O presente trabalho trata do desenvolvimento de Software para Maquinas de Comando Numérico, com ênfase em Pos processadores e Simulação de Trajetória de Programas CN. Apos evidenciar as técnicas existentes e discutir suas desvantagens, e apresentada uma nova concepção para desenvolvimento de pos processadores. O projeto e implementação dessa nova concepção e discutida considerando-se as três partes do sistema: Interfaceamento com o Ambiente Computacional; Biblioteca de Recursos Basicos e Aplicativos e Customização de Maquina CN. Também esta sendo apresentado um Simulador de Trajetória de Ferramenta, o qual foi desenvolvido e interfaceado com o pos processador no sentido de conferir uma visualização gráfica animada do Programa CN. Nos apêndices são ilustrados exemplos de utilização do Pos processador e Simulador de Trajetória.

A proposição deste trabalho é combinar método numérico e simbólico existentes para detecção de faltas em sistemas dinâmicos de controle automático. É utilizado modelo analítico quantitativo do tipo algorítmico, juntamente com uma abordagem qualitativa baseada em conhecimentos heurísticos disponíveis, de modo a permitir uma avaliação eficaz de todas as informações para diagnóstico de falta de sensores e atuadores. O processo de detecção, isolação e acomodação de faltas utilizado é baseado em modelos matemáticos e consiste essencialmente de dois estágios: geração de resíduos e tomada de decisão. Para a geração de resíduos fez-se uso do método de redundância analítica, uma vez que esta tem sido reconhecida como uma técnica efetiva para tal finalidade. Visto que o desempenho de todos os algoritmos de detecção e isolação de faltas são influenciados pela presença de incertezas de modelo, existe a necessidade de otimizar a geração de resíduos tal que o processo de detecção seja o mais robusto possível. O processo de tomada de decisão fica a cargo do sistema especialista implementado utilizando-se um banco de regras formulado heuristicamente e processado por um mecanismo de inferência já embutido na linguagem OPS-5. O sistema especialista faz uso dos resíduos gerados e busca pela presença de faltas. Uma vez detectada uma falta, esta será isolada dando início assim ao processo de acomodação que consiste na tomadas de atitudes que permitirão ao sistema: a) continuar operando sob as mesmas condições anteriores; b) ou deslocar para uma outra condição de operação aceitável; c) ou iniciar um processo de shutdown. Os resultados obtidos foram satisfatórios demonstrando as vantagens da utilização de métodos simbólicos associados a métodos numéricos na detecção, isolação e acomodação de faltas em sistemas dinâmicos de controle automático.

La presente tesis pretende aportar en el desarrollo de la producción en serie de piezas torneadas para diferentes fines en nuestro país, y específicamente en nuestra universidad, dando un uso más eficiente al torno CNC Traub TND 160 del laboratorio de manufactura de la especialidad de Ingeniería Mecánica. Por lo tanto esta tesis tiene por objetivo principal, realizar el diseño mecánico de un alimentador de barras cortas para el torno Traub 160, y así automatizar los trabajos de torneado, prescindiendo del trabajo humano en el llenado de barras por la parte trasera del eje principal del torno y ahorrando tiempo en el tronzado de barras para la fabricación masiva de diversos componentes para la industria en general. El diseño óptimo fue el resultado de un proceso de selección de las mejores alternativas de solución, armando los modelos preliminares óptimos en función a la tecnología empleada en la actualidad para los distintos sistemas y funciones de la maquina, hasta finalmente encontrar el modelo preliminar optimo que cumplía con los objetivos de la maquina. Se tuvo cuidado en evaluar mediante cálculos previos los componentes que estarán sometidos bajo esfuerzos y velocidades de traslación y que pudieran fallar durante su servicio, de tal manera que al rediseñarlas puedan trabajar de forma eficaz y satisfactoria. También se incluyen los planos de diseño principales de la maquina, así como los materiales necesarios para su construcción. Además se ha elaborado un presupuesto especificando los costos relacionados con la fabricación de la misma, como los costos de los materiales Finalmente se espera que esta tesis pueda servir de manera eficaz en la producción en masa de piezas torneadas en el mercado nacional, con ingeniería capaz de ser desarrollada y construida en talleres locales y a un precio final económico en función al mercado internacional. / Tesis

