Nesse trabalho, utilizando a teoria cinética, desenvolveu-se um modelo auto-consistente para o fluxo de elétrons na configuração de campos eletromagnéticos cruzados observada em magnetrons planares. Através desse modelo, derivado tanto para o limite relativístico quanto para o limite não relativístico, pôde-se compreender como os estados estacionários do fluxo são afetados quando modifica-se a temperatura de injeção dos elétrons, a densidade de carga no sistema e os campos eletromagnéticos externos. Com base nos resultados obtidos, caracterizou-se a transição em que o fluxo de elétrons passa do regime acelerador para o regime desacelerador, a transição em que o fluxo de elétrons passa do estado laminar para o estado turbulento e, além disso, caracterizou-se as possiveis transições entre os modos estacionários confinado, parcialmente confinado e não confinado. Todos os resultados obtidos do modelo cinético foram comprovados através de simulações computacionais em que os campos eletromagnéticos auto-consistentes foram levados em conta. / Using the kinetic description, a self-consistent model for the electron flow in the crossed electromagnetic field configuration observed in a smooth-bore magnetron was developed. Through that model, derived for both relativistic and nonrelativistic limit, it was possible to understand how the stationary states solutions for the electron flow change when the injection temperature, the charge intensity in the system, and the external electromagnetic fields were modified. Basing on the results, it was possible to characterize the regime transition (accelerating to space charge limited), the stability transition (laminar to turbulent flow) and the mode transitions (transitions between the modes: magnetic insulated, Child Langmuir, and non-cutoff). All the theoretical results were verified using self-consistent computer simulations.

Este trabalho apresenta propostas para o remanejo de malhas em problemas tridimensionais de grandes deformações. É focalizada a aplicação de uma formulação Lagrangeana-Euleriana Arbitrária, capaz de manter uma boa qualidade dos elementos finitos ao longo de processos como conformação mecânica e impacto. Esta formulação é uma alternativa a formulações Lagrangeanas, nas quais a malha de elementos finitos fica "colada" à matéria, o que ocasiona uma distorção excessiva da mesma. Para introduzir a formulação LEA, os aspectos relacionados à cinemática da formulação, o princípio dos trabalhos virtuais, a técnica de separação do operador LEA em dois passos (Lagrangeano Atualizado-LA e Euleriano), os métodos de solução numérica do problema e as leis constitutivas são revistos. Em seguida, são descritas as técnicas de realocação nodal para o remanejo de malhas e os procedimentos para a transferência de dados (utilizados após a realocação nodal para a passagem dos valores das variáveis de estado da malha do passo LA para a malha realocada do passo Euleriano). Finalmente, são apresentados critérios de avaliação da distorção e do erro, empregados para a verificação da qualidade da malha e dos resultados obtidos em aplicações numéricas realizadas. A formulação LEA mostrou ser uma alternativa eficiente em muitos casos, porque possibilita um remanejo de malhas automático com resultados de boa qualidade sem precisar interromper a análise. / This work presents remeshing techniques for three-dimensional large deformation problems. It is focused on the application of an Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation, which is able to mantain the finite elements shape during processes such as metal forming and impact. This formulation is an alternative to Lagrangian formulations, where the finite element mesh, attached to the material, suffers excessive mesh distortion. To introduce the ALE formulation, the aspects related to kinematic, virtual work principle, operator splitting technique in two steps (Updated Lagrangian-UL and Eulerian), numerical solution methods and constitutive laws are revised. Then, nodal relocation techniques for mesh adaptation and data transfer procedures (employed after the nodal relocation to transfer state variables from UL mesh to relocated mesh of the Eulerian step) are described. Finally, mesh distortion and error evaluation criteria are presented and used for verifying mesh quality and results accuracy in the numerical applications performed. The ALE formulation is shown to be an efficient alternative in many cases, because it provides automatic remeshing with good quality results without interrupting the analysis.

