This thesis presents two methods for initial design propeller optimization using constrained non- linear programming. The process uses the Nelder-Mead simplex algorithm. The Wageningen B-series optimal propeller selection is presented along with the combined annular momentum theory and blade element theory optimization. Both techniques require preliminary hull and engine design characteristics, but do not necessitate extensive background knowledge of pro- pellers and their calculations. A comparison of the two methods shows the combined annular momentum theory and blade element theory optimization produces the more e cient propeller. The optimization programs were designed with a graphic user interface implemented in the programming language Python.

O objetivo do presente trabalho é analisar a eficácia de um desenho em campo e o quanto este pode facilitar a implantação, avaliação e manutenção dos experimentos, principalmente se estes necessitam de uma grande área para a instalação. O delineamento sistemático é aplicado em áreas, tais como, horticultura, solo, irrigação e vem sendo abordado nas pesquisas florestais que se preocupam em oferecer respostas aos gradientes de espaçamentos que uma espécie apresenta em campo. O trabalho, mostra uma revisão bibliográfica de vários estudos realizados com delineamento sistemático em uma gama de aplicações em distintas áreas, revelando suas dificuldades, vantagens e desvantagens sobre os chamados delineamentos clássicos. Os desenhos em campo podem seguir dois diferentes tipos de delineamentos sistemáticos, em \"leque\" ou linhas paralelas. Para cada um existem regras que devem ser seguidas para a instalação dos experimentos em campo. Com o objetivo de retratar o comportamento da espécie Eucalypus dunni, submetida a diferentes tratamentos, sendo estes os espaçamentos entre as plantas, foi constatada a vantagem em empregar o delineamento sistemático, que reduziu a área utilizada e os custos de produção, melhorando a avaliação e a sobrevivência das espécies. Esse estudo possibilitou identificar o espaçamento ideal para a instalação desta espécie em campo, por meio da análise de regressão. / The objective of the present work is to analyze the effectiveness of a drawing in the field and how much it can facilitate the implantation, evaluation and maintenance of the experiments, especially if they require a large area for the installation. The systematic design is applied in areas such as horticulture, soil, irrigation and has been approached in the forest researches that are concerned with providing answers to the gradients of spacing that a species presents in the field. This work presents a bibliographical review of several studies carried out with systematic design in a range of applications in different areas, revealing their difficulties, advantages and disadvantages on the so - called classic designs. Field designs can follow two different types of systematic, fan-like or parallel lines. For each one there are rules that must be followed for the installation of field experiments. With the aim of portraying the behavior of the species Eucalypus dunni, submitted to different treatments, these being the spacings between plants, it was observed the advantage of using the systematic design, which reduced the area used and the production costs, improving the evaluation and survival of the species. This study made it possible to identify the ideal spacing for the installation of this species in the field, through regression analysis.

O objetivo do presente trabalho é analisar a eficácia de um desenho em campo e o quanto este pode facilitar a implantação, avaliação e manutenção dos experimentos, principalmente se estes necessitam de uma grande área para a instalação. O delineamento sistemático é aplicado em áreas, tais como, horticultura, solo, irrigação e vem sendo abordado nas pesquisas florestais que se preocupam em oferecer respostas aos gradientes de espaçamentos que uma espécie apresenta em campo. O trabalho, mostra uma revisão bibliográfica de vários estudos realizados com delineamento sistemático em uma gama de aplicações em distintas áreas, revelando suas dificuldades, vantagens e desvantagens sobre os chamados delineamentos clássicos. Os desenhos em campo podem seguir dois diferentes tipos de delineamentos sistemáticos, em \"leque\" ou linhas paralelas. Para cada um existem regras que devem ser seguidas para a instalação dos experimentos em campo. Com o objetivo de retratar o comportamento da espécie Eucalypus dunni, submetida a diferentes tratamentos, sendo estes os espaçamentos entre as plantas, foi constatada a vantagem em empregar o delineamento sistemático, que reduziu a área utilizada e os custos de produção, melhorando a avaliação e a sobrevivência das espécies. Esse estudo possibilitou identificar o espaçamento ideal para a instalação desta espécie em campo, por meio da análise de regressão. / The objective of the present work is to analyze the effectiveness of a drawing in the field and how much it can facilitate the implantation, evaluation and maintenance of the experiments, especially if they require a large area for the installation. The systematic design is applied in areas such as horticulture, soil, irrigation and has been approached in the forest researches that are concerned with providing answers to the gradients of spacing that a species presents in the field. This work presents a bibliographical review of several studies carried out with systematic design in a range of applications in different areas, revealing their difficulties, advantages and disadvantages on the so - called classic designs. Field designs can follow two different types of systematic, fan-like or parallel lines. For each one there are rules that must be followed for the installation of field experiments. With the aim of portraying the behavior of the species Eucalypus dunni, submitted to different treatments, these being the spacings between plants, it was observed the advantage of using the systematic design, which reduced the area used and the production costs, improving the evaluation and survival of the species. This study made it possible to identify the ideal spacing for the installation of this species in the field, through regression analysis.