Los métodos numéricos de alto orden, necesarios para la discretización espacial, son una de las áreas más activas del campo de la dinámica de fluidos computacional (CFD en sus siglas en inglés). Dentro de estos, los Métodos de Volúmenes Finitos (MVF) han encontrado difcultades en la implementación de los procesos de reconstrucción. En el presente trabajo presentamos e implementamos en Python un novedoso proceso de reconstrucción compacto de alto orden propuesto por Q. Wang [22]. La novedad yace en que el orden alto es alcanzado usando un estencil compacto; es decir, usando únicamente celdas vecinas. En este proceso se obtiene un conjunto de relaciones que sirven para obtener los coeficientes de los polinomios de reconstrucción sobre los volúmenes de control de interés preservando sus valores promedios y el de sus derivadas. Con estas relaciones obtenemos un sistema lineal sobredeterminado que al ajustarse por mínimos cuadrados resultan en un sistema tridiagonal por bloques para el caso de una ecuación de advección 1D. Para esta ecuación de advección usamos además el Análisis de Fourier para examinar los números de onda modificados por el MVF compacto. La reconstrucción incluye parámetros que son optimizados para mejorar las propiedades de dispersión/disipación. Así mismo, el análisis de estabilidad de von Neumann nos permite estimar el número CFL (Courant Friedrich Levy) máximo para dos métodos de Runge-Kutta. Finalmente, validamos tanto los órdenes de convergencia de la combinación del MVF compacto con dos esquemas de Runge-Kutta como los parámetros óptimos de los esquemas de reconstrucción. / The numerical methods of high order, necessary for spatial discretization, are one of the most active areas of the field of Computational Fluid Dynamics. Within these, Finite Volume Methods (abbreviated as MVF in spanish) have encountered difficulties in the implementation of reconstruction processes. In the present work we present a novel high order compact reconstruction process proposed by Q. Wang [22], and implemented in Python. The novelty lies in that high order is achieved using a compact stencil, that is, using only neighboring cells. In this process we obtain a set of relations that are constructed to obtain the coefficients of reconstruction polynomials on the control volumes of interest, preserving their average values and that of their derivatives. With these relations we obtain an overdetermined linear system that is adjusted by least squares resulting in a tridiagonal system by blocks in the case of a 1D advection equation. For this advection equation we also use the Fourier Analysis to examine the wave numbers modified by the compact MVF. The reconstruction includes parameters that are optimized to improve the dispersion / dissipation properties. Furthermore, the von Neumann stability analysis allows us to estimate the maximum CFL number for two Runge-Kutta methods. Finally, we validate the convergence orders of the combination of the compact MVF with two schemes of Runge-Kutta and we also validate the optimal parameters of the reconstruction schemes. / Tesis

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3811_1.pdf: 1870062 bytes, checksum: a96b4453d906b771290ab59f23b1d412 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho está focado na modelagem matemática e simulação de um robô bípede. Parte da nossa modelagem matemática visa calcular as posições e velocidades de cada ponto do robô bípede, em cada instante de tempo, nos seus aspectos cinemáticos a partir de dados obtidos de sensores inerciais. Neste trabalho essa modelagem foi feita através da utilização de um sistema auxiliar de coordenadas 3D. E também da construção e utilização de um integrador numérico para as velocidades angulares e acelerações lineares desse sistema, solidário a cintura do robô bípede, com isso poderemos conhecer deslocamentos e rotações sofridos por todas as partes do robô em relação a um sistema global de coordenadas. A estratégia é primeiro obter o deslocamento da origem e as rotações dos eixos do sistema local de coordenadas, para, então, a partir das rotações dos motores obter o movimento das outras partes. Com isto pode-se reconstituir toda a dinâmica em tempo suficiente para qualquer atitude de controle ou avaliação de desempenho do mesmo

