[pt] Descreve-se o controle em malha fechada por malha pequena de um motor de passo de imã permanente (MIPIP), de forma a obter posicionamento preciso em tempo mínimo. A malha pequena é utilizada para, aplicar o modo de controle de alta velocidade (HISPEED); consegue-se dessa forma atingir velocidades muito superiores às obtidas em malha aberta. O principio de controle adotado pelo controlador de malha externa baseia-se na utilização de tabelas que possuam dados sobre as curvas de aceleração e desaceleração do MPIP. Dependendo do número de passos que faltam para atingir o alvo e da velocidade de rotação do eixo, as tabelas indicarão o modo de controle adequado de forma a não ultrapassar o alvo e atingi-lo em tempo mínimo. Um microcomputador implementa o controlador da malha externa e indica ao controle da malha interna o modo de operação adequado. / [en] This work describes the use of an inner loop for closed loop control of a permanent magnet step motor to achieve precise positioning in minimal time. The inner loop is used to apply a high speed control; this method gives speeds higher than those obtained with the open loop control. The outer loop controller is based on the use of acceleration and deceleration data of the motor. Depending on the number of steps needed to reach the desired position, and the actual speed, these tables indicate the best control mode to get to the target in minimal time and without overshooting it. This controller is implemented in a microcomputer.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de Especialização de Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-05-11Bitstream added on 2014-06-13T20:08:16Z : No. of bitstreams: 1 sakamoto_mm_me_sjrp.pdf: 1055031 bytes, checksum: 056e052434fbdc7c3a9a823523adff2a (MD5) / Este trabalho mostra a utilização de algoritmo de Delaunay em domínios tridimensionais para a geração de uma malha que leva em conta a anatomia (assimetrias e estruturas internas) de um dente. Os pontos que compõem o domínio foram mapeados de cortes feitos num dente verdadeiro. O trabalho também mostra uma das formas de se aplicar o Algoritmo em domínios não convexos, considerado um dos aspectos críticos do método. Inicialmente o programa foi executado no ambiente Mathematica for Windows, mas devido à complexidade do modelo geométrico, foi feita a conversão do algoritmo para o compilador C++ For Windows sendo o Mathematica usado apenas para gerar os resultados gráficos. Os resultados obtidos nos testes realizados confirmam a eficiência do método adotado. / This study shows the use of the Delaunay algorithm in three dimensional domains for the generation of a mesh that considers the anatomy (asymmetries and internal structures) of a tooth. Some cuts in a real tooth were scanned . The study also regards a way to use the Algorithm in non convex domains, which is considered a critical feature of the method. Initially the program was executed in Mathematica for Windows enviroment, but due to the geometric model complexity, the algorithm was converted for compiler C++ for Windows, and the Mathematica was just applied for the graphic results generation. The tests results showed the efficacy of this method.

