Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta dissertação é apresentada a modelagem computacional do transporte de uma pluma de contaminante em rios. A simulação do comportamento destas plumas torna-se indispensável no processo de tomada de decisões, bastando para tanto mencionar o fato da possibilidade de se estimar o melhor local para o lançamento de resíduos domésticos e industriais a fim de proteger ecossistemas aquáticos e viabilizar os usos dados a esses recursos. Desta forma o presente trabalho apresenta um estudo sobre os parâmetros advectivos e dispersivos do transporte de plumas de contaminantes no rio Macaé, região essa de grande interesse devido a sua importância local e regional. Com o intuito de viabilizar esse estudo foi realizado um trabalho de campo nas proximidades da Usina Termoelétrica (UTE) Mário Lago através do lançamento de uma descarga de cloreto de sódio (sal de cozinha - NaCl) no local de interesse. Foram realizadas comparações entre os resultados experimentais com aqueles obtidos numericamente através de um modelo matemático. Devido à geometria da área de estudos, optou-se por uma abordagem horizontal bidimensional. Este modelo foi resolvido empregando o método de volumes finitos com formulação totalmente implícita, sendo usado o algoritmo de Thomas (TDMA) para a solução do sistema de equações. / This dissertation presents the computational modeling of the transport of a plume of contamination in rivers. The simulation of the behavior of the plumes becomes indispensable in the process of decision making, it is enough to mention the possibility of estimating the best places for the launch of household and industrial waste to protect aquatic ecosystems and enable the use of such data features. Thus this work presents a study on the advective and dispersive parameters is a of the transport of contaminant plumes in the Macae river. This region of great interest due to its local and regional importance. In order to provide to this work, a field work was carried out in the vicinity or fieldwork in the vicinity of the thermoelectric plants (UTE) Mario Lago by launching a discharge of sodium chloride (table salt - NaCl) in a place of interest. Comparisons were made between the experimental results with those obtained numerically using a mathematical model. Due to the geometry of the field of study, we chose a horizontal two-dimensional model. This model was solved using the finite volume method with fully implicit formulation, and made of use the algorithm of Thomas (TDMA) to solve the system of equations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Devido à sua importância, o chamado problema de Lennard-Jones tem atraído pesquisadores de diversos campos da ciência pura e aplicada. Tal problema resume-se em achar as coordenadas de um sistema no espaço Euclidiano tridimensional, as quais correspondem a um mínimo de um potencial de energia. Esse problema desempenha um papel de fundamental importância na determinação da estabilidade de moléculas em arranjos altamente ramificados, como das proteínas. A principal dificuldade para resolver o problema de Lennard-Jones decorre do fato de que a função objetivo é não-convexa e altamente não-linear com várias variáveis, apresentando, dessa forma, um grande número de mínimos locais. Neste trabalho, foram utilizados alguns métodos de otimização global estocástica, onde procurou-se comparar os resultados numéricos dos algoritmos, com o objetivo de verificar quais se adaptam melhor à minimização do referido potencial. No presente estudo, abordou-se somente micro agrupamentos possuindo de 3 a 10 átomos. Os resultados obtidos foram comparados também com o melhores resultados conhecidos atualmente na literatura. Os algoritmos de otimização utilizados foram todos implementados em linguagem C++. / Because of its importance, the so-called Lennard-Jones problem has attracted researchers from various fields of pure and applied science. This problem boils down to find the coordinates of a system with three-dimensional Euclidean space, which correspond to minimum potential energy. This problem plays a fundamental role in determining the stability of molecules in highly branched arrangement, such as proteins. The main difficulty in solving the problem of Lennard-Jones from the fact that the objective function is non-convex and highly nonlinear with several variables, thus presenting a large number of local minima. Here, we used some methods of stochastic global optimization, where we seek to compare the results of the numerical algorithm, in order to see which are better suited to the minimization of the potential. In this study, we addressed only micro groups having 3-10 atoms. The results were also compared with the currently best known results in literature. The optimization algorithms were all implemented in C + +.