A análise de transientes hidráulicos em sistemas de bombeamento deve ser realizada já nos estudos de concepção, mesmo que simplificadamente, para assegurar a viabilidade técnica e econômica dos sistemas nas etapas posteriores dos estudos, com maior nível de detalhe. A magnitude dos transientes hidráulicos depende das características do sistema, dentre as quais se destaca o material dos condutos. Conhecendo-se as pressões extremas ao longo do conduto, este poderá ser dimensionado com segurança para resistir aos esforços gerados pelos transientes ou poderão ser utilizados dispositivos de proteção, reduzindo os efeitos dos transientes. A melhor escolha deverá, portanto, se basear em critérios técnicos e econômicos. Essa dissertação tem como objetivo contribuir para o estabelecimento de parâmetros e critérios que auxiliem a escolha do material dos condutos forçados em sistemas de bombeamento, ao nível de estudo de concepção, considerando-se aspectos relativos aos transientes hidráulicos e econômicos. Para tanto, foram realizadas simulações computacionais com o software Allievi. Assim, foram apresentados gráficos com as envoltórias de cargas extremas, possibilitando-se estimar o comportamento dos transientes hidráulicos em sistemas similares aos estudados. Ainda, foram realizadas análises de sensibilidade quanto ao momento de inércia do conjunto motor-bomba, comprimento e diâmetro da adutora e se discutiu como cada uma dessas características influenciou os transientes hidráulicos. Os valores de oscilação de cargas ao longo das diferentes adutoras foram relacionados com parâmetros frequentemente utilizados em estudos de sistemas de geração de energia hidrelétrica para indicar a necessidade de proteção contra transientes. Verificou-se a aplicabilidade desses parâmetros como indicadores da necessidade de proteção também em sistemas de bombeamento e, com base nesses parâmetros, propôs-se uma metodologia para estimar as envoltórias de cargas piezométricas extremas ao longo da adutora. Após, foram feitas novas simulações com os dispositivos de proteção, permitindo-se elencar soluções tecnicamente viáveis para os sistemas estudados. Ao final, para estabelecer critérios técnicos e econômicos, foram geradas curvas de custos para as adutoras de diferentes materiais e dispositivos de proteção e foram elencadas as melhores alternativas para os sistemas. Concluiu-se que o uso de dispositivos de proteção apresenta grande potencial de aplicação com vistas à redução dos custos de implantação de sistemas de bombeamento. / It is essential to analyze hydraulic transients in pumping systems already in concept design stage, even in a simplified way, to ensure its technical and economic feasibility throughout the next project stages, when there is a higher level of detailing. Hydraulic transient magnitude depends on the characteristics of the system, among which the material of the pipes stands out. By knowing the extremes pressures along the pipe, it can be safely design to withstand the stresses generated in the transient flow or protection devices may be used, reducing the effects of the transients. The best option should therefore to be based on technical and economic criteria. This dissertation aims to contribute on the establishment of parameters and criteria to support the pipe material selection in pumping systems concept design by considering aspects related to hydraulic transients and economic analysis. So, for the characterization of the unsteady flow pressure profile it has been done unsteady flow simulations by using the Allievi software. There was presented graphics with extrema head profiles to make possible to estimate the hydraulic transient behavior in pumping systems. Additionally, it has been done sensitivity analysis of the combined polar moment of inertia of motor and pump and of the pipe diameter and length. Thus, it was discussed how each of these information influenced hydraulic transient. The head oscillation values along different pipes were associated to parameters frequently used in studies of hydropower generation systems to indicate the need for protection against transients. It was verified that these parameters can be used to indicate the need of protection also in pumping systems studies and based on this it had been proposed a new simplified method to estimate extrema head profiles along the pipe. After that, new simulations were made with protection devices allowing the identification of technically feasible solutions for both studied systems. In order to establish technical and economic criteria, cost curves were generated for different pipe materials and protection devices and the best alternatives for each system were listed based on these criteria. So, it has been concluded that the use of a protection device presents a great potential to reducing pumping systems implantation costs.

