Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:37:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332125.pdf: 3744232 bytes, checksum: 5807ec24cfba9a0589e3939cb54cedc3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Quando instalados em zonas urbanas, pequenos aerogeradores estão sujeitos a altos níveis de turbulência atmosférica, influenciados pela elevada complexidade do terreno. O presente trabalho avalia o impacto da estabilidade atmosférica no desempenho de um pequeno aerogerador em um terreno complexo e propõe uma análise de performance com a utilização da estabilidade atmosférica e intensidade de turbulência como parâmetros de análise. O comprimento de Obukhov é escolhido para representar a estabilidade, por ser capaz de quantificar os mecanismos de transporte turbulento de quantidade de movimento e calor ao longo da porção superficial da camada limite atmosférica. A bancada experimental utilizada como estudo de caso é composta de um pequeno aerogerador de 2,1kW de potência e uma torre anemométrica instrumentada com um anemômetro sônico 3D, ambos instalados a 18m ao lado de um prédio no campus da Universidade. Dois anos de dados anemométricos apontam para uma intensidade de turbulência média igual a 32% no local. A base de dados selecionada possui 4287h de dados brutos ao longo de seis meses. A curva de potência medida de acordo com as recomendações da IEC mostrou um desempenho 14% acima da curva do fabricante, mas com queda na potência próximo à velocidade nominal. A correlação entre maior geração em baixas velocidades e altos níveis de turbulência concorda com estudos prévios. Três classes de estabilidade atmosférica foram definidas de acordo com o comprimento de Obukhov. Curvas de potência para cada classe foram então comparadas com a média. Desvios de até 51% foram observados entre diferentes classes de estabilidade. Para velocidades acima de 8 m/s, a condição instável foi predominante e evidenciou a tendência de queda na potência, onde o parâmetro intensidade de turbulência não conseguiu resultados consistentes. Os resultados mostram a consistência da metodologia proposta para análise de desempenho de pequenos aerogeradores com base em parâmetros físicos e estatísticos. Por fim, a construção de superfícies de potência em função da estabilidade e turbulência demonstram bons resultados na descrição da potência extraída próxima à velocidade nominal.<br> / Abstract: Small wind turbines in urban environment conditions are usually under high levels of ambient turbulence, influenced by the terrain complexity at the site. The present work evaluates the impact of atmospheric stability on a small wind turbine in a complex terrain, proposing a performance assessment that uses both atmospheric stability and turbulence intensity as criteria. The Obukhov length is chosen as a classification parameter, which is able to quantify the turbulent transport of momentum and heat over the lower portion of the atmospheric boundary layer. The experimental setup used a 2.1 kW wind turbine along with a met mast instrumented with a 3D sonic anemometer, both installed at 19 m next to a two-story building with few nearby obstacles on the university campus. Two years of 10 min wind data show an average turbulence intensity of 32% on site. Therefore, an urban zone environment could be studied with 20 Hz turbulent flux measurements. The selected dataset consists of 4287h of raw data covering a six-month period. Measured power curve following IEC recommendations shows an average performance 14% above the expected manufacturer curve, but with decreasing power output close to the rated wind speed. Values relating power collection increase at low wind speeds with high turbulence levels concur with previous studies. Atmospheric stability was divided into three classes, based on Obukhov length. Stability-dependent power curves were compared with the measured average. Deviations up to 51% in power output were observed between different stability conditions. Above 8 m/s, unstable conditions were predominant and evidenced the declining power tendency, where turbulence intensity was unable to give a consistent outcome. Results reported herein validate a suitable approach for small wind turbines assessment using both physical and statistical parameters as classification criteria. Power surfaces also shows why the proposed assessment better explains the turbine behavior close to rated conditions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-01-15T14:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336697.pdf: 23130850 bytes, checksum: 730964306d35f2d28e6c9c47c30b8908 (MD5) Previous issue date: 2015 / A atmosfera terrestre é um meio