Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4367_.pdf: 1699112 bytes, checksum: f111022a6a4c077b4dc2eec7caf8954f (MD5) Previous issue date: 2010-08-31 / A modelagem computacional é uma importante ferramenta para estimar a trajetória e destino final de manchas de óleo em diferentes condições ambientais, visto a complexidade dos processos que atuam nesse poluente. O presente trabalho concentrou os esforços no desenvolvimento de um modelo lagrangiano de trajetória de partículas que simule o movimento de manchas de óleo em ambiente marinho. O modelo utilizado é o Modelo Lagrangiano de Partículas com Deslocamento Aleatório (MLPDA), que é baseado na equação de Langevin. Em princípio, o algoritmo da advecção da mancha de óleo devido ao vento é implementado no MLPDA, visto sua importância ao deslocamento das partículas. É considerado que 3% da velocidade do vento a 10 metros de altura permite uma boa representação da deriva de manchas de óleo em ambiente marinho. Os testes para este algoritmo apresentaram resultados satisfatórios. Posteriormente, é implementado um algoritmo que representa o processo físico de espalhamento do óleo, conhecido também por espalhamento mecânico, que é definido como o movimento horizontal devido às forças gravitacionais, viscosas e inerciais. No presente estudo, esse processo é fundamentando nas equações definidas por Lehr et al. (1984), onde os resultados dos testes mostraram que as partículas espalham conforme exposto por esse mesmo autor e são influenciadas até cerca de 100 h de simulação. Ainda neste estudo, é avaliado o módulo de cálculo de área implementado no MLPDA. É advertido que malhas grosseiras podem resultar em áreas superestimadas, sendo aconselhável o uso de malhas mais refinadas para o cálculo dessas áreas. Por fim, três cenários de simulação de um derrame hipotético de óleo na Baía do Espírito Santo, no interior do Porto de Tubarão, são conduzidos para ilustrar uma aplicação do modelo desenvolvido. As simulações expõem que há grandes diferenças entre os resultados obtidos, principalmente entre o cenário que desconsidera o vento e os outros dois com a consideração desta forçante. O primeiro cenário, as partículas tenderam a permanecer na Baía do Espírito Santo, enquanto para os demais cenários as partículas caminharam para os canais do sistema estuarino da Grande Vitória (Canal da Passagem e Canal de Acesso aos Portos).

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3684_dissertao Felipe Gaze 78.pdf: 1534954 bytes, checksum: 0d2ab421eba3ca5116e86843ab41b3ed (MD5) Previous issue date: 2009-08-24 / Almejando o desenvolvimento de um modelo lagrangiano de trajetória de partículas que simule o movimento e envelhecimento de mancha de óleo em ambiente marinho, o trabalho concentra seus esforços na implementação de algoritmos computacionais para alcançar a finalidade proposta. Os primeiros algoritmos estão relacionados ao método do kernel de densidade para cálculo da concentração de um dado poluente, implementados como uma alternativa ao método box. Seis formas diferentes de funções kernels são inseridas no Modelo Lagrangiano de Partículas com Deslocamento Aleatório (MLPDA): gaussiana, Epanechnikov, bi-, tri-, quad- e quintweight. Testes são realizados em uma baia hipotética de e forçada por uma onda de maré em uma de suas extremidades, e os resultados comparados com a solução analítica. Nesses testes, todas as formas do kernel alcançam resultados precisos de concentração em comparação ao método box para qualquer número de partículas lançadas. Dentre as formas do kernel e para um mesmo número de partículas, a gaussiana se mostra ligeiramente mais precisa que as demais. Posteriormente, um algoritmo que simula o processo de evaporação da mancha de óleo em ambiente marinho é implementado, considerando, deste modo, ao menos um dos processos físico-químicos atuantes na mancha de óleo. Baseado no método da Exposição Evaporativa, os resultados do MLPDA reproduzem satisfatoriamente a perda de massa em comparação com resultados de campo, mostrando uma tendência de a evaporação eliminar mais de do volume de um óleo leve já nas primeiras , com uma perda quase nula após do lançamento inicial. Uma simulação de um derrame hipotético de óleo na Baía do Espírito Santo, no interior do Porto de Tubarão, é conduzida para ilustrar uma aplicação do modelo desenvolvido. O procedimento constata uma disposição de parte da mancha em deixar a região pela sua saída a sudeste, sendo que a outra fração do óleo fica consignada no próprio porto. Por se tratar de um óleo pesado, sua taxa de evaporação gira em torno dos de volume perdido no primeiro dia após o derramamento.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6116_Dissertacao_VANESSA XAVIER PARREIRA_final.pdf: 2597840 bytes, checksum: fc35728264176e201e7a26a4665284c6 (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / Considerando a importância da modelagem computacional para estimar o comportamento e destino final do óleo no mar, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver algoritmos computacionais que retratem o processo de dispersão vertical do óleo em escoamento não homogêneo. Dois algoritmos lagrangianos são propostos seguindo duas metodologias diferentes no que diz respeito ao cálculo da velocidade turbulenta na direção vertical: o método apresentado por Legg e Raupach (1982) e o método sugerido por Wilson, Legg e Thomson (1983). As simulações foram realizadas considerando um derramamento instantâneo de petróleo na superfície do mar. Foram efetuados testes com os algoritmos das soluções numéricas, e com o algoritmo da solução analítica, para posterior comparação das soluções. Simulações realizadas em quatro cenários diferentes permitiram a verificação da atuação de fatores físicos na dispersão vertical do óleo. Os resultados mostram o efeito da força de empuxo e da turbulência no movimento vertical dos droplets (gotículas) de óleo.