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3892_1.pdf: 4418824 bytes, checksum: 2615d6af86dc68c334dbfb9f8b2a2b92 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística / A transferência para uma escala maior ( upscaling ), tem sido um método muito utilizado no tratamento de informações associadas a uma grande quantidade de dados, tornando-se uma opção ainda mais relevante quando o excesso destes dados representa uma dificuldade na sua manipulação, levando à outras conseqüências tais como longo tempo de processamento, sobrecarga do sistema ou até mesmo inviabilização da simulação em alguns casos extremos. Desta forma, a transferência para uma escala maior tem como desafio a busca pela manutenção da representatividade da informação, utilizando uma menor quantidade de dados. A permeabilidade absoluta e a porosidade de campos de petróleo podem representar uma grande quantidade de dados nas simulações e, em casos realistas, com reservatórios altamente heterogêneos, a utilização de modelos com malhas muito refinadas se torna eventualmente inviável ou requer um longo tempo computacional para simulação. Isto motivou o estudo de duas metodologias clássicas de transferência para uma escala maior ( upscaling ) para dados referentes à permeabilidade, através do uso de médias pitagóricas (aritmética, geométrica, harmônica) e do uso do chamado Flow Based e para os dados referentes à porosidade, através do uso de média aritmética volumétrica. Foi desenvolvido um sistema chamado de Transfer , escrito em linguagem C, que atua como um gerenciador do processo de transferência de escala, além de possuir ferramentas para pré-processamento que auxiliam na conversão de dados entre o simulador IMEX e o sistema Transfer , assim como, entre o Transfer e o software ELMER e no pós-processamento, ferramentas para fazer o procedimento inverso. Ainda foram agregadas diversas ferramentas adicionais para auxilio no uso do sistema. Em relação aos aplicativos adotados, no caso específico da metodologia Flow Based , foi utilizado o software de resolução de problemas multifísicos ELMER do Finish IT Center for Sciense (CSC - Finlândia) para o cálculo da permeabilidade equivalente de macro-células utilizando o método dos elementos finitos. Também como forma de acelerar o processamento da metodologia Flow Based , foi desenvolvida uma versão do sistema Transfer para trabalhar de modo distribuído, visando aumentar a velocidade de processamento em relação ao sistema trabalhando em modo seqüencial. Como formas de avaliar as ferramentas desenvolvidas ou utilizadas, foram feitas simulações baseadas no desafio lançado pela Society of Petroleum Engineers (SPE) através do Tenth SPE Comparative Solution Project: A Comparison of Upscaling Techniques - SPE66599 (Christie-2001) que trata de dois modelos, sendo o primeiro um caso simples em duas dimensões com 2.000 células e o segundo um caso tridimensional com 1.122.000 células. Para obtenção de resultados, foi utilizado o simulador comercial de reservatórios IMEX da Computer Modeling Group (CMG), conjuntamente com os aplicativos BUILDER e RESULTS GRAPH que fazem parte do mesmo pacote da empresa. O presente trabalho contribuiu para que fosse criada uma ferramenta para transferência para escala superior ( upscaling ) de dados, utilizando duas metodologias distintas, com aplicação de computação distribuída, podendo ser utilizada em diversos contextos, tais como: simulação de reservatórios de petróleo, estudo de aqüíferos e contaminantes, etc. Também serviu como trabalho inicial de uma nova linha de pesquisa para o grupo de pesquisa PADMEC da UFPE