não homogêneo e turbulento que provoca absorção, ree- missão e espalhamento da luz proveniente de estrelas. Esses efeitos sobre a luz distorcem a forma da frente de onda que chega aos telescópios na Terra. A Óptica Adaptativa é uma técnica utilizada para recuperar a qualidade da imagem de um telescópio. Novos métodos em Óptica Adaptativa precisam ser testados em laboratório antes de aplicá-los em um telescópio, para não desperdiçar tempo que poderia ser utilizado em observações astronômicas. O ambiente de observação recriado em laboratório precisa inserir as aberrações ópticas provocadas por esta turbulência atmosférica. Uma maneira de simular os efeitos da atmosfera terrestre sobre uma imagem é usar um Modulador Espacial de Luz - SLM (do inglês Spatial Light Modulator). De acordo com um modelo que descreve as perturbações introduzidas sobre a frente de onda pela atmosfera é possível reproduzir os efeitos da turbulência sobre um SLM e deformar a frente de onda em uma bancada óptica. O modelo de Kolmogorov caracteriza as distorções sobre a frente de onda em termos de flutuações dos índices de refração do ar provocados pela variação de propriedades físicas da atmosfera e pela turbulência dos ventos. Nesta dissertação mostro como é possível utilizar o SLM para simular os efeitos da turbulência atmosférica sobre uma imagem astronômica. Neste trabalho apresento como esse modulador espacial de luz pode ser utilizado para simular a turbulência atmosférica usando métodos criados para a Óptica Adaptativa.<br> / Abstract : The Earth s atmosphere is an inhomogeneous and turbulent medium that causes absorption, emission and scattering of the light from stars. These e?ects on the light distort the shape of the wavefront that reaches the Earth observatories. The Adaptive Optics is a technique used to retrieve the image quality of a telescope due to loss of resolution caused by the atmospheric turbulence. New methods in Adaptive Optics need to be tested in the laboratory before applying it in a telescope, which would require a time that could be used in astronomical observations. The observation environment recreated in the laboratory must introduce the optical aberrations caused by this atmospheric turbulence. One way to simulate the effects of the atmosphere on an image is to use a Spatial Light Modulator - SLM. According to a model describing the disturbances introduced on the wavefront by the atmosphere it is possible to reproduce the effects of turbulence with a SLM and produce a distortion of the wavefront in an optical bench. The Kolmogorov model of turbulence describes the distortions in the wavefront in terms of fluctuations in the refraction index of the air caused by the variation of physical properties of the atmosphere and the turbulence caused by the wind. In this thesis, I show how the SLM can be used to simulate the e?ects of atmospheric turbulence on an astronomical image using methods created for AO.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-09Bitstream added on 2014-08-13T17:59:34Z : No. of bitstreams: 1 000776672.pdf: 972599 bytes, checksum: 70e8eba6a863da39a83726b43a392083 (MD5) / O trabalho aborda modelos de estimativa da radiação atmosférica de ondas longas (LW↓) em Botucatu-SP-Brasil e foi dividido em três partes. A parte 1 aborda modelos de estimativa clássicos da literatura em função da temperatura (Ta) e da pressão de vapor d´água (ea) para condições de céu sem nuvens. Foram feitos ajustes de coeficientes para 14 modelos da literatura em função do clima local de Botucatu. Em seguida foi proposto um modelo semelhante aos modelos clássicos da literatura (LW↓ = f(Ta, ea)), por meio de regressão, com dados medidos em Botucatu e com elevado coeficiente de determinação (R2 = 0,935). A validação do modelo proposto utilizou uma base de dados independente da geração do modelo e foi realizada por meio da comparação entre o valor estimado com o medido. Os indicativos estatísticos MBE e RMSE, obtidos da validação, mostram que o modelo proposto apresentou resultados na mesma ordem de grandeza dos modelos clássicos da literatura. A parte 2 traz o desenvolvimento de um modelo de estimativa da radiação atmosférica de ondas longas (LW↓) a partir da radiação de ondas curtas (extraterrestre (Io), global (G) e difusa (d))para todos os tipos de cobertura de céu. Correlacionou-se, por meio de regressão linear, a radiação atmosférica de onda longa (LW↓) com os índices radiométricos Kt (razão entre (G) e (Io)) e Kd (razão entre (d) e (G)), ambas com elevado coeficiente de determinação (R2 = 0,981 entre LW↓ e Kt e R2 = 0,963 entre LW↓ e Kd). A relação direta entre (LW↓), (G) e (d) em superfície terrestre foi 2 verificada após