Magíster en Ciencias, Mención Computación / La definición de un proceso de desarrollo de software aumenta las probabilidades de éxito de los proyectos, además de ser un medio que las empresas utilizan para obtener una posible certificación ISO o una evaluación CMMI. Para facilitar la definición del proceso se pueden utilizar diversas herramientas, entre las que destaca Eclipse Process Framework Composer, que se basa conceptualmente en el metamodelo SPEM/UMA. Por otra parte, cuando se trata de definir procesos, especialmente procesos de negocio, es BPMN el lenguaje que se ha convertido en el estándar, proporcionando claridad gráfica y la posibilidad de ejecutar los procesos automáticamente sobre una plataforma BPMS. Sin embargo, BPMN no está definido específicamente para procesos de software y por lo tanto tiene menor especificidad que SPEM. Luego, si una empresa define su proceso de desarrollo de software utilizando el metamodelo SPEM no puede aprovechar directamente las bondades de BPMN. Dada la problemática anterior, se plantea la posibilidad de realizar una transformación automática de un proceso de software modelado en SPEM/UMA a otro equivalente modelado en BPMN. La presente investigación cubre la realización de dicha transformación, junto con la respectiva validación del modelo resultante. Tomando en consideración que SPEM y BPMN tienen objetivos distintos, es probable que la transformación presente limitaciones relativas a que no existe una correspondencia entre todos sus elementos. También es parte de esta investigación identificar dichas limitaciones. Cabe mencionar que, si bien esta transformación ha sido abordada en otros trabajos, estos quedan en propuestas teóricas o bien sus resultados son parciales o no se encuentran disponibles.

Edifícios são responsáveis por cerca de 40% da demanda global de energia. Para reduzir este consumo utilizando métodos de avaliação de energia (Energy Assessment – EA), as primeiras etapas de projeto arquitetônico (Early Architectural Design Stages – EADS) são especialmente adequadas para implementar medidas eficientes com a melhor relação custo-benefício. Para integrar a EA na EADS, dois desafios principais devem ser abordados simultaneamente: (a) a (não-)amigabilidade para arquitetos dos modelos computacionais e (b) a confiabilidade dos resultados. Para realizar ambos os objetivos, é apresentado neste trabalho um ambiente para o desenvolvimento de ferramentas de aferição de energia em EADS (Framework for Energy Assessment Tools in Early Architectural Design Stages –FORwArDS) e uma metodologia de validação, a validação relativa (Relative Validation – RV). FORwArDS possui três componentes: o modelo de entrada, o modelo de avaliação e o modelo de saída, mas o trabalho concentra-se na criação de um modelo de entrada simplificado (Simplified Input Model – SIM) através da redução de parâmetros, da criação de valores alternativos para os parâmetros escolhidos e, por fim, passos de simplificação matemática e geométrica. A estrutura aberta do ambiente permite uma ampla variedade de aplicações em pesquisa, prática e educação. A metodologia de validação proposta baseia-se no conceito de que a contextualização dos resultados obtidos representa a mais importante contribuição para a orientação de projeto no EADS. Este trabalho confronta pares de resultados, representando a mudança de projetos arquitetônicos similares originados em dois modelos de entrada diferentes, visando avaliar a precisão de seus correspondentes. No estudo de caso, um SIM, proveniente de um modelo de projeto detalhado, é criado de acordo com as regras de simplificação descritas no FORwARrDS. Os resultados são apresentados e analisados permitindo conclusões sobre as principais contribuições deste trabalho. O trabalho apresenta uma ferramenta útil para o desenvolvimento de metodologias de simplificação de modelos e EA para arquitetos durante EADS. / Today’s buildings are responsible for about 40% of the global energy demand. To reduce energy consumption by using Energy Assessment (EA) methods, the Early Architectural Design Stages (EADS) are especially suitable to implement the best cost-benefit measures. To integrate EA into EADS, two main challenges must be simultaneously tackled: (a) the architect-(un)friendliness of computational models and (b) the results’ reliability. To accomplish both goals a Framework for Energy Assessment Tools in Early Architectural Design Stages (FORwArDS) and a validation methodology, Relative Validation (RV), is presented. FORwArDS feature three components: Input Model, Assessment Model, and Output Model, but focuses on the creation of a Simplified Input Model (SIM) throughout parameters reduction, the creation of alternative values for the chosen parameters and exemplary mathematical and geometrical simplification steps. In the case study, a SIM is created according to the exemplary simplification rules described in FORwArDS, springing from a detailed project model; a validation procedure follows the proposed methodology. The results are presented, analyzed and conclusions are drawn regarding the framework’s and validation methodology’s contributions to the improvement of the EADS. The framework’s open structure and the applicability of the validation methodology to any simulation contribute to the discussion about the integration problems of energy assessment in EADS and present useful tools for the creation and test of model simplification methodologies and EA for architects during EADS.