Orientador: Mario Luiz Teixeira de Moraes / Resumo: O Cerrado é caracterizado como uma vegetação de savana e representa cerca dos 22% do território nacional ou 2 milhões de km2 e sua área original intacta está em torno de 35%. Assim, a formação de uma coleção de germoplasma com espécies arbóreas que ocorrem nesse bioma é importante para sua conservação. Entretanto, para obter sucesso na conservação é necessário métodos criteriosos para avaliar e selecionar árvores geneticamente superiores minimizando os efeitos negativos da interação genótipo x ambiente. O objetivo deste estudo foi estimar a interação genótipo x ambiente em quatro testes de progênies de polinização aberta visando a conservação em uma coleção de germoplasma na região da baixada Cuiabana no Município de Rosário Oeste-MT, com as espécies: Anadenanthera colubrina var. colubrina, Cedrella fissilis, Cordia trichotoma, Dipteryx alata. O delineamento experimental utilizado foi do tipo Sistemático “Nelder Linear” com 17, 19, 16 e 28 tratamentos (progênies) respectivamente, três repetições e uma planta por parcela em oito espaçamentos. Os caracteres avaliados aos 12 meses de idade foram: altura de plantas (m), diâmetro a 30 cm do solo (cm), diâmetro médio da copa (m) e os parâmetros genéticos foram obtidos pelo procedimento REML/BLUP. Foi detectado variação genética entre as progênies nas espécies estudadas e a interação genótipo x ambiente foi significativa apenas para a espécie Dipteryx alata. O melhor desempenho das progênies para altura de plantas foi observado no e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Cerrado is characterized as savanna vegetation in the international classification and is located predominantly in the central highlands of Brazil, represents about 22% of the Brazilian territory or 2 million km2 and its intact original area is around 35%. Thus, the formation of a germplasm collection with arboreal species that occur in this biome is important for its conservation. However, to be successful in conservation, careful methods are needed to evaluate and select genetically superior trees, minimizing the negative effects of the genotype x environment interaction. The objective of this study was to estimate the genotype x environment interaction in four open pollinated progenies tests for conservation in a collection of germplasm in the Cuiabana lowland region in the Municipality of Rosário Oeste-MT, with the species: Anadenanthera colubrina var. colubrina, Cedrella fissilis, Cordia trichotoma and Dipteryx alata. The experimental design was Nelder Linear with 17, 19, 16 and 28 treatments (progenies) respectively, three replications and one plant per plot in eight spacings. The characters evaluated at 12 months of age were: plant height (m), diameter at 30 cm soil (cm), crown diameter (m) and genetic parameters were obtained by REML / BLUP procedure. Genetic variation was detected among the progenies in the species studied and the interaction genotype x environment was significant only for the species Dipteryx alata. The best performance of the progenies for pla... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Computer Numerical Control (CNC) is widely used in many industries that needs high speed machining of the parts with high precision, accuracy and good surface finish. In order to avail this the generation of the CNC part program size will be immensely big and leads to an inefficient process, which increases the delivery time and cost of products. This work presents the automation of high-accuracy CNC tool trajectory planning from CAD to G-code generation through optimal NURBs surface approximation. The proposed optimization method finds the minimum number of NURBS control points for a given admissible theoretical cord error between the desired and manufactured surfaces. The result is a compact part program that is less sensitive to data starvation than circular and spline interpolations with potential better surface finish. The proposed approach is demonstrated with the tool path generation of an involute gear profile and a topologically optimized structure is developed using this approach and then finally it is 3D printed.