Para qualquer sistema observado, físico ou qualquer outro, geralmente se deseja fazer predições para sua evolução futura. Algumas vezes, muito pouco é conhecido sobre o sistema. Se uma série temporal é a única fonte de informação no sistema, predições de valores futuros da série requer uma modelagem da lei da dinâmica do sistema, talvez não linear. Um interesse em particular são as capacidades de previsão do modelo global para análises de séries temporais. Isso pode ser um procedimento muito complexo e computacionalmente muito alto. Nesta dissertação, nos concetraremos em um determinado caso: Em algumas situações, a única informação que se tem sobre o sistema é uma série sequencial de dados (ou série temporal). Supondo que, por detrás de tais dados, exista uma dinâmica de baixa dimensionalidade, existem técnicas para a reconstrução desta dinâmica.O que se busca é desenvolver novas técnicas para poder melhorar o poder de previsão das técnicas já existentes, através da programação computacional em Maple e C/C++.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente, existem modelos matemáticos capazes de preverem acuradamente as relações entre propriedades de estado; e esta tarefa é extremamente importante no contexto da Engenharia Química, uma vez que estes modelos podem ser empregados para avaliar a performance de processos químicos. Ademais, eles são de fundamental importância para a simulação de reservatórios de petróleo e processos de separação. Estes modelos são conhecidos como equações de estado, e podem ser usados em problemas de equilíbrios de fases, principalmente em equilíbrios líquido-vapor. Recentemente, um teorema matemático foi formulado (Teorema de Redução), fornecendo as condições para a redução de dimensionalidade de problemas de equilíbrios de fases para misturas multicomponentes descritas por equações de estado cúbicas e regras de mistura e combinação clássicas. Este teorema mostra como para uma classe bem definidade de modelos termodinâmicos (equações de estado cúbicas e regras de mistura clássicas), pode-se reduzir a dimensão de vários problemas de equilíbrios de fases. Este método é muito vantajoso para misturas com muitos componentes, promovendo uma redução significativa no tempo de computação e produzindo resultados acurados. Neste trabalho, apresentamos alguns experimentos numéricos com misturas-testes usando a técnica de redução para obter pressões de ponto de orvalho sob especificação de temperaturas. / Nowadays, there are mathematical models capable of predicting accurately the relationships among state properties; and this task is very important in Chemical Engineering context, since these models can be used to evaluate the performance of chemical processes. Moreover, they are of fundamental importance for oil reservoir simulation and separation processes. These models are known as equations of state and can be used in phase equilibrium problems, mainly in vapor-liquid equilibrium. Recently, a mathematical theorem was formulated (Reduction Theorem), which provides the conditions for the reduction in the dimensionality of the phase equilibrium problem for multicomponent mixtures described by cubic equations of state and classical mixing and combination rules. This theorem shows how to a well-defined class of thermodynamic models (cubic equations of state and classical mixing rules), one can reduce the dimensionality of various phase equilibrium problems. This method is very advantageous for mixtures of many components, providing a significant reduction in the computation time and producing accurate results. In this work, we presented some numerical experiments with test-mixtures using the reduction technique to obtain dew point pressures at specified temperatures.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-05Bitstream added on 2014-06-13T20:02:21Z : No. of bitstreams: 1 rickli_li_dr_botfca.pdf: 601367 bytes, checksum: abdaa96dc222f7b27de2cdeb6898ad34 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O aumento populacional do planeta tem exigido cada vez mais produtividade na agricultura objetivando suprir suas necessidades alimenticias. Um dos mais importantes fatores que determinam o sucesso ou o fracasso desta producao sao as variaveis climaticas, dentre elas, pode-se citar a precipitacao pluviometrica. A presente pesquisa analisou a eficiencia dos fatores funcionais no processo de simulacao de dados diarios de precipitacao utilizando a distribuicao Gama. Foram utilizadas series climatologicas diarias para as localidades de Piracicaba . SP e Ponta Grossa . PR. Para determinacao dos estimadores dos parametros da distribuicao Gama (ãá e ãâ), foram avaliados os procedimentos baseados no metodo dos momentos, da verossimilhanca e o metodo numerico de Greenwood & Durand. Avaliou-se tres geradores de numeros pseudo-aleatorios congruencias e dois algoritmos computacionais para geracao da variavel aleatorias Gama que foram implementados no simulador Sedac_R. Por meio de procedimentos estatisticos a validacao apontou que a escolha adequada do metodo para estimativa dos parametros da distribuicao Gama e o algoritmo computacional para geracao da variavel aleatoria Gama devem ser levados em consideracao na simulacao de series climaticas de precipitacao. Em relacao ao gerador de numeros pseudo-aleatorios os resultados indicaram... / The increase of people in the planet has required more productivity in the agriculture field in order to supply the food need. One of the most important factors that determine the success or the failures of that productivity are the climatic variables, such as the rain precipitation. This research analyzed the efficiency of the functional factors in the precipitation daily data simulation process, using the Gamma distribution. Daily climatic series related to the Piracicaba - SP and Ponta Grossa - PR cities were used. The procedures based on the Greenwood & Durand numerical, Likelihood and Moment methods were evaluated aiming to determine the approximation of the parameters of the Gamma distribution (á and â). Three congruent pseudorandom generators and two computational algorithms to generate the Gamma random variable implemented in the Sedac_R simulator were evaluated. By way of statistics procedures, the validation indicated that the suitable choose to both the approximation method of the parameters of the Gamma distribution (á and â) and the computational algorithm to generate the Gamma random variable must be taken into consideration in the precipitation climatic series simulation. Related to the numerical pseudo-random generator the results showed that it doesn t interferes in the accuracy of the generated data.