Sample grid s are essential when we want to represent the variation in chemical and physical properties of the soil, being essential to know its features. In this way, this study aimed to relate the efficiency and practicality of using soil sampling knits of rectangular and hexagonal type in a farm located countryside Ivorá- RS. In order to get features that help the researcher and producer in choosing the appropriate mesh to represent and diagnose their crops by means of fertility maps and application. The methodological procedures consisted of structuring the rectangular and hexagonal sampling knits of 1 ha in the CR Campeiro 7, without user interference in the point s distribution. Soil samples were collected in June 2015. So, after analysis of the spatial distribution of points in the area for each of the cases the fertility maps and application were structured. Among the main results, it is noted that both knits can represent similarly the trends that the soil presents nevertheless, the rectangular grid, due to a higher number of points, can represent the variability more expressively, but was found that when there is a change in the position and number of sampling points in a crop, the representations of the maps have differences, which at first, analyzing only the fertility maps, these differences seem small, but when structured a map of application, this difference becomes significant as it will result in greater or lesser purchase of inputs. It is emphasized that each mesh has characteristics that will inevitably vary from crop to crop, and a sampling grid should be, always, planned and adjusted according to each case, combining the knowledge of the producer and additional data available to define the same. / As malhas de amostragem são fundamentais quando desejamos representar a variação de atributos químicos e físicos do solo, sendo imprescindível conhecer suas características. Desta forma, este trabalho teve como objetivo relacionar a eficiência e a praticidade da utilização das malhas de amostragem de solo do tipo retangular e hexagonal, em uma lavoura localizada no município de Ivorá- RS. Com o propósito de buscar características que auxiliem o pesquisador e o produtor na escolha da malha adequada para representar e diagnosticar suas lavouras, através de mapas de fertilidade e de aplicação. Os procedimentos metodológicos consistiram em estruturar as malhas de amostragem retangular e hexagonal de 1 ha no Sistema CR Campeiro 7, sem a interferência do usuário na distribuição dos pontos. As respectivas coletas de solo ocorreram no mês de junho de 2015. Assim, após a análise da distribuição espacial dos pontos na área para cada um dos casos e estruturados os mapas de fertilidade e aplicação. Entre os principais resultados encontrados, salienta-se que ambas as malhas conseguem representar de forma similar as tendências que o solo apresenta, no entanto, a malha retangular, por apresentar maior número de pontos, consegue representar a variabilidade de forma mais expressiva, mas nota-se que quando há uma alteração na posição e no número de pontos amostrais em uma lavoura, as representações dos mapas apresentam diferenças, que num primeiro momento, analisando somente os mapas de fertilidade, essas diferenças parecem ser pequenas, mas quando estruturado um mapa de aplicação, essa diferença passa a ser significativa, pois resultará em maior ou menor aquisição de insumos. Salienta-se que cada malha apresenta características que, inevitavelmente, variam de lavoura para lavoura, e uma malha de amostragem deve ser, sempre, planejada e ajustada conforme cada caso, aliando o conhecimento do produtor e dados adicionais disponíveis para definição da mesma.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-10T17:54:50Z No. of bitstreams: 1 JAMILSON RAMOS CAMPOS - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2006..pdf: 6748825 bytes, checksum: 592fc0c2a05c38766aae5d672c3c4708 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-10T17:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JAMILSON RAMOS CAMPOS - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2006..pdf: 6748825 bytes, checksum: 592fc0c2a05c38766aae5d672c3c4708 (MD5) Previous issue date: 2006-12 / Este trabalho apresenta um estudo de dois modelos computacionais deformáveis aplicados à simulação de tecidos, ambos modelos de mecânica de partículas fisicamente embasados, contemplando algoritmos, um para cada modelo, para o tratamento de colisões. Estudamos um modelos de malha retangular (clássico e pouco robusto) e um baseado em malha triangular (moderno e robusto) através da implementação, simulações e uma análise qualitativa simples entre os resultados visuais obtidos com ambos. Nenhum destes modelos apresenta relações entre deformações tangenciais e normais e portanto, não geram rugas e/ou dobras espontaneamente. Para torná-los mais realísticos, em nossa implementação, propomos o uso de uma força de acoplamento entre as deformações tangenciais normais. / This work presents a study of two deformable computational models applied to the simulation of cloths, both physically based models of particle mechanics, contemplating one per model, collision treatment algorithms. We study a rectangular grid model (classic and not very robust one) and a triangular mesh based model (modern and robust one) throught implementation, simulations and a simple qualitative analysis between visual results reached with them. Neither of these models presents a relationship with tangent and normal deformations therefore don't build folds and/or wrinkles spontaneously. to turn then more realistic, in our implementation, we propose to make use of a coupling force between tangent and normal deformations.