The calibration of model parameters is an important step in model development. Commonly, system output is measured, and model parameters are iteratively varied until the model output is a good match to the measured system output. Optimization algorithms are often used to identify the model parameter values. The presence of noise is difficult to avoid when physical processes are used to calibrate models due to measurement error, model structure error, and errors arising from numerical techniques and approximate solutions. Our study focuses on the effects of noise in parameter identification optimization problems. We generate six test problems, including five perturbations of a smooth problem. A previously studied groundwater parameter identification problem serves as our seventh test problem. We test the Nelder-Mead Algorithm, a combination of the Nelder-Mead Algorithm and Simulated Annealing, and the Shuffled Complex Evolution Method on these test problems. Comparison of optimization results for these problems reveals the effects of noise on optimization performance, including an increase in fitness values and a decrease in the number of fit evaluations. We vary the values of the internal algorithmic parameters to determine the effects of different values and present numerical results that indicate that changing the values of the algorithmic parameters can cause profound differences in optimization results for all three algorithms. A variation of the generally accepted parameter values for the Nelder-Mead Algorithm is recommended, and we determine that the Nelder-Mead/Simulated Annealing Hybrid and Shuffled Complex Evolution Method are too problem dependent for general recommendations for parameter values. Finally, we prove new convergence results for the Nelder-Mead/Simulated Annealing Hybrid in both smooth and noisy cases. / Ph. D.

Submitted by HUGO RODRIGO MACEDO null (hugoengenheiro@yahoo.com.br) on 2017-03-23T11:56:53Z No. of bitstreams: 1 Tese_Hugo_Rodrigo_Macedo.pdf: 1533180 bytes, checksum: c08580b9237331d21eaf671529ef714e (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-23T14:50:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 macedo_hr_dr_ilha.pdf: 1533180 bytes, checksum: c08580b9237331d21eaf671529ef714e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T14:50:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 macedo_hr_dr_ilha.pdf: 1533180 bytes, checksum: c08580b9237331d21eaf671529ef714e (MD5) Previous issue date: 2017-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Cerrado é caracterizado como uma vegetação de savana e representa cerca dos 22% do território nacional ou 2 milhões de km2 e sua área original intacta está em torno de 35%. Assim, a formação de uma coleção de germoplasma com espécies arbóreas que ocorrem nesse bioma é importante para sua conservação. Entretanto, para obter sucesso na conservação é necessário métodos criteriosos para avaliar e selecionar árvores geneticamente superiores minimizando os efeitos negativos da interação genótipo x ambiente. O objetivo deste estudo foi estimar a interação genótipo x ambiente em quatro testes de progênies de polinização aberta visando a conservação em uma coleção de germoplasma na região da baixada Cuiabana no Município de Rosário Oeste-MT, com as espécies: Anadenanthera colubrina var. colubrina, Cedrella fissilis, Cordia trichotoma, Dipteryx alata. O delineamento experimental utilizado foi do tipo Sistemático “Nelder Linear” com 17, 19, 16 e 28 tratamentos (progênies) respectivamente, três repetições e uma planta por parcela em oito espaçamentos. Os caracteres avaliados aos 12 meses de idade foram: altura de plantas (m), diâmetro a 30 cm do solo (cm), diâmetro médio da copa (m) e os parâmetros genéticos foram obtidos pelo procedimento REML/BLUP. Foi detectado variação genética entre as progênies nas espécies estudadas e a interação genótipo x ambiente foi significativa apenas para a espécie Dipteryx alata. O melhor desempenho das progênies para altura de plantas foi observado no espaçamento 5. As progênies de Anadenanthera colubrina var. colubrina com base no caráter altura se desenvolveram melhor no espaçamento 2. Para a espécie Cedrella fissilis a maior média de crescimento para a variável altura foi no espaçamento 4. O espaçamento 6 para a espécie Cordia trichotoma, foi o que proporcionou o maior desempenho para o caráter altura de plantas. / The Cerrado is characterized as savanna vegetation in the international classification and is located predominantly in the central highlands of Brazil, represents about 22% of the Brazilian territory or 2 million km2 and its intact original area is around 35%. Thus, the formation of a germplasm collection with arboreal species that occur in this biome is important for its conservation. However, to be successful in conservation, careful methods are needed to evaluate and select genetically superior trees, minimizing the negative effects of the