Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de Especialização em Energias Renováveis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Orientador : Yaro Burian Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T04:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milani_BasilioErnestodeAlmeida_M.pdf: 3144552 bytes, checksum: f92bb5fba81ee8f5922a6143182c5a95 (MD5) Previous issue date: 1974 / Resumo: Uma versão continua do modelo de trafego do TRANSYT é proposta. Os estudos de trafego que deram origem ao modelo são apresentados e o comportamento do mesmo em regime permanente é analisado. São propostos: um novo método para otimização do tempo de verde e defasagem dos semáforos, e um programa híbrido para cálculo das equações do modelo e condução do processo de otimização. O desempenho do metodo de otimização e do programa híbrido no cálculo das equações do modelo são comparados com os do TRANSYT / Mestrado / Mestre em Ciências

[pt] Este trabalho apresenta um modelo linear por partes chamado de modelo ARN. Trata-se de uma estrutura híbrida que envolve modelos autoregressivos e redes neurais. Este modelo é comparado com o modelo AR de coeficientes fixos e com a rede neural estática aplicada à previsão. Os resultados mostram que o ARN consegue identificar a estrutura não-linear dos dados simulados e que na maioria dos casos ele possui melhor habilidade preditiva do que os modelos supracitados. / [en] In this thesis we develop a piece-wise linear model named ARN model. Our model has a hybrid structure which combines autoregressive models and neural networks. We compare our model to the fixed-coefficient AR model and to the prediction static neural network. Our results show that ARN is able to find the non-linear structure of simulated data and in most cases it performs better than the methods mentioned above.

Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T08:00:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PauloGustavoRaymundo_M.pdf: 1527556 bytes, checksum: 336c660e7ea40af13d4dbbcdddd5bcc3 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

[pt] Apesar do bismuto cristalino e do níquel não serem supercondutores, as bicamadas Bi/Ni mostram uma transição supercondutora a 4 K, o que tem atraído muita atenção. Existem diferentes interpretações para a supercondutividade (SC) em Bi/Ni, por exemplo: a presença de Ni induz a transformação de estrutura de Bi, originalmente romboédrica torna-se cúbica de face centrada (CFC); as flutuações magnéticas na interface Ni/Bi poderiam gerar a SC; a formação do intermetálico NiBi3 na interface; a SC induzida por Bi na camada de Ni e a formação de uma camada de Bi amorfa fina na interface Ni/Bi. Neste trabalho foram estudadas a SC e as modificações estruturais, tanto em sistemas de bicamadas quanto em sistemas de nanopartículas de Bi/Ni, por meio de medidas de transporte elétrico, medições magnéticas e microscopia eletrônica de transmissão em alta resolução (HRTEM). Foram observadas transições de duas etapas nas bicamadas Bi/Ni. Os resultados estruturais mostram que duas fases intermetálicas, NiBi e NiBi3, formaram-se durante a preparação da amostra por deposição a laser pulsado. A formação destes intermetálicos constitui-se na origem da SC em sistemas Bi/Ni. Um fenômeno interessante foi a observação da fase rica em Bi (NiBi3) na proximidade da camada de Ni. Entretanto, a fase rica em Ni (NiBi) é formada após a camada NiBi3. Os resultados de espectroscopia por energia característica de raios-X (EDXS) com resolução nanométrica mostram claramente um aumento incomum da concentração de Ni próximo à interface Bi/Substrato, o que foi confirmado por HRTEM. Foram igualmente estudados sistemas constituídos por filmes de Bi/nanopartículas de Ni e filmes de Ni/nanopartículas de Bi, preparados a temperatura ambiente, não tendo sido observada a transição supercondutora completa nestes sistemas. Por outro lado, as bicamadas Bi/Ni e, mesmo, as tricamadas Bi/Ni/Bi, quando preparadas a 4,2 K por evaporação térmica, não revelaram formação de intermetálicos, mesmo após o recozimento a 300K, e não exibem SC. Com estes resultados, a SC em filmes finos Bi/Ni se explica pela formação do NiBi e NiBi3 devido a interdifusão na interface. / [en] Despite crystalline bismuth and nickel being not superconducting, Bi/Ni bi-layers show a superconducting transition at about 4 K and this has been attracting attention. There are different interpretations for the superconductivity (SC) in Bi/Ni, for example: the presence of Ni induces the modification of Bismuth structure from rhombohedral