Transformadores de potência, como produtos não seriados, estão sujeitos a uma série de possíveis desvios de processo. As divergências que transformadores podem apresentar em relação ao seu projeto original podem ter consequências em sua capacidade de suportar carregamentos mecânicos que lhe serão aplicados. Seu transporte da fábrica às subestações elétricas é um dos principais eventos durante o qual suas estruturas são carregadas. Este trabalho foca em descrever e analisar um transformador de potência genérico em um modelo bidimensional, sob o ponto de vista da Mecânica Analítica e da análise de variabilidades com o objetivo de identificar parâmetros importantes à integridade estrutural do equipamento, especialmente aqueles relacionados ao modo de falha de destacamento das chapas do núcleo nos step laps. O modelo numérico do transformador consiste na representação de corpos rígidos conectados entre si por elementos de rigidez e amortecimento, tendo o conjunto do núcleo ferromagnético particularmente mais detalhado de modo a descrever o atrito existente em suas junções. A avaliação dos esforços nesses locais é feita por meio do método dos multiplicadores de Lagrange, ao considerar o atrito como uma restrição ao movimento, sendo que as forças e momentos limites para que ocorra o deslizamento planar das chapas do núcleo são determinados utilizando-se Newton-Raphson ou outras técnicas de otimização. / Power transformers, as non serialized products, are subject to a number of process deviations. The divergences that transformers present from their original design may have consequences on their ability to withstand mechanical loads which will be applied on them. Their transportation from workshop to power plants is one of the main events their structures are loaded. This work focuses on describing and analyzing a generic power transformer in a two-dimensional model, under the sight of Analytical Mechanics and Structural Reliability in order to identify important parameters related to their structural integrity, especially those concerning the failure mode of dismantling of the ferromagnetic core in the step-lap joints. The numerical model of the transformer consists of a representation of rigid bodies, connected to each other by stiness and damping elements, having the assembly of the ferromagnetic core more detailed in order to describe the friction present on their step-lap joint. The evaluation of friction in these locations is made using the Lagrange Multipliers Method, by considering it as a movement restriction, and the limit values of forces and moments to which the planar sliding of the core sheets occurs, damaging the behavior of the electric machine, are determined using Newton-Raphson and Optimization Methods.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-18Bitstream added on 2014-06-13T19:28:07Z : No. of bitstreams: 1 masiero_mcs_me_bauru.pdf: 852131 bytes, checksum: f6e923a2b5d5ef7b653f18a36f2f11bf (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Este trabalho propõe uma abordagem que utiliza uma associação dos métodos de barreira modificada e da Lagrangiana aumentada para a resolução do problema de fluxo de potência ótimo. Para isso, foi realizado um levantamento bibliográfico que explicitou os métodos de Newton-Lagrangiano, de barreira modificada e da função lagrangiada aumentada. Na abordagem proposta, as restrições canalizadas são desmembradas em duas desigualdades. Estas são transformadas em igualdades a partir do acréscimo de variáveis de folga ou de excesso positivas, as quais são tratadas pela função barreira modificada. As restrições de igualdade originais do problema são tratadas pelo método da função Lagrangiana aumentada e as igualdades restantes através da função Lagrangiana. As condições necessárias de primeira ordem são aplicadas resultando num sistema não linear o qual é resolvido pelo método de Newton. A eficiência do método foi verificada utilizando um exemplo matemático e em problemas de fluxo de potência ótimo / This work proposes an approach that uses an association of the modified barrier method and augmented Lagrangian method for the solution of the optimal power flow problem. On this purpose, a bibliographical review was accomplished the methods Newton-Lagrangian, modified barrier and augmented Lagrangian function. In this approach, the bounded constraints are transformed in equalities by additing the non-negative slack variables. Those slack variables are handled by the modified barrier function. The original equality constrains of the problem are handled by the method of augmented Lagrangian function and the remaining equalities are handled by the Lagrangian function. The first order necessary conditions are applied resulting a nonlinear system which is solved by Newton's method. The effectiveness of the proposed approach has been examined by solving a mathematical example and optimal power flow problems