[pt] Neste trabalho aborda-se a geração de malha quadrilateral sobre domínios delimitados por duas, três e quatro curvas de bordo, usando padrões de decomposição de domínio, os quais são aplicados sobre domínios que satisfazem um conjunto de condições chamadas de essenciais que permite a geração de malha sobre eles. No entanto, a metodologia desenvolvida pode ser estendida para ser aplicada sobre outras topologias de domínio. A ideia é decompor um domínio em subdomínios, cada subdomínio é decomposto de forma independente até que todos os subdomínios permitam gerar malha usando diretamente o algoritmo de mapeamento transfinito bilinear. A decomposição é feita pela criação de curvas internas fictícias que delimitarão os subdomínios. Estas curvas podem intersectarse dando lugar a pontos de interseção, os quais são chamados de parâmetros geométricos e podem ser variados para mudar a geometria dos subdomínios com o propósito de melhorar a qualidade da malha gerada. Os subdomínios são delimitados por curvas que terão um número definido de subdivisões, isto será chamado de parâmetros topológicos e de cujos valores dependerá o tipo de decomposição aplicada nos subdomínios. Os padrões de decomposição foram projetados dando lugar aos padrões de geração de malha que têm valores definidos para seus parâmetros geométricos e topológicos. Desta forma é possível conhecer a topologia e o nível de decomposição hierárquica a priori. Os parâmetros topológicos podem ser variados dinamicamente para encontrar a topologia de malha de melhor qualidade sobre um domínio. Foram incluídos exemplos para mostrar a aplicabilidade da metodologia proposta. / [en] In this work, it is discussed quadrilateral mesh generation using patterns of domain decomposition. Mesh generation is treated on domains delimited by two, three and four curves. Patterns of domain decomposition are applied to domains that satisfy a set of conditions called essential conditions. However, the approach developed can be applied to other domain topologies. Mesh generation begins with an initial domain decomposition, each subdomain also is independently decomposed until all the subdomains enable mesh generation using bilinear mapping. The decomposition is done by creating fictitious internal curves that demarcate the subdomains. These curves can intersect giving rise to points of intersection, which are called geometric parameters and can be varied to change the geometry of the subdomains in order to improve the quality of the generated mesh. The subdomains are bounded by curves, which have a defined number of subdivisions, this will be called topological parameters and of whose values depend the type of decomposition applied on subdomains. Patterns of decomposition were designed giving way to patterns of mesh generation that have values set for its geometric and topological parameters, in this way is possible to know the topology and the level of hierarchical decomposition a priori. Topological parameters were dynamically varied to show the possibility of finding various mesh topologies on a domain. Examples are included to show the applicability of the proposed methodology.

O Método dos Elementos Finitos é a forma mais difundida de análise estrutural numérica, com aplicações nas mais diversas teorias estruturais. Contudo, no estudo das cascas e alguns outros usos, suas deficiências impulsionaram a pesquisa em outros métodos de resolução de Equações Diferenciais Parciais. O presente trabalho utiliza uma dessas alternativas, o Método de Galerkin Livre de Elementos (Element-Free Galerkin) para estudar as cascas. Inicia com a observação da aproximação usada no método, os Moving Least Squares e os Multiple-Fixed Least Squares. A seguir, estabelece uma formulação que combina a teoria de placas moderadamente espessas de Reissner-Mindlin à teoria da Elasticidade Plana e se utiliza da aproximação estudada para analisar placas e chapas deste tipo. Depois, expõe uma teoria geometricamente exata de cascas inicialmente curvas onde as curvaturas iniciais são impostas como deformações livres de tensão a partir de uma configuração de referência plana. Tal teoria exclui a necessidade de coordenadas curvilíneas e consequentemente da utilização de objetos como os símbolos de Cristoffel, já que todas as integrações e imposições são feitas na configuração plana de referência, em um sistema ortonormal de coordenadas. A imposição das condições essenciais de contorno é feita por forma fraca, resultando em um funcional híbrido de deslocamentos que permite a maleabilidade necessária ao uso dos Moving Least Squares. Esse trabalho se propõe a particularizar tal teoria para o caso de pequenos deslocamentos e deformações (linearidade geométrica), mantendo a consistência das definições de tensões e deformações generalizadas enquanto permite uma imposição da forma fraca resultante, depois de discretizada, por um sistema linear de equações. Por fim, exemplos numéricos são usados para discutir sua eficácia e exatidão. / The Finite Element Method is the most spread numerical analysis tool, applied to a wide range of structural