to face centered cubic (FCC); magnetic fluctuations at the interface of Ni/Bi would induce SC; formation of intermetallic NiBi3 at the interface; Bi induced superconductivity in Ni layer and formation of a very thin amorphous Bi layer formed at the interface of Ni/Bi. The present work studies the SC and microstructure modifications of the Bi/Ni bilayer and nanoparticle systems by means of electric transport and magnetic measurements, and high resolution electron microscopy (HRTEM). Two-step transitions have been observed in Bi/Ni bilayers. The observed microstructure shows that two intermetallic phases (NiBi and NiBi3) have been formed during the sample preparation by pulsed laser deposition. The formation of the two intermetallic compounds constitutes the origin of the superconductivity in Bi/Ni systems. One interesting phenomenon is the observation of Bi-rich phase (NiBi3) formed near the Ni layer. However, the Ni-rich phase (NiBi) is formed after the NiBi3 layer. Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXS) results at nanometer scale clearly show an unusual increase of Ni concentration near the interface of Bi/Substrate, which was confirmed by HRTEM observation. Bilayers of Bi/Ni nanoparticles and Ni/Bi nanoparticles have been studied as well and the samples do not show a full superconducting transition. On the other hand, Bi/Ni bilayers and Bi/Ni/Bi trilayers have been prepared at 4.2 K by thermal evaporation do not reveal formation of intermetallic compounds even after annealing at 300 K, and they are not superconducting down to 1.8 K . With this result, The SC in Ni/Bi thin films can be explained by the formation of NiBi and NiBi3 due to interdiffusion at the interface.

[pt] A partir da disponibilização comercial de imagens de alta resolução, modelos 3D de superfícies geradas a partir de imagens aéreas e de satélite tornaram-se uma alternativa mais atraente para aplicações como planejamento de telecomunicações, monitoramento de desastres e planejamento urbano. A exatidão dos modelos 3D da superfície terrestre baseados em pares de imagens estereoscópicas depende da exatidão com que pontos homólogos são localizados em ambas as imagens. Os métodos automáticos de localização de pontos homólogos em imagens digitais baseados em área, combinados com técnicas de crescimento de região, são capazes de produzir uma nuvem densa e exata de pontos homólogos. Entretanto, o processo de crescimento de região pode ser interrompido em regiões da imagem cujo efeito de uma variação abrupta da paralaxe no eixo x aparece de maneira importante. Neste caso, novas sementes devem ser introduzidas, normalmente por um operador humano. A partir dessas novas sementes, o processo será reiniciado. Dependendo do tipo da imagem utilizada e da estrutura 3D da região mapeada, a intervenção humana pode ser considerável. Propõe-se então uma alternativa completamente automatizada no qual se combinam as técnicas do SIFT (Scale Invariant Feature Transform), mínimos quadrados e crescimento de região. Experimentos realizados em pares de imagens aéreas e de satélite cobrindo diversos tipos de terrenos mostraram a eficácia do método proposto, especialmente em regiões com mudanças abruptas de elevação, como fachadas de prédios altos. / [en] After the high resolution images became commercially available, 3D surface models generated from space-born stereo images turned into an attractive alternative for applications such as telecommunication planning, disaster monitoring and urban planning. The accuracy of the 3D models of the earth surface depends on the accuracy of corresponding points located in both images. Area-based automatic image matching combined with a region-growing technique are able to provide a dense and accurate grid of corresponding points. However the region-growing process may stop at image patches where the effect of a sudden change in the x-parallax is important. In such a case new seed points must be provided, usually by human operator. From the additional seed points the region-growing procedure may continue. Depending upon the type of image and the 3D-structure of the mapped area, the human intervention may be considerable. A fully automatic alternative that combines the SIFT (Scale Invariant Feature Transform), least square matching and region-growing technique is proposed in this work. Experiments conducted on stereo pairs of Ikonos and aerial images covering different terrain types have shown the effectiveness of the proposed method especially in locations with abrupt height changes, such as façades of high buildings.