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4071.pdf: 1584989 bytes, checksum: c5d431c41837e054ef8d40a5d71b1e21 (MD5) Previous issue date: 2011-12-09 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this research, we study lot sizing problems with decisions on product distribution and, also, problems that integrate lot sizing decisions and product packing in the vehicles (bins). In general, these problems involve a trade-off among production costs, holding costs and distribution costs. The lot sizing problems consider limitations in the production capacity and demand delivery deadline. The distribution decisions are related to the product loading into the unit load device (pallets, containers or trucks). The packing problems may involve one, two or three dimensions relevant to the product loading. The problems are modeled by mathematical programming and solved by the branch-and-cut method of an optimization package, and then, the performance and the results obtained are analyzed. Furthermore, heuristic methods are specifically developed in order to provide an approximate solution for these problems. The heuristic methods are built according to the lagrangian relaxation and ant colony optimization. All the methods are tested and evaluated, regarding the solutions found by the optimization package for the proposed models. / Neste trabalho, são estudados problemas de dimensionamento de lotes de produção com decisões de distribuição dos produtos e, também, problemas que integram decisões de dimensionamento de lotes e empacotamento dos produtos em veículos (bins). Em geral, estes problemas envolvem um balanceamento (trade-off) entre os custos de produção, os custos de estocagem e os custos de distribuição. As decisões de dimensionamento de lotes consideram limitações das capacidades de produção e prazos de entrega da demanda. As decisões de distribuição estão relacionadas ao carregamento e transporte dos produtos dentro dos dispositivos de unitização de carga (paletes, contêineres, carrocerias de caminhão, etc.). O carregamento dos produtos pode envolver uma, duas ou três dimensões relevantes para o empacotamento ou arranjo dos produtos dentro dos veículos. Os problemas estudados são modelados via programação matemática e resolvidos pelo método branch-and-cut de um pacote de otimização, e os desempenhos e resultados obtidos são analisados. Além disso, também são desenvolvidos métodos heurísticos específicos para a resolução aproximada de alguns destes problemas. Os métodos heurísticos são construídos tendo como base a relaxação lagrangiana e a otimização baseada em colônias de formigas. Todos os métodos são testados e avaliados, levando em conta as soluções encontradas pelo pacote de otimização com os modelos propostos.

Transformadores de potência, como produtos não seriados, estão sujeitos a uma série de possíveis desvios de processo. As divergências que transformadores podem apresentar em relação ao seu projeto original podem ter consequências em sua capacidade de suportar carregamentos mecânicos que lhe serão aplicados. Seu transporte da fábrica às subestações elétricas é um dos principais eventos durante o qual suas estruturas são carregadas. Este trabalho foca em descrever e analisar um transformador de potência genérico em um modelo bidimensional, sob o ponto de vista da Mecânica Analítica e da análise de variabilidades com o objetivo de identificar parâmetros importantes à integridade estrutural do equipamento, especialmente aqueles relacionados ao modo de falha de destacamento das chapas do núcleo nos step laps. O modelo numérico do transformador consiste na representação de corpos rígidos conectados entre si por elementos de rigidez e amortecimento, tendo o conjunto do núcleo ferromagnético particularmente mais detalhado de modo a descrever o atrito existente em suas junções. A avaliação dos esforços nesses locais é feita por meio do método dos multiplicadores de Lagrange, ao considerar o atrito como uma restrição ao movimento, sendo que as forças e momentos limites para que ocorra o deslizamento planar das chapas do núcleo são determinados utilizando-se Newton-Raphson ou outras técnicas de otimização. / Power transformers, as non serialized products, are subject to a number of process deviations. The divergences that transformers present from their original design may have consequences on their ability to withstand mechanical loads which will be applied on them. Their transportation from workshop to power plants is one of the main events their structures are loaded. This work focuses on describing and analyzing a generic power transformer in a two-dimensional model, under the sight of Analytical Mechanics and Structural Reliability in order to identify important parameters related to their structural integrity, especially those concerning the failure mode of dismantling of the ferromagnetic core in the step-lap joints. The numerical model of the transformer consists of a representation of rigid bodies, connected to each other by stiness and damping elements, having the assembly of the ferromagnetic core more detailed in order to describe the friction present on their step-lap joint. The evaluation of friction in these locations is made using the Lagrange Multipliers Method, by considering it as a movement restriction, and the limit values of forces and moments to which the planar sliding of the core sheets occurs, damaging the behavior of the electric machine, are determined using Newton-Raphson and Optimization Methods.