análise climática e estatística das três componentes utilizando um banco de dados de 7 anos de medidas. Nas estações primavera e verão, os valores de (LW↓), (G) e (d) são maiores, acompanhadas das elevações de temperatura e concentração de nuvens e vapor d’ água na atmosfera ... / This work describes estimation models of atmospheric longwave radiation (LW↓) in Botucatu-SP-Brazil, and was divided into three parts. Part 1 discusses models of classic literature estimated as a function of temperature (Ta) and water vapor pressure (ea) for cloudless conditions. Adjustment coefficients were made for 14 models in the literature depending on the local climate of Botucatu. Then it was proposed similar to classical models (LW↓ = f (Ta, ea)) model by means of regression and measured data Botucatu with a high coefficient of determination (R2 = 0.935). The validation of the proposed model used a independent database of model generation was performed by comparing the estimated with the measured value. Statistical indicative MBE and RMSE obtained show that the proposed model results presented the same order of magnitude of the classical models of the literature. Part 2 brings the development of a model for estimating the atmospheric longwave radiation (LW↓) from the short-wave radiation (extraterrestrial (Io), global (G) and diffuse (d)) for all types of sky coverage. Correlated by linear regression, the atmospheric longwave radiation (LW↓) with radiometric ratios Kt (ratio between (G) and (Io)) and Kd (ratio between (d) and (G)), both with high coefficient of determination (R2 = 0.981 between LW↓ and Kt and R2 = 0.963 between LW↓ and Kd). The direct relationship between (LW↓), (G) and (d) on surface was verified after climate and statistical analysis of the three components using a database of 7 years of measurements. In the spring and summer seasons, the values of (LW ↓), (G) and (d) are higher, accompanied by increases in temperature and concentration of clouds and water vapor in the atmosphere. In the autumn and winter seasons, the values of (LW↓), (G) and (d) are smaller, therefore the values of temperature and concentration of clouds and water vapor are also ...

Orientador : Prof. Dr. Luiz Carlos Matioli / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 10/12/2015 / Inclui referências : f. 103-107 / Área de concentração : Programação matemática / Resumo: Este trabalho tem por objetivo propor um sistema de identificação, monitoramento e previsão de tempestades elétricas em uma região de linha de transmissão de energia do Brasil utilizando apenas informações de descargas atmosféricas. Na etapa de identificação das tempestades é utilizada clusterização espacial/temporal das descargas, para o monitoramento são realizadas conexões entre clusters de acordo com a velocidade de deslocamento dos núcleos das tempestades e finalmente a previsão uma hora à frente é obtida por meio de extrapolação de dados. As variáveis das tempestades elétricas acompanhadas e previstas são: posição central (latitude e longitude), número médio de descargas por hora, distribuição espacial das descargas dentro das tempestades e média do valor absoluto do pico de corrente de descargas que compõem as tempestades. O sistema é calibrado por meio da otimização de um problema irrestrito baseado em índices de monitoramento e previsão. Exemplos práticos são apresentados para a região piloto, onde diversos gráficos ilustram o produto do sistema proposto. Palavras-chave: Análise de Agrupamento. Convergent Data Sharpening. Descargas Atmosféricas. Tempestades Elétricas. Previsão à Curto Prazo. / Abstract: This work aims to propose a system of identification, monitoring and forecasting of electrical storms on a region of Brazilian power transmission line using lightning information only. In the step of storms identification is used spatial/temporal lightning clustering, to monitoring are performed connections between clusters according to the displacement speed of the storms cores and finally the forecast one hour ahead is obtained by data extrapolation. The monitored and forecasted variables of the electrical storms are: center position (latitude and longitude), average number of lightning per hour, spatial distribution of lightning into the storms and average of the absolute value of the peak current of lightning that comprise the storms. The system is calibrated by optimizing an unrestricted problem based on monitoring and forecasting indexes. Practical examples are presented to the pilot region and several graphs illustrate the proposed system product. Key-words: Cluster Analysis. Convergent Data Sharpening. Lightning Strokes. Electrical Storms. Forecast Short Term.