genotype x environment interaction. The objective of this study was to estimate the genotype x environment interaction in four open pollinated progenies tests for conservation in a collection of germplasm in the Cuiabana lowland region in the Municipality of Rosário Oeste-MT, with the species: Anadenanthera colubrina var. colubrina, Cedrella fissilis, Cordia trichotoma and Dipteryx alata. The experimental design was Nelder Linear with 17, 19, 16 and 28 treatments (progenies) respectively, three replications and one plant per plot in eight spacings. The characters evaluated at 12 months of age were: plant height (m), diameter at 30 cm soil (cm), crown diameter (m) and genetic parameters were obtained by REML / BLUP procedure. Genetic variation was detected among the progenies in the species studied and the interaction genotype x environment was significant only for the species Dipteryx alata. The best performance of the progenies for plant height was observed in the 5 spacing. The progenies of Anadenanthera colubrina var. colubrina based on the height character were better developed in spacing 2. For the species Cedrella fissilis the highest growth average for the height variable was in spacing 4. The spacing 6 for the Cordia trichotoma species was the one that provided the highest performance for the Character height of plants.

Uma das aplicações mais importantes da análise de sistemas no planejamento de recursos hídricos diz respeito à determinação de estratégias operacionais de sistemas de múltiplos reservatórios, elementos indispensáveis aos aproveitamentos hídricos, cuja operação é alvo de análises que podem envolver muitas restrições e variáveis de decisão. Fica evidenciada, portanto, a necessidade de a operação destes ser otimizada, propiciando assim, o seu melhor aproveitamento, com o menor custo para a sociedade. A presente pesquisa estuda a operação otimizada de um sistema de reservatórios destinado a geração de energia elétrica, usando um modelo híbrido composto de algoritmos genéticos e o SIMPLEX de Nelder e Mead acoplado à programação linear sucessiva. Em conformidade com a recente proposta de Reis et al. (2005), o problema de otimização é resolvido através da decomposição em subproblemas seqüenciais independentes relativos a cada estágio de operação, conectados entre si por supor que os volumes dos reservatórios no final de cada estágio correspondam ao estado do sistema no início do estágio subseqüente. Para estimular a utilização mais eficiente dos volumes armazenados, no suprimento das demandas hídricas dos estágios futuros, são aplicados fatores de redução de custo (FRCs) sobre os volumes armazenados remanescentes no final de cada estágio / One of the most important uses for system analysis in water resources planning is the determination of the operational strategy for multiple reservoir systems, fundamental to better water supply, whose operation is the purpose of analysis that may involve many operation constraints and decision variables. Stay clear, so, the need of optimize their operation, creating in this manner, its best utilization with the less cost to society. This research on the optimal operation of a reservoir system has hydropower generation as its main objective. The optimization framework employs a hybrid model which corresponds to a combination of genetic algorithms and SIMPLEX of Nelder e Mead before employing successive linear programming. Accordant to recent Reis et. al (2005) proposal, the problem of optimizing is solved through decomposition in independents sequential sub problems related to each stage of operation, connected among themselves by supposing that reservoir storage at the end of each stage corresponds to the system state at the beginning of the subsequent stage. To promote the most efficient use of storage for water supply in future stages, FRC (cost reduction factors) are applied on the storage left at the end of each stage

Uma das aplicações mais importantes da análise de sistemas no planejamento de recursos hídricos diz respeito à determinação de estratégias operacionais de sistemas de múltiplos reservatórios, elementos indispensáveis aos aproveitamentos hídricos, cuja operação é alvo de análises que podem envolver muitas restrições e variáveis de decisão. Fica evidenciada, portanto, a necessidade de a operação destes ser otimizada, propiciando assim, o seu melhor aproveitamento, com o menor custo para a sociedade. A presente pesquisa estuda a operação otimizada de um sistema de reservatórios destinado a geração de energia elétrica, usando um modelo híbrido composto de algoritmos genéticos e o SIMPLEX de Nelder e Mead acoplado à programação linear sucessiva. Em conformidade com a recente proposta de Reis et al. (2005), o problema de otimização é resolvido através da decomposição em subproblemas seqüenciais independentes relativos a cada estágio de operação, conectados entre si por supor que os volumes dos reservatórios no final