Brownian motion. Our formula is an extension (and agree) to classic version done by H. Kunita in 80's. The technical tools used rely on rough path theory following M. Gubinelli's approach. Those techniques were developed in the late 90's. by T. Lyons. As an application, we study differential equations driven by paths with exponent greater than 1/2 (Young Systems). The ideia here is to employ our formula together with method of characteristics in this setting, following Kunita's work / Doutorado / Matematica / Doutor em Matemática

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SallesCorrea_Diogo_D.pdf: 3415156 bytes, checksum: 7835be5cca9af3b1ec11e37200c2f1d3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A penetração em massa de equipamentos eletrônicos de maior eficiência energética em residências está resultando em distorções significativas das formas de onda de tensão e corrente dos modernos sistemas de distribuição. Há uma necessidade crescente de técnicas que permitam determinar o impacto coletivo destas cargas residenciais nos níveis de distorção harmônica. Tais técnicas podem ser usadas, por exemplo, para prever os impactos da adoção em massa de lâmpadas fluorescentes compactas. Nesse contexto, esta tese de doutorado propõe uma técnica probabilística para avaliação do impacto dessas cargas residenciais na qualidade de energia tanto no primário como no secundário dos sistemas de distribuição de energia elétrica. O método modela individualmente e de forma estocástica as injeções harmônicas dos típicos eletrodomésticos a partir da distribuição da probabilidade de que cada aparelho seja ligado, a qual foi obtida a partir da pesquisa de dados de comportamento de carga. O resultado é um circuito elétrico equivalente harmônico variável no tempo representando uma casa residencial. Além disso, um modelo probabilístico para transformadores de distribuição foi desenvolvido através da combinação do transformador e das casas conectadas. Resultados de medições de campo confirmaram a validade da modelagem proposta. Em seguida, a metodologia proposta foi aplicada para investigar o impacto de tais cargas residenciais sobre a qualidade de energia dos sistemas de distribuição, tanto no primário como no secundário. Impactos como distorção harmônica na tensão e corrente; carregamento do transformador; elevação da tensão e corrente do neutro; interferência telefônica foram avaliados. A evolução dos impactos ao longo dos próximos anos, a partir de dados de tendências de mercado, também foi determinada. Adicionalmente, realizaram-se estudos para verificar a eficácia de duas soluções possíveis para mitigar distorção harmônica, sendo que a primeira consistiu em adotar os limites de emissão harmônica definidos pelo guia técnico IEC; e a segunda consistiu na instalação de filtros harmônicos no primário do sistema de distribuição / Abstract: The proliferation of electronic-based residential loads has resulted in significant harmonic distortion in the voltages and currents of distribution power systems. There is an urgent need for techniques that can determine the collective harmonic impact of these modern residential loads. Such techniques can be used, for example, to predict the harmonic effects of widespread adoption of compact fluorescent lights (CFLs). In response to this need, this PhD thesis proposes a versatile Monte Carlo simulation method for evaluating the potential impact of such residential loads on the harmonic levels of power distribution systems. The method models the random harmonic current injections of residential loads by simulating their operating states. This is done by determining the switch-on probability of a residential load based on load research results. The result is a time-varying harmonic equivalent circuit representing a residential house. By combining multiple residential houses supplied from a service transformer, a probabilistic model for service transformers is also derived. Field measurement results confirmed the validity of the proposed technique. The proposed methodology is applied to a typical distribution system for evaluating the impact of residential loads on several power quality aspects. The results of different case studies proved to be valuable in answering the following questions: (1) What are the potential power quality impacts of distributed nonlinear residential loads on primary and secondary power distribution systems? The example impacts include voltage distortion, zero sequence harmonics, neutral voltage/current rise, telephone interference, metering error, increased losses, overloading of distribution transformers. (2) How serious the impacts will become when more and more energy efficient appliances and consumer electronics penetrates into the residential loads? (3) If the consequence is of concern, what are the strategies and options available for utilities to manage the problem? / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Regis Caron Ruffino / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FabianoBorgesda_M.pdf: 388532 bytes, checksum: 847fc3b7dce8c11700ac92aff1ce3c34 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho tem por finalidade explorar resultados de aplicacoes harmonicas, atraves do calculo estocastico em variedades. Esta organizado da seguinte forma: Nos dois primeiros capitulos sao introduzidos conceitos e resultados sobre calculo estocastico no Rn, geometria diferencial e grupos de Lie. No terceiro capitulo temos as definicoes de aplicacoes harmonicas e a equacao de Euler-Lagrange. E finalmente, no ultimo, damos uma caracterizacao para aplicacoes harmonicas atraves de martingales, que sera importante para explorar alguns resultados sobre aplicacoes harmonicas do ponto de vista do calculo estocastico em variedades / Abstract: In this work we explore results of harmonic mappings, via stochastic calculus in manifolds. The text is organized as follows: In the first two chapters, we introduce concepts and results about stochastic calculus in Rn, differential geometry and Lie groups. In the third chapter we have the definitions of harmonic mappings and the Euler-Lagrange equation. Finally, in the last chapter, we give a characterization of harmonic mappings via martingales, this will be important to explore some results about harmonic mappings from the point of view of stochastic calculus in manifolds / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