Resumo: O trabalho apresenta uma metodologia inovadora baseada em Lógica Nebulosa para a geração de alertas de descargas elétricas atmosféricas. Essa metodologia utiliza informações sobre o campo elétrico atmosférico, a dinâmica dos eventos de descargas elétricas ao redor do local de interesse e informações sobre a distância de incidência dos relâmpagos. Essas informações foram combinadas através da Lógica Nebulosa a qual teve suas funções de pertinência otimizadas através de Algoritmos Genéticos e Algoritmos de Evolução Diferencial. A metodologia proposta foi testada em um estudo de caso para a geração de alertas de raios em uma refinaria de petróleo. Os resultados foram comparados entre si e com outros sistemas através dos indicadores de desempenho criados para esse fim. A partir desses indicadores e da função objetivo com múltiplos parâmetros pode-se concluir que esta nova metodologia possui maiores vantagens na geração de alertas de incidências de descargas elétricas atmosféricas.

Orientador : Marco Aurelio Cremasco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T20:23:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_KikiPinheirode_M.pdf: 2154978 bytes, checksum: f7a8694958832f2404e8e752ff8c4c92 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: No presente trabalho é estudado um secador atmosférico por contato com agitação mecânica, por intermédio da obtenção de curvas de cinética e de fluxo de secagem sob diversas condições operacionais de carga úmida de material, temperatura de aquecimento da superfície metálica, intensidade de agitação mecânica do material úmido e diâmetro da partícula. Os materiais de teste foram o pó de café (após a primeira extração) e esferas de vidro. Os resultados da cinética de secagem apresentaram um período constante de remoção de umidade e justificaram que o secador pode ser utilizado na secagem de materiais com características similares a esfera de vidro e ao pó de café. Já as curvas de fluxo de secagem experimentais foram comparadas com um modelo encontrado na literatura, que é baseado na teoria da penetração. Tais curvas ajustaram-se razoavelmente somente para as esferas de vidro enquanto que para o pó de café este modelo não se ajustou. Por meio de um planejamento experimental 23 somente para o pó de café, verificou-se que, para a variável de resposta umidade final do material, as variáveis independentes temperatura da placa de aquecimento e carga de material apresentaram significância estatística. Já para a variável temperatura final do material somente a temperatura da placa apresenta significância / Abstract: In the present work an atmosferic contact dryer agitated mechanically by scrapers was studied through its drying kinetics and drying flux curves under several operating parameters (material load, plate temperature, rotation speed and particle diameter). Coffee grounds after extraction and glass spheres were used as test materials. The results of the drying kinetics presented a constant period of moisture removal, justifying the fact that the dryer can be used for drying of particulate materials with similar properties. The drying experimental fluxes were also compared with a model found in the literature, which is based on the penetration theory. Such fits were adjusted reasonably only for the spheres of glasses while for coffee grounds the model didn't adjust. Using a 23 experimental planning only for the coffee grounds, was observed that the plate temperature and material load affected the final moisture content of the particle and while the plate temperature affected the final temperature of the particles / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Arnaldo Alves Cardoso / Coorientador: Maria Angélica Martins Costa / Banca: Andrew George Allen / Banca: Maria Lúcia Arruda de Moura Campos / Resumo: Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar possíveis impactos de fontes antropogênicas na composição da atmosfera no litoral norte do estado de São Paulo, município de Caraguatatuba. Desde a primeira década do século