Diversos procedimentos têm sido utilizados para destoxicação da torta de mamona. Entre esses a solubilização das substâncias responsáveis pelo caráter tóxico desse resíduo, ricina e ricinina, em água quente e/ou soluções salinas aquecidas. Foram desenvolvidos algo ritmos para simular o aquecimento solar da água como estratégia para baixar custos no processo de destoxicação da torta de mamona, originária do processo de produção de biodiesel. Para isto foi utilizada a ferramenta computacional Simulink/MATLAB@. Foram então analisadas várias situações com base na proposta de aquecimento direto, por se tratar de uma forma de transferência de calor menos dispendiosa. São propostos modelos dinâmicos em diferentes graus de complexidade para uma avaliação prévia do processo de aquecimento da água por meio de energia solar. Apresentam-se os diagramas de blocos dos modelos computacionais, correspondentes a cada uma das etapas de elaboração. Os modelos matemáticos propostos proporcionaram importantes previsões para valores de temperatura nas diferentes fases de elaboração. apresentando-se como importante ferramenta de trabalho para uma próxima etapa que é a de validação experimental do modelo final / Algorithms have been developed in arder to simulate the water solar heating as a strategy for lowering castor bean pie destoxication costs, among from the biodiesel oil for production extraction processo Diverse procedure, substances solubilization, this residue toxic caracter factor, found in hot water and in some saline solutions, motivated this water heating modeling work, through solar energy, since this procedure type can and low cost to the above-mentioned methods, on account of this, one has used computational smulink/matlab in arder to simulate and to arise favorable conditions for this technique use strategies elaboration. One has, then, analized several situation, departing from a termal heating proposal, since this is a less expensive heat transference formo Of this form an objective function was proposal to create O variable that esteem the behavior of the system and better define the excellent conditions for the considered processo .Among these, the established variable as parameters for the simulated conditions, are presented the results, taking itself in account values of income for the process, existing in literature. One porpuses dynamic models, under complexity different degress, for a water heating process previous evaluation, through solar energy. Temperature variations, in the process diferrent stages, have been simulated, with simulink/matlab aid for the above-mentioned system behaviour analysis one presents computational models. blocks diagrams, correspondent to each one of the elaboration stage. Proposed mathematical models provided important previsions for temperature values, in the above-mentioned system different components, resulting as a work important tool for a next stage which is that one of the optimization

Submitted by Algacilda Conceição (algacilda@sibi.ufrj.br) on 2018-03-15T17:58:11Z No. of bitstreams: 1 131484.pdf: 4401159 bytes, checksum: fff3ed9ed06634471f2134db6523c99f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-15T17:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 131484.pdf: 4401159 bytes, checksum: fff3ed9ed06634471f2134db6523c99f (MD5) Previous issue date: 1972-12 / CNPq / COPPETEC / O objetivo do presente trabalho é aplicar conceitos de realimentação da informação e hierarquização na descrição da gestão da produção e, solucionar alguns problemas (alocação de recursos e sequenciação de ordens) dessa Gestão, utilizando algoritmos de pesquisa operacional. Para isso, procuramos adicionar à atual descrição de dinâmica industrial o conceito de decisões amostradas e de organização e modificação de arquivos. A simulação do sistema é utilizada como uma técnica de ajuda e de previsão ao processo da tomada de decisão. / The aim of this work is to apply the concepts of information feedback and hierarchization to the description of Production Control and to solve some related problems (resource allocation and sequencing) using some algorithms of Operational Research. With this objective, we have tried to add to the present description of Industrial Dynamics the concepts of discrete decision functions and the organization and change of files. System Simulation is used as a technique for helping the decision-making process and in its forecasting.