de cada estágio correspondam ao estado do sistema no início do estágio subseqüente. Para estimular a utilização mais eficiente dos volumes armazenados, no suprimento das demandas hídricas dos estágios futuros, são aplicados fatores de redução de custo (FRCs) sobre os volumes armazenados remanescentes no final de cada estágio / One of the most important uses for system analysis in water resources planning is the determination of the operational strategy for multiple reservoir systems, fundamental to better water supply, whose operation is the purpose of analysis that may involve many operation constraints and decision variables. Stay clear, so, the need of optimize their operation, creating in this manner, its best utilization with the less cost to society. This research on the optimal operation of a reservoir system has hydropower generation as its main objective. The optimization framework employs a hybrid model which corresponds to a combination of genetic algorithms and SIMPLEX of Nelder e Mead before employing successive linear programming. Accordant to recent Reis et. al (2005) proposal, the problem of optimizing is solved through decomposition in independents sequential sub problems related to each stage of operation, connected among themselves by supposing that reservoir storage at the end of each stage corresponds to the system state at the beginning of the subsequent stage. To promote the most efficient use of storage for water supply in future stages, FRC (cost reduction factors) are applied on the storage left at the end of each stage

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-04-04T11:42:16Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Caio José Fernandes Póvoa - 2018.pdf: 6079271 bytes, checksum: 5efa21665d3c5f3bf6b4a58652fff6b4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-04T13:23:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Caio José Fernandes Póvoa - 2018.pdf: 6079271 bytes, checksum: 5efa21665d3c5f3bf6b4a58652fff6b4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-04T13:23:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Caio José Fernandes Póvoa - 2018.pdf: 6079271 bytes, checksum: 5efa21665d3c5f3bf6b4a58652fff6b4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-22 / This dissertation of master degree describes methods of optimizing routes and allocating towers of overhead power lines, with the objective of meeting technical, structural and constructive constraints, and reducing financial costs. The generated solutions are graphically presented through the transmission line profile and its 3-dimension representation upon the elevation map of the area. For the projects evaluation, elements of structural analysis are used, highlighting the Matrix Structural Analysis for the study of efforts and deformations in the towers and their components. Three methods are proposed, each one using different approaches. First, it will be shown an optimization algorithm based on Evolutionary Computation, characterized by the application of natural selection on individuals generated from mutations and genetic crossover. The second algorithm was inspired by the well-known Nelder-Mead optimization method. The triangular transformations addressed in the original method were adapted and physically implemented to transmission lines. The last optimization algorithm presented is a hybridization of the two previous methods. Finally, a performance comparison of the algorithms, in which each one of them will be applied to three different cases, will be carried out in order to validate them. / Esta dissertação de mestrado descreve métodos de otimização de trajetos e alocação de torres de linhas aéreas de transmissão de energia elétrica, com o objetivo de obedecer a restrições técnicas, estruturais e construtivas, e de reduzir custos financeiros. As soluções encontradas são apresentadas graficamente a partir da plotagem do perfil da linha de transmissão, e da sua representação em três dimensões sobre o mapa de relevo da região. Para a avaliação dos projetos, utilizam-se elementos de análise estrutural, destacando-se a Análise Estrutural Matricial para o estudo dos esforços e deformações nas torres e seus componentes. São propostos três métodos que utilizam abordagens diferentes. Primeiramente, será considerado um algoritmo de otimização baseado na Computação Evolucionária, caracterizando-se pela aplicação da seleção natural ao longo de gerações, em indivíduos gerados a partir de mutações e recombinações. O segundo algoritmo apresentado é inspirado no consagrado método de Nelder-Mead, sendo as transformações triangulares, por ele apresentadas, adaptadas e implementadas fisicamente a linhas de transmissão. O último método de otimização é uma hibridação dos dois métodos anteriores. Por fim, será feita uma comparação de desempenho dos algoritmos apresentados, a partir da aplicação de cada um deles a três estudos de caso distintos para validá-los.