XXI, este local sofre forte impacto de mudanças nas atividades econômicas impulsionadas pelo projeto de extração de óleo e gás contidos em reservas do pré-sal, pois a região é um dos polos de recebimento e distribuição de petróleo e derivados. Espera-se que o continuo aumento das instalações industriais, trânsito de veículos e embarcações e expansão da área urbana tenham continuidade ainda por muitos anos. Apesar dos possíveis efeitos que essas mudanças podem causar no ambiente não existe nenhum dado sobre composição da atmosfera local e este trabalho apresenta as primeiras medidas de gases ácidos e aerossol atmosférico. As amostragens foram feitas próximo aos limites da área urbana e, de forma concomitante, no alto da Serra do Mar e com isso buscou-se reconhecer possíveis alterações na composição química de gases e aerossol durante os processos de circulação de ar que usualmente ocorrem entre o continente e o oceano e que são influenciados também pelas emissões locais e reações fotoquímicas. Para avaliá-los foi feita caracterização química da atmosfera em relação aos componentes iônicos solúveis do aerossol, aos gases ácidos na fase gasosa e à amônia. Os aerossóis foram coletados por amostrador Hi-Vol, para distribuição do material particulado em sei... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study was developed with the objective of evaluating the possible impacts of anthropic sources on the composition of the atmosphere of a littoral region (Caraguatatuba) located in the state of São Paulo (Brazil). This coastal region is under heavy impact from emissions of various compounds into the atmosphere. The site was chosen as a receiving center for oil and gas extraction products from deepwater reserves known as "pre-sal". The continued growth of industrial facilities, increased traffic of vehicles and ships, along with expansion of the urban area is expected to increase in the coming years. Despite the possible effects on the environment, there is no data on the composition of the local atmosphere. This work presents the first measurements made in the atmosphere of acid gases and aerosol. The samplings were made close to the urban limits of the city and concomitantly at a sampling point located high in the mountains. Possible changes in the chemical composition of gases and aerosols during air circulation processes, which usually occur between the continent and the ocean, have been studied. These processes are mainly influenced by local emissions, photochemical reactions and air circulation. Samples of formic acid, acetic acid, sulfur dioxide, hydrogen chloride and nitric acid were collected using sequential filtration with cellulose filters treated with sodium carbonate. Ammonia was collected with cellulose filter impregnated with oxalic acid. Samples of particu... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-11-24Bitstream added on 2014-06-13T20:09:18Z : No. of bitstreams: 1 correa_fhp_me_botfca.pdf: 856592 bytes, checksum: bf45cc8aebe48cc06267d26df357b336 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O trabalho descreve a análise da transmissividade atmosférica da média mensal das radiações Global K T), Ultravioleta K TUV F t i tetic me te Ati K TPAR e I f e me h K TIV) em função da razão de insolação N ). As equações de estimativas das frações KT, KTUV, KTPAR e KTIV em função de (n/N) foram apresentadas e discutidas para os agrupamentos dos dados anual, sazonal e mensal. A base de dados das radiações Global (G), Ultravioleta (UV), Fotossinteticamente Ativa (PAR), Infravermelha (IV) e o número de horas de brilho solar (n) foram medidas no período de 2001 a 2005 em Botucatu/SP/Brasil. Os resultados da análise mostram que existe uma correlação entre a transmissividade atmosférica KT, KTUV, KTPAR e KTIV, com a razão de insolação (n/N), em Botucatu. Os valores de KT, KTUV, KTPAR e KTIV e insolação (n/N) foram menores na estação chuvosa (alta concentração de nuvens e vapor d'ág e m i e t ec b ix c ce t de e e p d’ ág e t concentração de aerossóis). Os valores de KT