Orientador: Marcelo Martins dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:55:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaluendasPardo_PedroNel_D.pdf: 1007695 bytes, checksum: 924306ee0dd8ae19e6725f7d2a3349f4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Estudamos a estrutura lagrangiana para soluções fracas das equações de Navier-Stokes para um fluido não barotrópico em dimensão dois, i.e., demonstramos a unicidade de trajetórias de partículas para fluidos compressíveis, incluindo a equação da energia, ou seja, com variações de temperatura. Isto estende os resultados de David Hoff e Marcelo Santos para o caso não barotrópico de dimensão dois / Abstract: In this work we study the Lagrangian structure for weak solutions of Navier-Stokes equations for a non-barotropic compressible fluid in two dimensions, i.e., we prove the uniqueness of particle trajectories for two-dimensional compressible fluids, including the energy equation (tempera-ture variations). It extends previous results in [19] for the barotropic two dimensional case / Doutorado / Matematica / Doutora em Matemática

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:02:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Jose Carlos Rubianes Silva.pdf: 825326 bytes, checksum: f8797d1d8d333606ebad1d9941d5d26d (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / In this dissertation we consider a primal convex optimization problem and we study variants of subgradient method applied to the dual problem obtained via a Lagrangian function. We analyze the conditional subgradient method developed by Larsson et al, which is a variant of the usual subgradient method. In this variant, the subgradients are conditioned to a constraint set, more specifically, the behavior of the objective function outside of the constraint set is not taken into account. One motivation for studying such methods is primarily its simplicity, in particular, these methods are widely used in large-scale problems. The subgradient method, when applied to a dual problem, is relatively effective to obtain a good approximation of a dual solution and the optimal value, but it is not efficient to obtain primal solutions. We study a strategy to obtain good approximations of primal solutions via conditional subgradient method, under suitable additional computational costs. This strategy consists of constructing an ergodic sequence of solutions of the Lagrangian subproblems.We show that the limit points of this ergodic sequence are primal solutions. We consider different step sizes rule, in particular, following the ideas of Nedic and Ozdaglar, using the constant step size rule, we present estimates of the ergodic sequence and primal solutions and / or the feasible set. / Nesta dissertação consideramos um problema de otimização convexo e estudamos variações do método subgradiente aplicado ao problema dual obtido via uma função Lagrangiana. Estudamos o método subgradiente condicional desenvolvido por Larsson et al, o qual é uma simples variação do método subgradiente usual . A principal diferença é que os subgradientes são condicionados a um conjunto restrição, mais especificamente, o comportamento da função fora do conjunto restrição não é levado em conta. Uma motivação para estudar tais métodos consiste principalmente na sua simplicidade, em especial, estes métodos são bastante usados em problemas de grande porte. O método subgradiente, quando aplicado a um problema dual, é relativamente eficaz para obter boas aproximações de soluções duais e do valor ótimo, no entanto, não possue a mesma eficiência para obter soluções primais. Analisamos uma estratégia para obter boas aproximações de soluções primais via método subgradiente condicional, com pouco custo computacional adicional. Esta estratégia consiste em construir uma sequência ergódica das soluções obtidas durante a resolução dos subproblemas Lagrangianos. Mostraremos que os pontos limites desta sequência ergódica são soluções primais. Consideramos diferentes regras para o tamanho do passo, em particular, seguindo as idéias de Nedic e Ozdaglar, apresentamos estimativas da sequência ergódica com o conjunto de soluções primais e/ou o conjunto viável quando usamos a regra de passos constantes.

Neste trabalho propomos uma abordagem para a resolução do problema de fluxo de potência ótimo. Para isso, foram obtidos dados teóricos, a partir de um levantamento bibliográfico, que explicitaram os métodos de penalidade, de barreira, de Newton-Lagrangiano, da função Lagrangiana aumentada e dual-Lagrangiano. Nesta abordagem, as restrições de igualdade são tratadas pelo método de Newton, as restrições canalizadas, de tensão e tap, pelo método da função barreira logarítmica, e as restrições de desigualdade e demais restrições canalizadas, pelo método da função Lagrangiana aumentada. A motivação para este estudo foi a necessidade de manter as variáveis - tensão e tap - dentro de seus limites. Os resultados numéricos apresentados evidenciam o potencial desta metodologia para a resolução de problemas de programação não-linear e, em particular, do problema de fluxo de potência ótimo. / A new approach to solving the optimal power flow problem is proposed in this study. The first step in developing this method was to obtain theoretical material from bibliographic survey, which described in detail the penalty method, the barrier method, Newton\'s method, the augmented Lagrangian method end the dual-Lagrangian method. In the new approach, equality constraints are handled by Newton\'s method, the voltage end tap box inequality constraints by the logarithmic barrier method and the inequality constraints and the other box inequality constraints by the augmented Lagrangian method. The motivation for this research was the necessity to keep the voltage and tap variables within their limits. The numerical results demonstrate the potential of this methodology for the solution of nonlinear problems and, in particular, of the optimal power flow problem.