[pt] O presente trabalho desenvolve um método híbrido com a finalidade de criar um índice de qualidade para distribuidoras de energia elétrica. Esse método é construído através da fusão do Método de Análise Hierárquica (AHP) e Técnicas de Amortecimento Exponencial. Com isso, é possível avaliar uma distribuidora levando em conta múltiplos critérios e seus diversos índices passados. / [en] This work develops a hybrid method in order to create a quality index for electric power distribution companies. This method is built through the merger of the Analytical Hierarchy Process (AHP) and exponential smoothing techniques. Thus, it is possible to evaluate a distribution company taking into account multiple criteria and its several indexes in the past.

[pt] Existe uma crise energética devido ao excessivo consumo do petróleo e à contaminação em suas diversas formas. Há enormes reservas de gás natural e a conversão deste gás em combustíveis líquidos a partir do gás de síntese, que vem do gás natural, via metanol, e posterior transformação do metanol em hidrocarbonetos é uma interessante alternativa. Catalisadores híbridos formados por um catalisador de síntese de metanol e um material ácido poroso, geralmente uma zeólita, são empregados para esta síntese direta. Seis famílias de catalisadores híbridos foram sintetizadas onde diversas variáveis foram testadas como: método de preparação do catalisador híbrido, método de preparação do catalisador de síntese de metanol, fase ativa, razão catalisador de síntese de metanol/zeólita, acidez da zeólita e diferente promotor. A zeólita empregada em todos os sistemas foi a H-ferrierita. O método de preparação influenciou nas propriedades estruturais, texturais, morfológicas, ácidas e catalíticas do catalisador híbrido. O melhor método de preparação do catalisador híbrido foi o método de coprecipitação-sedimentação que se mostrou mais ativo em temperaturas acima de 300°C. Observaram-se diferenças morfológicas nas partículas do catalisador de síntese de metanol (CSM) quando diferentes métodos de preparação foram empregados. O cobre, entre as fases ativas, mostrou-se a melhor na síntese direta de hidrocarbonetos a partir do gás de síntese em temperaturas acima de 300°C. A melhor razão catalisador de síntese de metanol/zeólita, nesta síntese direta, foi de 2:1. O cromo no sistema Cu-Zn-Al favoreceu a atividade em 250°C. Baixas razões acidez total/área de Cu(0) e altas temperaturas (350 e 400°C) favoreceram maiores conversões e seletividades em propano e butano, baixas temperaturas (300°C) favoreceram a formação de DME. Altas razões acidez total/área de Cu(0) favoreceram a formação de etano. A distribuição dos produtos na síntese direta de hidrocarbonetos a partir do gás de síntese foi dependente da temperatura de reação. Éter dimetílico apresentou um máximo em 300ºC. A síntese do metanol, parece ser a etapa limitante do processo. / [en] An energy crisis due to the extreme consumption of the oil and to the contamination in its diverse forms exists. There are enormous natural gas reserves and the conversion of this gas in liquid fuels from the synthesis gas, through methanol, and posterior transformation of methanol in hydrocarbons is an interesting alternative. Hybrid catalysts based in methanol synthesis catalyst and an acidic porous material such as zeolites, are used for this direct synthesis. Six groups of hybrid catalyst were prepared and several properties studied such: preparation method of the hybrid catalyst, preparation method of the methanol synthesis catalyst, active site, CuO-ZnO-Al(2)O(3)/H- ferrierite ratio, acidity of the zeolite and different promoter. The zeolite used in all the systems was the ferrierite. The preparation method influenced the structural, textural, morphologic, acid and catalytic properties of the hybrid catalyst. The coprecipitationsedimentation method was more active in temperatures above 300°C. Morphologic differences in particles of the catalyst of methanol synthesis were observed when different preparation methods were used. The copper as active site was the better in the direct synthesis of hydrocarbons from synthesis gas in temperatures above 300°C. The best CuO-ZnO-Al(2)O(3)/H- ferrierite catalyst ratio, in this direct synthesis, was 2:1. The chromium in the Cu-Zn- Al system favored the activity in 250°C. Low acidity/metallic area Cu(0) ratio and high temperatures (350 and 400°C) favored higher activities and selectivities in propane and butane, lower temperatures (300°C) favored the DME formation. High acidity/metallic area Cu(0) ratio favored the formation of ethane. The hydrocarbons distribution was dependent on the reaction temperature. Dimethyl ether showed a maximum at 300°C. The methanol, seens to be the limitant step of the process.