variaram de 47,1% em janeiro a 60,4% em abril, com média de 55,0%; para KTUV 3,66% em janeiro a 4,13% em setembro, com média de 40,0%; KTPAR de 60,7% em janeiro a 76,3% em abril, com média de 69,0%; KTIV de 38,8% para 75,1% com média de 46,2%. O valor da razão de insolação variou de 38,8% em janeiro para 75,0% em agosto, com uma média de 58,0%. Os resultados obtidos com os modelos de estimativas de Angström mostram que as correlações de KT, KTUV, KTPAR e KTIV em função da razão de insolação (n/N) para agrupamentos total dos dados diários (anual) se ajustaram a dois tipos de equações de regressão: linear e parabólico com coeficientes de correlações R2 variando entre 0,750 a 0,880. Na validação do modelo linear... / The paper deals with the atmospheric transmission (solar fractions Ki) in monthly scale by hi e ti g b K T t i et K TUV), photosynthetically active K TPAR d i f ed K TIR) solar fractions. Estimated equations KT, KTUV, KTPAR and KTIR as a function of n/N were presented and discussed for the annual, seasonal and monthly solar radiation database. The sunshine values and the global (G), ultraviolet (UV), photosynthetically active (PAR) and infrared (IR) radiations database was measured in the period of 2001 to 2005 in Botucatu – SP – Brazil. The results of climate analysis show a correlation between the solar fractions KT, KTUV, KTPAR and KTIR with the relative sunshine duration (n/N) in Botucatu. The values of KT, KTUV, KTPAR and KTIR and relative sunshine duration (n/N) were lower in the rainy season (high concentration of clouds and water vapor) and higher in the dry season (low concentration of clouds and water vapor and high concentration of aerosols). The KT values ranged from 47,1% in January to 60,4% in April, with a mean of 55,0%; KUV from 3,66% in January to 4,13% in September, with a mean of 40,0%; KPAR from 60,7% in January to 76,3% in April, with a mean of 69,0%; KIR from 38,8% to 75,1%, with a mean of 46,2%. The relative sunshine duration values ranged from 38,8% in January to 75,0% in August, with a mean of 58,0%. The results of the annual estimated models show that the KT, KTUV, KTPAR and KTIR correlations due to relative sunshine duration fitted to the linear and parabolic correlation equations... (Complete abstract click electronic access below)

This study is a contribution toward the understanding and prediction of turbulent dispersion of pollutants in the atmosphere. The main underlying assumption suggestion is that the Lagrangian autocorrelation RL used in computation of plume dispersion may be approximated by an Eulerian space-time correlation.

A mineração quando tecnicamente mal conduzida ocasiona problemas ambientais tais como poluição (água, ar e solo), vibração, ruído, ultra-lançamento de fragmentos, devastação de áreas, etc. Nas regiões metropolitanas, devido a falta de um planejamento de uso e ocupação territorial, a proximidade das áreas de mineração com as áreas habitadas já é um fato. Desta forma, o convívio entre a produção econômica de brita, a segurança e bem-estar à população é fundamental, haja visto a necessidade predominante deste bem mineral. Assim, procuramos expor neste trabalho, a possível convivência entre a mineração e sua vizinhança, desde que tenhamos a adoção de técnicas adequadas por parte do empresário, e a aplicação efetiva de normas e legislação por parte do Estado. / Mining activities, when techinically bad conducted, cause environmental troubles like pollution (water, air and soiI), vibrations, In the metropolitan areas, due to the lack of a land use planning, the proximity of the mining areas with houses is, indeed, a reality. Therefore, the co-existence of the economic production of crushed granite mines, the safety conditions and welfare of the peopIe is of essential concern because of the widespread use of that product. This work shows that reasonable living conditons near mining sites is possible, once adequate technics are used by the mining company and proper legal rules and sanctions are effectively enforced by the government.