theories. However, for the study of shells and other problems, some of its deficiencies have stimulated research in other methods for solving the derived Partial Differential Equations. The present work uses one of those alternatives, the Element Free Galerkin Method, for the study of shells. It begins with the observation of the approximation used in the method, Moving Least Squares and Multiple-Fixed Least Squares. Then, it establishes a formulation that combines the Reissner-Mindlin moderately thick plate theory with plane elasticity, and uses the proponed approximation to analyze such plates and stabs. Afterwards, it demonstrates a geometrically exact shell theory that accounts for initial curvatures as a stress-free deformation from a flat reference configuration. Such theory precludes the use of curvilinear coordinates and, subsequently, the use of objects such as Cristoffel symbols, as all integrations and impositions are done in the flat reference configuration, in an orthogonal frame. The essential boundary conditions are imposed in a eak statement, rendering a hybrid displacement functional that provides the necessary conditions for the use of Moving Least Squares. This works main objective is the particularization of this theory for the small displacement and strains assumption (geometrical linearity), keeping the consistent definition of generalized stresses and strains, while allowing the imposition of the discretized weak form through a system of linear equations. Lastly, numerical simulations are carried out to assess the methods efficiency and accuracy.

[pt] Este trabalho busca reconstruir a geometria de uma malha partindo de sua conectividade e de um conjunto esparso de pontos com geometria conhecida, denominados pontos de controle. O problema é formulado como a maximização da suavidade da superfície fixando a posição dos pontos de controle. Nessa formulação, o método consiste em resolver um sistema linear esparso aplicando-se mínimos quadrados. Diferentes propostas para a seleção de pontos de controle, o método de minimização e a construção do sistema linear são apresentadas e comparadas. / [en] This work aims at reconstructing the geometry of a mesh from its connectivity and a small set of control points, whose geometry is known.The problem is formulated as a maximization of the surface smoothness restricting the position of the control points. With this formulation, the method reduces to solving a sparse linear system using least squares minimization. Several proposals for the selection of the control points, the minimization method and the linear system construction are presented and compared .

Um modelo numérico para simulação da resposta aeroelástica de asas fixas é proposto. A estratégia adotada no trabalho é a de tratar a aerodinâmica e a dinâmica estrutural separadamente e então acoplá-las na equação de movimento. A caracterização dinâmica de uma asa protótipo é feita pelo método dos elementos finitos e a equação de movimento é escrita em função das coordenadas modais. O carregamento aerodinâmico não-estacionário é determinado pelo método de malha de vórtices. A troca de informações entre as malhas estrutural e aerodinâmica é feita através do método de interpolação por splines de superfície e a equação de movimento é resolvida iterativamente no domínio do tempo, utilizando-se um método preditor-corretor. As teorias de aerodinâmica, dinâmica estrutural e do acoplamento entre elas são apresentadas separadamente, juntamente com os respectivos resultados obtidos. A resposta aeroelástica da asa protótipo é representada por curvas de deslocamentos modais em função do tempo para várias velocidades de vôo e a ocorrência de flutter é verificada quando estas curvas divergem (i.e. as amplitudes aumentam progressivamente). Transformadas de Fourier destas curvas mostram o acoplamento de freqüências característico do fenômeno de flutter. / A numerical model for the simulation of the aeroelastic response of fixed wings is proposed. The methodology used in the work is to treat the aerodynamic and the structural dynamics separately and then couple them in the equation of motion. The dynamic characterization of a prototype wing is done by the finite element method and the equation of motion is written in modal coordinates. The unsteady aerodynamic loads are predicted using the vortex lattice method. The exchange of information between the aerodynamic and structural meshes is done by the surface splines interpolation scheme, and the equation of motion is solved interactively in the time domain, employing a predictor-corrector method. The aerodynamic and structural dynamics theories, and the methodology to couple them, are described separately, together with the corresponding obtained results. The aeroelastic response of the prototype wing is represented by time histories of the modal coordinates for different airspeeds, and the flutter occurrence is verified when the time histories diverge (i.e. the amplitudes keep growing). Fast Fourier Transforms of these time histories show the coupling of frequencies, typical of the flutter phenomenon.