Esta pesquisa tem como objetivo geral estudar o comportamento de lixiviação do Pó de Aciaria Elétrica, PAE, por meio do estudo da mobilidade dos metais Zn, Cu, Pb, Cr, Mn e Cd, considerados, tanto pelas suas concentrações no PAE, como por estarem entre os mais preocupantes metais existentes nas usinas siderúrgicas. Em contra-partida, as principais normas internacionais de lixiviação, às quais as amostras de PAE submeteram-se, foram devidamente estudadas. Além da norma brasileira, as seguintes normas internacionais de lixiviação estudadas neste trabalho foram: norte americana modificada, francesa, japonesa, alemã e holandesa, cujos mecanismos de lixiviação seguiram processos por batelada e coluna. O estudo das reações químicas, assim como a formação de compostos resultantes do contato do pó com os lixiviantes, elucidaram diversos comportamentos de lixiviação do Zn, Cu, Pb, Cr, Mn e Cd, no pó. Para isto, foi proposto o uso do aplicativo Hydra- Medusa, com base nos dados de concentrações e pH, obtidos em laboratório. As análises realizadas por meio da difração de raio X, foram, portanto, complementadas e/ou confirmadas pelo programa computacional Hydra-Medusa. Os testes por batelada mostraram resultados diferentes quanto à mobilidade dos metais, em relação aos da coluna, sendo que a norma brasileira trouxe resultados de mobilidade dos metais ainda mais diferenciados dos demais por batelada, o que conduz a classificações diferenciadas do PAE, quanto a toxidez. Por meio da norma brasileira os elementos que conferiram toxidez ao PAE foram o Pb e o Cd. Pelas normas européias e japonesa os elementos foram o Cr e o Pb. Os testes em coluna demonstraram, entretanto, as baixas mobilidades dos metais nos extratos dos lixiviados em relação aos por batelada. As legislações internacionais para lixiviação de resíduos sólidos, brasileira e norte - americana, diferem da alemã em concentração e metais. Ficou clara a falta de uniformidade entre estas normas, pelos resultados diferenciados a que estas conduziram os comportamentos de lixiviação dos metais analisados. / The present research aims at to study the leaching behavior of Electric Furnace Dust (EFD), in relation to the mobility of metals (Zn, Cu, Pb, Cr, Mn and Cd), either by their contents in the dust, as due to the environmental concern about them. Dust samples were tested according to the main international norms about leaching of residues. Besides the Brazilian Norm, also North American modified, French, Japanese, German and Dutch norms were included. Depending on the specifications in each norm, batch or continuous (column) tests were adopted. The study of the chemical reactions, as well as the analysis of the neo-formed compounds obtained by the contact between the dust and the leaching agents, helped to clarify different leaching behaviors for the metals in the dust. The Hydra-Medusa software was proposed as a tool, utilizing experimental concentration and pH values, to confirm and to complement results from X-ray diffraction analysis. Batch tests showed different results in relation to metals’ mobility when compared to column tests. The application of the procedures established in the Brazilian Norm yielded the results with the greatest differentiation between general batch tests. These differences can lead to distinct EDF’s classifications for toxicity. According to the Brazilian procedures, lead and cadmium were the elements that classified EDF as a toxic waste. According to the European and the Japanese norms, these elements were chromium and lead. Column tests, however, yielded smaller mobility indices for the metals in leachates, when compared to batch tests. The option for a dynamical leaching procedure is conclusive, with the use of columns, instead of batch tests. International procedures established for the leaching of solid residues, as well as the Brazilian and the North American, differ from the German in terms of concentration and metals. The lack of uniformity among those regulations was clear, due to the distinct results that their application led, in relation to the objective of this work.