No es frecuente encontrar un campo donde dos ramas principales de la Física estén involucradas. La Magnetohidrodinámica es uno de tales campos debido a que involucra a la Mecánica de Fluidos y al Electromagnetismo. Aun cuando puede parecer que esas dos ramas de la Física tienen poco en común, comparten similitudes en las ecuaciones que gobiernan los fenómenos involucrados en ellas. Las ecuaciones de Navier-Stokes y las ecuaciones de Maxwell, ambas en la raíz de la Magnetohidrodinámica, tienen una condición de divergencia nula y es esta condición de divergencia nula sobre la velocidad del fluido y el campo magnético lo que origina algunos de los problemas numéricos que surgen en la modelación de los fenómenos donde el flujo de fluidos y los campos magnéticos están acoplados.El principal objetivo de este trabajo es desarrollar un algoritmo eficiente para la resolución mediante elementos finitos de las ecuaciones de la Magnetohidrodinámica de fluidos incompresibles.Para lograr esta meta, los conceptos básicos y las características de la Magnetohidrodinámica se presentan en una breve introducción informal.A continuación, se da una revisión completa de las ecuaciones de gobierno de la Magnetohidrodinámica, comenzando con las ecuaciones de Navier-Stokes y las ecuaciones de Maxwell. Se discute la aproximación que da origen a las ecuaciones de la Magnetohidrodinámica y finalmente se presentan las ecuaciones de la Magnetohidrodinámica.Una vez que las ecuaciones de gobierno de la Magnetohidrodinámica han sido definidas, se presentan los esquemas numéricos desarrollados, empezando con la linealización de las ecuaciones originales, la formulación estabilizada y finalmente el esquema numérico propuesto. En esta etapa se presenta una prueba de convergencia.Finalmente, se presentan los ejemplos numéricos desarrollados durante este trabajo.Estos ejemplos pueden dividirse en dos grupos: ejemplos numéricos de comparación y ejemplos de internes tecnológico. Dentro del primer grupo están incluidas simulaciones del flujo de Hartmann y del flujo sobre un escalón. El segundo grupo incluye simulaciones del flujo en una tobera de inyección de colada continua y el proceso Czochralski de crecimiento de cristales. / It is not frequent to find a field where two major branches of Physics are involved. Magnetohydrodynamics is one of such fields because it involves Fluid Mechanics and Electromagnetism. Although those two branches of Physics can seem to have little in common, they share similarities in the equations that govern the phenomena involved. The Navier-Stokes equations and the Maxwell equations, both at the root of Magnetohydrodynamics, have a divergence free condition and it is this divergence free condition over the velocity of the fluid and the magnetic field what gives origin to some of the numerical problems that appear when approximating the equations that model the phenomena where fluids flow and magnetic fields are coupled.The main objective of this work is to develop an efficient finite element algorithm for the incompressible Magnetohydrodynamics equations.In order to achieve this goal the basic concepts and characteristics of Magnetohydrodynamics are presented in a brief and informal introduction.Next, a full review of the governing equations of Magnetohydrodynamics is given, staring from the Navier-Stokes equations and the Maxwell equations. The MHD approximation is discussed at this stage and the proper Magnetohydrodynamics equations for incompressible fluid are reviewed.Once the governing equations have been defined, the numerical schemes developed are presented, starting with the linearization of the original equations, the stabilization formulations and finally the numerical scheme proposed. A convergence test is shown at this stage.Finally, the numerical examples performed while this work was developed are presented. These examples can be divided in two groups: numerical benchmarks and numerical examples of technological interest. In the first group, the numerical simulations for the Hartmann flow and the flow over a step are included. The second group includes the simulation of the clogging in a continuous casting nozzle and Czochralski crystal growth process.

This work presents a MATLAB simulator for amplified optical WDM systems. The simulator is based on the numeric solution of coupled nonlinear Schrödinger equations via the Split-Step Fourier Method. This simulator allows the user to study pulse propagation in optical fibers considering chromatic dispersion, nonlinear effects self-phase modulation and cross-phase modulation and fiber loss, foreseeing the use of Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) too. By means of numerical simulations, the optimization of the location of an EDFA in repeaterless transmission system was explored, aiming at improving the implementation of optical communication systems by decreasing the transmitter power or the receiver sensitivity requirements. Also, this technique can lead to improved system capacity by increasing fiber either the link length or the bit rate. The results obtained with the simulator agree very well with experimental results presented in the literature, confirming the validity of the technique, as well as the versatility and robustness of the simulator. / Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.