[pt] Apresenta-se uma formulação particular do método híbrido dos elementos de contorno para a análise de problemas planos de potencial e de elasticidade que, apesar de completamente geral, é apropriada a aplicações de mecânica da fratura. Funções do tipo de Westergaard são usadas como soluções fundamentais, Em uma generalização de uma proposta inicialmente feita por Tada et al. A formulação leva a conceitos de elementos de contorno de deslocamentos semelhante à apresentada por Crouch e Starfield, mas em um contexto variacional que permite interpretações mecânicas bem simples das equações matriciais resultantes. Problemas de topologia geral podem ser modelados, como no caso de domínios infinitos ou multiplamente conexos. A formulação, que é diretamente aplicável a placas com entalhes ou trincas curvas externas ou internas, permite a descrição adequada de altos gradientes de tensão e é uma ferramenta simples de avaliação de fatores de intensidade de tensão, com o que se podem verificar numericamente conceitos estabelecidos por Rice em 1968. Esta dissertação tem foco na fundamentação matemática da formulação para problemas de potencial e de elasticidade. Apresenta-se a implementação da formulação e são discutidos vários exemplos numéricos de validação. / [en] A particular implementation of the hybrid boundary element method is presented for the two dimensional analysis of potential and elasticity problems, which although general in concept, is suited for fracture mechanics applications. Generalized Westergaard stress functions, as proposed by Tada et al in 1993, are used as the problem‘s fundamental solutions. The proposed formulation leads to displacement-based concepts that resemble those presented by Crouch and Starfield, although in a variational framework that leads to matrix equations with sound mechanical meanings. Problems of general topology, such as in the case of unbounded and multiply-connected domains, may be modeled. The formulation, which is directly applicable to notches and generally curved, internal or external cracks, is specially suited for the description of the stress field in the vicinity of crack tips and is an easy means of evaluating stress intensity factors and of checking some basic concepts laid down by Rice in 1968. This dissertation focuses on the mathematical fundamentals of the formulation. Several validating numerical examples are presented.