A estimulação elétriva vagal (VNS) é uma terapia adjuvante utilizada no tratamento de pacientes com epilepsia refratária que não são candidatos à cirurgia ressectiva ou que apresentam resultados limitados após procedimentos cirúrgicos. Atualmente, há evidência suficiente para corroborar seu uso em pacientes com epilepsia focal ou outros tipos de crises epilépticas. Com o intuito de estudar um método para otimizar a terapia através da redução do consumo da bateria do sistema, este projeto teve como objetivo propor uma alteração no protocolo de estimulação já existente, com alteração da frequência de 30 Hz para 20 Hz, através da avaliação de duas variáveis principais: crises convulsivas e efeitos colaterais. A análise prospectiva e duplo-cega consistiu na avaliação por 3 meses de 6 pacientes já submetidos ao implante do VNS, seguida de alteração do parâmetro e continuidade do seguimento por mais 1 mês. Os resultados revelaram que, com a estimulação a 20 Hz, houve 68% de redução da incidência de crises (p = 0,054) assim como baixa incidência de efeitos colaterais (apenas 1 dos 6 pacientes). Por conseguinte, este estudo foi um projeto piloto de curto seguimento, que demonstrou a possibilidade de redução da frequência de estimulação para 20 Hz sem comprometimento da eficácia da terapia ou aumento da taxa de complicações, com consequente aumento da sobrevida do sistema. / Vagus nerve stimulation (VNS) is an adjunctive therapy used to treat patients with refractory epilepsy who are not candidates for resective surgery or have poor results after surgical procedures. There is sufficient evidence nowadays to support its use in patients with focal epilepsy and other seizure types. In order to investigate an approach to optimize therapy and reduce battery consumption, this project aimed at proposing an amendment to the current stimulation protocol, altering it from 30 Hz to 20 Hz, through assessment of two variables: seizures and adverse events. The prospective and double-blind analysis consisted of a 3 month evaluation of 6 patients that had already been implanted with the VNS system, followed by parameter adjustment and follow-up for another month. The results revealed that, with 20 Hz stimulation, there was 68% reduction in seizures (p = 0,054), as well as low incidence of adverse events (only 1 of 6 patients). Therefore, this study was a pilot project with short-term follow-up that indicates the possibility of reducing frequency stimulation to 20 Hz without compromising therapy efficacy and without any increase in complication rates, which could further increase battery life expectancy.

Pesquisas recentes mostram que abordagens baseadas em sistemas multiagentes (SMA) e mecanismos de mercado como leilões são eficazes para encontrar soluções factíveis para problemas de planejamento em cadeias de suprimento. Esta dissertação aborda a utilização do paradigma de SMA baseado em Leilões Combinatoriais e o uso de estratégias de participação em leilões na resolução do problema de transporte de derivados de petróleo em uma rede multimodal da PETROBRAS – Petróleo Brasileiro S/A, denominado Problema de Transporte de Derivados de Petróleo Simplificado (PTDPS), que se caracteriza como um problema de planejamento em cadeias de suprimento. Em leilões combinatoriais, a determinação do vencedor é um problema NP-Completo sem algoritmos de aproximação, cujo custo computacional aumenta com o número de ofertas recebidas pelo leiloeiro. Este trabalho tem por objetivo aumentar o escopo de aplicação de leilões combinatoriais em problemas de planejamento pelo uso de uma estratégia heurística de participação em leilões, além de servir como uma ferramenta de apoio à tomada de decisão por especialistas da indústria petrolífera. Os resultados obtidos a partir da aplicação do SMA desenvolvido em uma série de cenários para a estratégia proposta (avaliação da necessidade global) e outras de referência (geral - todos os leilões possíveis - e gulosa – somente um leilão) foram comparados entre si e demonstram que a utilização da estratégia proposta reduz o tempo de processamento em relação à estratégia geral e sem perda da qualidade da solução em comparação com as estratégias geral e gulosa. Outras contribuições deste trabalho são um SMA para realizar o planejamento do transporte de derivados de petróleo tendo como modelo de negociação o mecanismo de leilões combinatoriais e a proposição de um modelo descentralizado onde diversos leilões combinatoriais podem ser executados simultaneamente. / Recent researches have shown that approaches based on multi-agent systems (MAS) and market mechanisms like auctions are efficient on the resolution of planning problems in supply chains. This work uses the combinatorial auction-based MAS paradigm and participation strategies in auctions for solving the problem of transporting oil derivatives of PETROBRAS - Petroleo Brasileiro S/A, called Simplified Problem of Transporting Oil Derivatives (SPTOD), which is characterized as a planning problem in supply chains. In combinatorial auctions, the winner determination is a NP-Complete problem without approximation algorithms, whose computational cost increases with the number of bids received by the auctioneer. In this context, this work aims at enlarging the scope of application of combinatorial-auction mechanisms in planning problems by using a heuristic strategy for participation in auctions, besides serving as a support tool for decision-making process by specialists of industrial oil. The results were drawn from several scenarios where the MAS was used with the proposed strategy (global evaluation of needs) and with other strategies for comparison (general – all possible auctions – and greedy – only one auction). The results show that the use of the proposed strategy reduces the processing time when compared to the general strategy and that the quality of the solution is preserved in comparison with the general and greedy strategies. Other contributions of this work are the development of a MAS to realize the planning of transporting oil derivatives between producing and consuming basis having as negotiation model the combinatorial auction-based mechanism and a proposition of a decentralized model where several combinatorial auctions can be run simultaneously.