CORDEIRO, V.F. Modelamento numérico do fluxo subterrâneo atual e simulações de cenários futuros da mina de Morro Agudo, Paracatu-MG. 2012. 103 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Aline Nascimento (vieiraaline@yahoo.com.br) on 2013-05-15T20:14:09Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_vfcordeito.pdf: 5255601 bytes, checksum: 0e64c8515c70aeb706fe8d965ff329e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Nascimento(vieiraaline@yahoo.com.br) on 2013-05-15T20:32:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_vfcordeito.pdf: 5255601 bytes, checksum: 0e64c8515c70aeb706fe8d965ff329e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-15T20:32:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_vfcordeito.pdf: 5255601 bytes, checksum: 0e64c8515c70aeb706fe8d965ff329e0 (MD5) Previous issue date: 2012 / The numerical modeling of underground flow of Morro Agudos´ mine, property of Votorantim Metais Zinco (VMZ), Paracatu-MG, used data from hydrometeorological monitoring campaigns to calibrate the actual scenario and simulate future pumping scenarios of this mine, using Visual MODFLOW 3.1 software. The study area is located in Paracatu-MG and in external portion of Brasília Fold Belt at west margin of São Francisco Craton, the mine is inside metasedimentary sequence of Vazante Group, composed by dolarenite, dolarenitics and dolomitics breccias of Morro do Calcário Formation. In June of 2011 was registered 255m³/h of water springs inside underground mine, this value is nearly the maximum capacity, 270m³/h, of Wastewater Treatment Plant. So, it was necessary make some simulations to predict the increase of this pumping rate until the year of 2017, following expansion plans, purposing take effective actions in the water treatment. Was used monitoring data given by technical team of VMZ to update the concept hydrogeological model and make a new calibration of numerical model. After calibration, those scenarios were simulated from 2012 until 2017. From those scenarios were obtained an increased pumping rate that will achieve to 530m³/h. Of this value was subtracted the pumping rate of "Projeto Água Limpa" (Clean Water Project) and added the inside flow, reaching the final pumping value of 504m³/h. This pumping rate will be considered in the planning of the new Wastewater Treatment Plant to supply necessities until 2017. This value can be decreased with rising of "Projeto Água Limpa", but depends of mutual efforts from Hydrogeology, Geology, Environmental and Operations sectors. Mine´s dewatering it´s not interfering in stream flows around the mine, because all water is pumped to surface and returns to original stream, without being prejudicial or causing environmental impacts. As is a fissural aquifer it´s impossible to affirm if galleries will cross an expressive fractural zone, increasing in a large way the pumping rate simulated by this work. / O modelamento numérico do fluxo subterrâneo da Mina de Morro Agudo, de propriedade da Votorantim Metais Zinco (VMZ), Paracatu-MG, utilizou os dados do monitoramento hidrometeorológico para calibrar o cenário atual e realizar simulações de cenários futuros do bombeamento realizado na mina, utilizando o software Visual MODFLOW 3.1. A área de estudo localiza-se em Paracatu-MG e encontra-se na parte externa da Faixa de Dobramentos Brasília na margem oeste do Cráton do São Francisco, a mina está inserida na sequência metassedimentar do Grupo Vazante, composta por dolarenitos, brechas dolareníticas e dolomíticas pertencentes à Formação Morro do Calcário. Em Junho de 2011 foi registrado 255m³/h em surgências de água na mina subterrânea, valor próximo à capacidade máxima, 270m³/h, da Estação de Tratamento de Efluentes. Assim, se fez necessário realizar simulações do acréscimo desta vazão até o ano 2017, seguindo o plano de expansão da mina, com objetivo de subsidiar ações efetivas no tratamento de água da unidade. Foram utilizados os dados de monitoramento disponibilizados pela equipe técnica da VMZ para atualizar o modelo hidrogeológico conceitual e realizar nova calibração do modelo numérico. Após a calibração foram realizadas simulações a partir do ano 2012 até 2017. A partir dos cenários simulados foi obtido um acréscimo constante nas vazões atingindo patamares de 530m³/h. Deste valor foi subtraída a vazão bombeada pelo Projeto Água Limpa e somada a vazão aduzida para a mina, chegando ao valor final de bombeamento de 504m³/h. Esta é a vazão que será considerada no planejamento da construção da nova Estação de Tratamento de Efluentes para atender as necessidades até o ano 2017. Essa vazão pode ser reduzida com a ampliação do Projeto Água Limpa, dependendo de um esforço conjunto entre os setores de Hidrogeologia, Meio Ambiente, Geologia e Lavra. O desaguamento da mina não está interferindo na vazão dos vertedouros situados no Córrego Morro Agudo de maneira definitiva, pois a água que infiltra na mina subterrânea é bombeada para a superfície, tratada e devolvida ao Ribeirão Traíras, sem provocar prejuízo ou impactos ambientais. Por se tratar de um aquífero fissural, não se pode precisar se a lavra irá atingir uma zona aquífera fraturada de maior expressão, aumentando consideravelmente as vazões simuladas.

This work presents a MATLAB simulator for amplified optical WDM systems. The simulator is based on the numeric solution of coupled nonlinear Schrödinger equations via the Split-Step Fourier Method. This simulator allows the user to study pulse propagation in optical fibers considering chromatic dispersion, nonlinear effects self-phase modulation and cross-phase modulation and fiber loss, foreseeing the use of Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) too. By means of numerical simulations, the optimization of the location of an EDFA in repeaterless transmission system was explored, aiming at improving the implementation of optical communication systems by decreasing the transmitter power or the receiver sensitivity requirements. Also, this technique can lead to improved system capacity by increasing fiber either the link length or the bit rate. The results obtained with the simulator agree very well with experimental results presented in the literature, confirming the validity of the technique, as well as the versatility and robustness of the simulator. / Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.