[pt] A modelagem matemática de microdispositivos, em que estrutura e microestrutura têm aproximadamente a mesma escala de magnitude, assim como de macroestruturas de natureza predominantemente granular ou cristalina, requer uma abordagem não-local de deformações e tensões. Há mais de cem anos os irmãos Cosserat já tinham desenvolvido uma teoria de grãos rígidos. No entanto, e sem detrimento de desenvolvimentos devidos a Toupin e outros pesquisadores, os trabalhos de Mindlin na década de 1960 podem ser considerados a base da chamada teoria gradiente de deformações, que se tornou recentemente objeto de um grande número de investigações analíticas e experimentais, motivadas pelo desenvolvimento de novos materiais estruturais e do crescente uso de dispositivos micro- e nanomecânicos na indústria. Mais recentemente, Aifantis e colaboradores conseguiram desenvolver uma teoria gradiente de deformações mais simplificada, com base somente em duas constantes elásticas adicionais, representativas de comprimentos característicos relacionados às energias de deformação superficial e volumétrica. Uma série de trabalhos recentes desenvolvidos por Beskos e colaboradores estendeu o campo de aplicações da proposta inicial de Aifantis e introduziu uma solução fundamental que de fato remonta aos trabalhos de Mindlin. A equipe de pesquisa de Beskos propôs as primeiras implementações 2D e 3D de elementos de contorno para análises de elasticidade gradiente tanto estáticas quanto no domínio da freqüência, inclusive para problemas da mecânica da fratura. Desde o tempo de Toupin e Mindlin procura-se estabelecer uma base variacional da teoria e uma formulação consistente das condições de contorno cinemáticas e de equilíbrio, o que parece ter tido êxito com os recentes trabalhos de Amanatidou e Aravas. Esta dissertação faz uma revisão da teoria gradiente da deformações e apresenta um estudo didático do problema mais simples que se possa conceber, que é o de uma barra sob diferentes tipos de ações axiais (Aifantis, Beskos). A solução fundamental para problemas 2D e 3D também é apresentada e estudada, tanto em termos de forças pontuais aplicadas, para uma implementação em termos de elementos de contorno, quanto de desenvolvimentos polinomiais (no caso estático), para implementação em termos de elementos finitos. Mostra-se que a teoria gradiente de deformação de Aifantis é adequada a uma formulação no contexto do potencial de Hellinger-Reissner, o que possibilita implementações híbridas de elementos finitos e de contorno. O presente trabalho de pesquisa objetiva o estudo do estado da arte no tema, com uma abordagem dos principais problemas de implementação computacional, inclusive em termos das integrais singulares que surgem. O desenvolvimento completo de programas de análise de elementos híbridos finitos e de contorno, para problemas estáticos e dinâmicos, está planejado para uma tese de doutorado em futuro próximo. / [en] The mathematical modeling of micro-devices in which structure and the microstructure are about the same scale of magnitude, as well as of macrostructure of markedly granular or crystal nature (microcomposites), demands a nonlocal approach for strains and stresses. More than one hundred years ago the Cosserat brothers had already developed a theory for rigid grains. However, and in no detriment due to Toupin and other researchers, Mindlin s work in the 1960s may be accounted the basis of the so-called strain gradient theory, which has recently become the subject of a large number of analytical and experimental investigations motivated by the development of news structural materials together with the increasing use of micro and nano-mechanical devices in the industry. More recently, Aifantis and coworkers managed to develop a simplified strain gradient theory based only on two additional elasticity constants that are representative of material lengths related to surface and volumetric strain energy. A series of very recent works done by Beskos and collaborators extended the field of applications of Aifantis propositions and introduced a fundamental solution that actually remounts to developments already laid down by Mindlin. Beskos workgroup may be regarded as the proponent of the first of the first boundary element 2D and 3D implementations on the subject for both statics and frequency-domain analyses, also including crack problems. Since Toupin and Mindlin`s time, investigations have been under development to establish the variational basis of the theory and to consistently formulate equilibrium and kinematic boundary conditions established by Amanatidou and Aravas. This dissertation makes a revision of the gradient strain elasticity theory and presents a didactic study of the simplest problem that can be conceived, i.e., a bar under different axial actions (Aifantis, Beskos). The fundamental solution for 2D and 3D problems is also presented and studied for an elastic medium submitted to a point force, for boundary methods developments, as well as submitted to polynomial stress fields (for static problems), as in the hybrid finite element method. It is shown that Aifantis strain gradient theory may be developed in the context of the Hellinger-Reissner potential, for the sake of hybrid finite and boundary element implementations. Goal of the present research work is as a detailed study of state art of the theme, which comprises an investigation of the singular integrals one must deal with in a computational implementation. The complete computational development for static and dynamic hybrid boundary/finite analyses is planned for a future doctoral thesis.