CAPES / O escoamento em golfadas consiste na passagem intermitente de pistões de líquido e bolhas alongadas, sendo comum nas linhas de produção de petróleo e na indústria nuclear. Muitas pesquisas têm sido feitas nessa área, e mesmo assim, o entendimento desse padrão de escoamento ainda não está completamente esclarecido na literatura. Existem algumas dificuldades na modelagem do fenômeno de formação das golfadas e influência da mudança de direção. Além disso, o regime intermitente em escoamento descendente e a transição para o regime estratificado têm sido pouco estudados. Em um trabalho recente, Conte (2014) utilizou um modelo Lagrangiano, baseado no modelo de dois fluidos para o caso unidimensional e isotérmico, para simular a iniciação das golfadas. A desvantagem é o custo computacional relativamente elevado. Outra metodologia para simular a evolução das golfadas, também Lagrangiana e unidimensional, é o modelo de seguimento de pistões de Rodrigues (2009). A mesma possui um baixo custo computacional, porém necessita que as propriedades do escoamento na entrada da tubulação sejam conhecidas. A finalidade deste trabalho é apresentar uma metodologia para o acoplamento dos modelos de captura de golfadas e de seguimento de pistões e implementar uma rotina computacional capaz de trabalhar com ambos os modelos simultaneamente. Será possível simular a iniciação das golfadas na entrada da tubulação, e acompanhar o desenvolvimento das mesmas a um custo computacional mais baixo. Para isso, utiliza-se o modelo de captura de golfadas para simular a formação dos pistões e os efeitos quando há mudança de direção na tubulação. Já o modelo de seguimento de pistões rastreia as células unitárias em trechos retos. A metodologia híbrida proposta neste trabalho se mostrou capaz de prever as principais variáveis do escoamento em qualquer posição da tubulação: comprimentos da bolha e do pistão, frequência das golfadas, pressão e fração de vazio na região da bolha. Uma boa concordância nos resultados foi observada, juntamente com um custo computacional inferior a 50% da metodologia híbrida em relação à de captura de golfadas. Pode-se também inicializar o programa com dados experimentais na entrada da tubulação utilizando o modelo de seguimento de pistões, e utilizar o modelo de captura de golfadas para avaliar a influência quando há mudança de direção de horizontal para descendente. Para esse segundo caso, os resultados foram comparados com dados experimentais, observando-se que a metodologia foi capaz de prever os casos em que há transição para o escoamento estratificado. / The slug flow consists of the intermittent repetition of liquid slugs and elongated bubbles, and it is a common flow regime in oil production and nuclear industry. Even though many studies have been conducted, the understanding of this flow pattern is not yet completely understood in the literature. There are some difficulties in modeling the phenomenon of slug initiation and influence of the change of direction. In addition, the intermittent downward flow and the transition to the stratified regime is not well understood. In a recent work, Conte (2014) used a Lagrangian model, based on the two-fluid model for the one-dimensional and isothermal case, to simulate the slug initiation. The disadvantage is the relatively high computational time. Another methodology to simulate the evolution of slugs, also Lagrangian and one-dimensional, is the Rodrigues (2009) slug tracking model. It has a low computational cost, but requires the properties of the flow at the inlet of the pipeline to be known. The purpose of this work is to present a methodology for the coupling of the slug capturing and slug tracking models and to implement a computational routine capable of working with both models simultaneously. It will be possible to simulate the slug initiation at the entrance of the pipeline, and to follow the development of the slugs at a lower computational cost. In order to do that, the slug capturing model is used to simulate the formation of the slugs and the effects when there is change of direction in the pipe. The slug tracking model tracks the unit cells in straight sections. The hybrid methodology proposed in this work was able to predict the main flow variables at any position in the pipeline: bubble and slug lengths, slug frequency, pressure and void fraction in the bubble region. A good agreement in the results was observed, along with a computational cost of less than 50% of the hybrid methodology in relation to a pure slug capturing. It is also possible to start-up the program with experimental data at the inlet of the pipeline using the slug tracking model, and to use the slug capturing to evaluate the influence when there is a change of direction from horizontal to descending. For this second case, the results were compared with experimental data, observing that the methodology was able to predict the cases in which there is transition to the stratified flow.