O objetivo deste trabalho é o estudo de métodos multigrid para a solução de equações elípticas na esfera, discretizadas em malhas esféricas geodésicas icosaédricas. Malhas esféricas geradas a partir de sólidos platônicos receberam crescente atenção ao longo da última década, por serem razoavelmente uniformes e não apresentarem concentração de pontos em torno dos pólos como as tradicionais malhas latitude-longitude. Em especial, as malhas geodésicas icosaédricas (geradas a partir de um icosaedro inscrito na esfera com suas faces projetadas na superfície) têm sido adotadas no desenvolvimento de diversos modelos atmosféricos. Nestes é comum a necessidade de resolução de equações do tipo Poisson como parte do método de integração, motivando o nosso trabalho. Adotamos uma discretização do operador de Laplace baseada em volumes finitos. Para tal escrevemos o laplaciano como o divergente do gradiente. O divergente é discretizado com base nos fluxos nos pontos médios das arestas das células computacionais (com o auxílio do teorema da divergência de Gauss) e no uso de diferenças centradas para aproximar as derivadas nesses pontos médios. Validamos a discretização para o operador de Laplace resolvendo uma equação de Poisson através dos métodos iterativos de Jacobi e Gauss-Seidel. Estes sabidamente não são eficientes computacionalmente, devido ao grande e crescente número de iterações necessárias para atingir a convergência ao refinar a malha. Uma alternativa muito eficiente para a resolução de equações elípticas é a métodologia multigrid. Investigamos alguns métodos multigrid propostos na literatura para a solução destas equações na malha esférica geodésica icosaédrica. A partir desse estudo, utilizando também como referência a Análise Local de Fourier para a equação de Poisson em malhas hexagonais uniformes, como uma aproximação para malhas geodésicas icosaédricas, escolhemos um algoritmo multigrid para implementação. Testamos algumas opções para as componentes do esquema multigrid. Obtivemos taxas de convergência muito boas com V(1,1) ciclos com relaxação por Gauss-Seidel, restrição full weighting e interpolação linear. / This work is dedicated to the numerical solution of elliptic equations on the sphere, discretized on geodesic icosahedral grids. Spherical meshes generated from projections of platonic solids received considerable attention in the last decade, once they are almost isotropic and do not present a concentration of grid points around the poles, as traditional latitude-longitude grids. In particular, the geodesic icosahedral spherical grids have been adopted in the development of several atmospheric models. In these models, the necessity to solve Poisson type equations is very common, providing a motivation for our present work. We have employed a discretization of the Laplace operator based on finite volumes. We write the Laplacian as the divergent of the gradient operator and use Gauss theorem to derive the discretization of the operator. We integrate the fluxes along the cell borders and approximate them through finite-differences. We first validated the discretization solving Poisson\'s equation with a simple (and very innefficient) Jacobi-Relaxation and Gauss-Seidel. We then investigated the use of multigrid type schemes for the solution of this equation. We have analysed some schemes proposed in the literature, also using an idealized Local Fourier Analysis on hexagonal (planar) grids to estimate the behaviour of the schemes on the icosaedral grids. We have implemented and tested a multigrid method, comparing the performance with different relaxation schemes and transfer operators. We have obtained a very efficient method employing V(1,1) cycles with Gauss-Seidel relaxation, and full-weighting and linear interpolation as transfer-operators.