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3447_Dissertação Carlos Rodrigues.pdf: 5099942 bytes, checksum: b851f71871ce262bfad43557c2685b8a (MD5) Previous issue date: 2009-03-07 / Chafe (1970) elaborou um programa de pesquisa que deu origem a seis subcategorias semânticas para a classificação dos verbos, entre elas os verbos de ação-processo. No entanto, a literatura que versa sobre o assunto fornece um referencial teórico-metodológico bastante conciso, tanto com relação às propriedades semânticas da subcategoria em questão, quanto com relação a suas propriedades sintáticas. Com o intuito de ampliar a quantidade de informações sintático-semânticas sobre os verbos de ação-processo, pautou-se a presente pesquisa num programa de pesquisa que visa à identificação das valências verbais, proposto por Borba (1996) e Welker (2005). Assim sendo, foram investigados quatro tipos de valência verbal: a lógica (Tesnière, 1959; Helbig e Schenkel, 1975); a sintática (Borba, 1996; Ignácio, 2001); a semântica e a sintático-semântica (Fillmore, 1968; Travaglia, 1985; Dik, 1989; Dowty, 1989). Ao final dessa etapa de investigação lingüística, foi possível confirmar a heterogeneidade da subcategoria dos verbos de ação-processo, que puderam ser divididos em nove subgrupos. Além disso, pôde-se explicitar tanto as estruturas argumentais pertencentes aos subgrupos, quanto os elementos que representam os actantes que compõem tais configurações sintáticas. Ao final, o conhecimento lingüístico obtido nesta pesquisa possibilitou a construção de três recursos lingüísticos que fornecem base para a construção de recursos computacionais para processamento de linguagem natural: (i) uma tábua de léxico-gramática, contendo as propriedades morfossintático-semânticas dos verbos e de seus actantes; (ii) uma base de dados lexicais, com as propriedades morfossintático-semânticas dos verbos analisados; e (ii) as estruturas argumentais identificadas em cada subgrupo.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4945_DISSERTACAO - Vangevaldo Santos.pdf: 1442046 bytes, checksum: 37b860e3d0dd518deaf26cd46e623a3e (MD5) Previous issue date: 2011-03-31 / Esta pesquisa propõe um estudo das expressões fixas do português do Brasil, em especial, aquelas com nomes de partes do corpo, identificadas em dicionários e textos jornalísticos. A descrição e a formalização dessas expressões fixas são de suma importância para o Processamento Automático de Linguagem Natural. Seleciou-se um corpus com 558 expressões fixas, 351 são de estruturas argumentais verbais e 207 de estruturas argumentais substantivais. Essas expressões são analisadas a partir de critérios linguísticos formais, para se identificar o comportamento morfossintático-semântico de cada uma delas e, a partir dessas propriedades estruturais, observadas em contexto de uso, propõe-se uma codificação para formalizá-las, com intuito de serem inseridas em um ambiente computacional, ampliando os estudos descritivos sobre o léxico do português e corrigindo falhas que possam prejudicar a qualidade de um texto processado automaticamente. A representação formal dessas expressões fixas é essencial para que se possa incluí-las em um dicionário eletrônico e, assim, utilizá-las pelo software Unitex ou por qualquer outro analisador morfossintático. Palavras-chave: Expressões fixas; Linguística computacional; Léxico-gramática.