M.Ing. / Stochastic analysis of water distribution systems allow the performance of systems to be evaluated under more realistic conditions that involve both deterministic and probabilistic factors. A software package called Mocasim II has been developed to perform stochastic analysis on water supply systems. This allows the relationship between the reliability of the supply system and the capacity of its service reservoir(s) to be quantified using Monte Carlo analysis. In a Monte Carlo analysis the factors which influence the reliability of the system such as water demand, fires, and pipe failures are simulated stochastically over a long period of time. A reliability-capacity relationship is quantified by analysing the failure behaviour of different service reservoir sizes. A previous version of Mocasim used a simple mass balance model for calculating the flows in simple, linear distribution networks. Mocasim II extends the functionality of its predecessor by enabling the probabilistic modelling of more complex water distribution models. This was achieved by integrating the stochastic modelling technique into the Epanet hydraulic analysis software package. Mocasim II was designed using an object-oriented model which has various advantages such as ease of programme testing, upgrading and maintaining as well as minimum repetitive code and a logical structure. Additional capabilities of Mocasim II include the determination of probability distributions for network properties such as flow rate, pressure and water quality at any node in the network. This will assist in estimating the levels of service of a water supply system. This project focussed on developing sections of Mocasim II to be integrated with existing software such as Mocasim I, the Epanet hydraulic engine, OOTEN, and a random number generator. The software was tested thoroughly. This involved testing each class separately as well as applying it to a test case which is a simple network consisting of a source, reservoir and demand node. The theoretical background of the stochastic model has been investigated and various aspects discussed. Various case studies in Windhoek-Namibia, Mabeskraal-South Africa and an Epanet design example demonstrate the capabilities of the software and benefits of a stochastic analysis. A workbook to be used in addition to the software's help facility has been developed.

An explicit solution is given for the value of a risk neutral firm with stochastic revenue facing the possibility of bankruptcy. The analysis is conducted in continuous time. Uncertainty is modeled using an Ito process and bankruptcy is modeled as an absorbing boundary. The analysis yields an ordinary differential equation with a closed form solution. The value function is used to calculate the firm's demand for high interest rate loans, showing a positive demand at interest rates which appear intuitively to be excessive. A value function is also derived for a risk neutral lender advancing funds to the firm. The borrowing and lending value functions are then used to examine various aspects of lender-borrower transactions under different bargaining structures. In a competitive lending market, the model shows that credit rationing occurs inevitably. In a monopoly lending market, the lender sets interest rates and maximum loan levels which reduce the borrower to zero profit. When a second borrower is introduced, the lender must allocate limited funds between two borrowers. A lender is shown to squeeze the smaller "riskier" borrower out of the market when the lender's overall credit constraint is tight. Under each bargaining structure, the model is also used to examine changes in the respective "salvage" recoveries of the lender and borrower on bankruptcy. Accepted: / Arts, Faculty of / Vancouver School of Economics / Graduate