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2702_Dissertação José Paulo 20-02-07.pdf: 6592458 bytes, checksum: 3a192b9527e3053ced166fa1ba3f5f5c (MD5) Previous issue date: 2006-10-31 / A resposta a derramamentos de óleo pesado no Brasil necessita de uma discusão mais aprofundada, de modo a considerar certas particularidades que a legislação não contempla. O dimensionamento da estrutura a ser utilizada não leva em conta as características do óleo, se mais ou menos denso, se mais ou menos viscoso, bem como, trata de forma única qualquer volume de descarga superior a 200m3, considerado simplesmente como uma descarga grande. Discutir a utilização da contenção e recolhimento e da dispersão artificial, enquanto estratégias de resposta a derramamento de óleo pesado em mar aberto, além da contribuição esperada de cada cenário de resposta em função do esforço de mobilização necessário, constituem o objeto central deste estudo. Com a utilização da modelagem computacional (OILMAP), reproduz-se um cenário acidental crítico de derramamento de óleo pesado no litoral sul do Espírito Santo, o cenário de não-resposta, que sob condições ambientais severas e numa situação de mancha livre resulta em grande volume de óleo atingindo a costa. Em seguida, experimenta-se a estrutura e os tempos de resposta previstos na legislação para a contenção e recolhimento do óleo, compondo-se assim o cenário de referência. Além do conjunto de dez cenários alternativos de resposta, baseados primeiramente na alteração dos tempos de resposta, depois num aumento mediano e outro mais expressivo da estrutura utilizada, são também simulados uma série de combinações das estratégias de contenção e recolhimento com a dispersão combinada (mecânica e química) e um cenário de resposta composto exclusivamente pela dispersão combinada do óleo hipoteticamente derramado. Os resultados obtidos sinalizam para uma limitação das estratégias de resposta, no caso de grandes derramamentos em condições ambientais críticas, uma vez que este trabalho revela que no melhor dos cenários de resposta, uma parcela ainda significativa (~25%) do volume inicialmente derramado (15.000m3) continua alcançando uma extensão relativamente grande (~50km) da linha de costa, num prazo relativamente curto (~05dias).

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7983_dissertation_v19_revisada.pdf: 2779348 bytes, checksum: 03cd204a381a08129d46ee5fef88917c (MD5) Previous issue date: 2014-08-25 / Localização e Mapeamento são problemas fundamentais da robótica autônoma. Robôs autônomos necessitam saber onde se encontram em sua área de operação para navegar pelo ambiente e realizar suas atividades de interesse. Neste trabalho, apresentamos um sistema para mapeamento e localização baseado em imagens que emprega Redes Neurais Sem Peso do Tipo VG-RAM (RNSP VG-RAM) para um carro autônomo. No nosso sistema, uma RNSP VG-RAM aprende posições globais associadas à imagens e marcos tridimensionais capturados ao longo de uma trajetória, e constrói um mapa baseado nessas informações. Durante a localização, o sistema usa um Filtro Estendido de Kalman para integrar dados de sensores e do mapa ao longo do tempo, através de passos consecutivos de predição e correção do estado do sistema. O passo de predição é calculado por meio do modelo de movimento do nosso robô, que utiliza informações de velocidade e ângulo do volante, calculados a partir de imagens utilizando-se odometria visual. O passo de correção é realizado através da integração das posições globais que a RNSP VG-RAM com a correspondência dos marcos tridimensional previamente armazenados no mapa do robô. Realizamos experimentos com o nosso sistema usando conjuntos de dados do mundo real. Estes conjuntos de dados consistem em dados provenientes de vários sensores de um carro autônomo, que foram sistematicamente adquiridos durante voltas ao redor do campus principal da UFES (um circuito de 3,57 km). Nossos resultados experimentais mostram que nosso sistema é capaz de aprender grandes mapas (vários quilômetros de comprimento) e realizar a localização global e rastreamento de posição de carros autônomos, com uma precisão de 0,2 metros quando comparado à abordagem de Localização de Monte Carlo utilizado no nosso veículo autônomo.