Esse trabalho tem como objetivo estabelecer um método simples de ensaio que permita determinar a resistência à tração e módulo elástico de partículas individuais de agregados graúdos naturais submetidas à carga de compressão. O método de ensaio foi desenvolvido baseado no ensaio de carga pontual (Point Load Test) que permite obter a resistência à tração de partículas. Para a determinação do módulo de elasticidade foi acoplado ao método um LVDT e foi satisfeita a condição para aplicação da teoria de contato de Hertz (contato curvo-plano entre as partículas e as fixações de aplicação da carga). Inicialmente a metodologia foi avaliada utilizando como material de referência partículas de vidro (com geometrias similares aos agregados). Após a validação no vidro, o método de ensaio foi aplicado em agregados graúdos de granito. Propôs-se um método de seleção de partículas com base na sua distribuição de frequência de absorção, com o intuito de reduzir a quantidade de partículas testadas mecanicamente necessárias para obter a distribuição de Weibull da resistência à tração (e módulo de elasticidade). Para tanto, foi feita a determinação da absorção de água individual de centenas de partículas selecionadas por amostragem a esmo da população de agregados. Com base nos resultados, foi possível determinar a distribuição de Weibull da resistência à tração e módulo de elasticidade das partículas. Observou-se que as resistências à tração variaram de 3 a 15 MPa. Os agregados possuíam aproximadamente 10% da população de partículas com resistência à tração inferior a 5 MPa, o que pode influenciar as classes de resistência à compressão de concretos >50MPa. Os módulos elásticos dos agregados também foram variáveis (18-67 GPa) e aproximadamente 10% da população de partículas com módulo elástico <30 GPa. Isso pode limitar o módulo de elasticidade do concreto (que geralmente é em torno de 27 GPa), dependendo do processo de escolha dos agregados. As funções exponenciais inversas fundamentais entre essas propriedades mecânicas e a porosidade foram confirmadas (para valores médios). / The aim of this work is to establish a simple test method to determine the tensile strength and elastic modulus of individual natural aggregate particles subjected to a compression load. The test method was developed based on the Point Load Test, that allows to obtain the tensile strength of particles. For the determination of the elastic modulus, an LVDT was coupled to the method and the condition for application of Hertz contact theory (curved-plane contact between the particles and the load application fixations) was satisfied. Initially, the method was evaluated using glass particles as reference (with geometries similar to aggregates). After validation on the glass, the test method was applied to coarse granite aggregates. A method of particle selection was proposed based on its absorption frequency distribution, in order to reduce the amount of mechanically tested particles required to obtain the Weibull distribution of tensile strength (and elastic modulus). For this purpose, the determination of the individual water absorption of hundreds of particles selected by random sampling of the population of aggregates was made. Based on the results, it was possible to determine the Weibull distribution of the tensile strength and elastic modulus of the particles. The tensile strengths ranged from 3 to 15 MPa. The aggregates had approximately 10% of the particles population with tensile strength less than 5 MPa, which may influence the classes of concrete with compressive strength > 50MPa. The elastic modulus of the aggregates was also variable (18-67 GPa), with approximately 10% of the particle population with elastic modulus <30 GPa. This may limit the elastic modulus of the concrete (usually around 27 GPa) depending on how the aggregates are selected. The fundamental inverse exponential functions between these mechanical properties and the porosity were confirmed (for mean values).

Orientadores: Ronaldo Dias, Nancy Lopes Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-21T02:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alcantara_AdeiltonPedrode_D.pdf: 7403994 bytes, checksum: a1b986bd21c825efb7bc7ecbb40c550f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Esta tese tem por objetivo propor uma nova metodologia baseada no método da expansão por bases B-splines e suas variantes para estimação não paramétrica da função intensidade...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The main goal of this thesis is to propose a new methodology based on the method of expansion by B-splines bases for non-parametric estimate of the intensity function...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Estatistica / Doutor em Estatística

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of the work was to study the relationship between the density of trees per hectare and the average diameter to a Deciduous Forest, as well as adjust the model to describe this behavior Reineke. The study area is located in the town of Silveira Martins, in the central region of Rio Grande do Sul and is in early stages of succession after agriculture. The information about the number of the trees per hectare and the average diameter were obtained by the method of density-off proposed by Spurr. These plots were sampled in the early stages of a secondary forest, picking up areas where the predominant Camboatá-vermelho (Cupania vernalis). As natural forests have irregular spacing, density is highly variable, therefore, to select only high-density plots were chosen in areas that there was the occurrence of dead individuals. Were tested different methods to estimate the upper limit of the self thinning line: regression analysis (for all data and relative density greater than 60%), correcting the intercept so that the wastes were negative, the manual adjustment, the relative density (DR> 90%) and stochastic frontier analysis. The method that estimated the maximum density was regression analysis with data from at least 60% of maximum density, obtaining a slope of -1.563 for the model of Reineke. There was no significant difference between the powers provided by the different methods. The maximum Stand Density Index was 1779 trees per hectare, to a dg of 25 cm. The density management diagram was constructed on the basis of basal area, number of trees per hectare and diameter of the tree of average basal area. Were used the densities of 15% and 60%, to close the canopy, and the induction of mortality, respectively. The densities were determined proportionally to the maximum density by stand density index (PDI) for a reference diameter of 25 cm in different classes of index 200, since the IDP 1700, to a minimum of 300. Populations whose density is greater than 60% of the maximum were considered overstocked, between 60 and 15% fully stocked, and below 15% under stocked. They recommended a combination of Dendrogram generated in this study with the method of Spurr to guide interventions in the Deciduous Forest. / O objetivo deste trabalho foi estudar a relação entre a densidade de árvores por hectare e o diâmetro médio para uma Floresta Estacional Decidual, bem como, ajustar o modelo Reineke para descrever este comportamento. A área de estudo localiza-se no município de Silveira Martins, na região central do Rio Grande do Sul e encontra-se em estágio inicial de sucessão, após uso agrícola. As informações referentes ao número de árvores por hectare e o diâmetro médio foram obtidas por meio do método de densidade pontual proposto por Spurr. Estas parcelas foram amostradas nos estágios iniciais de uma floresta secundária, escolhendo-se áreas onde predominava o camboatá-vermelho (Cupania vernalis). Como as florestas naturais apresentam espaçamento irregular, a densidade é bastante variável, assim sendo, para selecionar apenas parcelas em alta densidade, foram escolhidas áreas em que se verificava a ocorrência de indivíduos mortos. Foram testados diferentes métodos para estimar o limite superior da linha de autodesbaste: a análise de regressão (para todos os dados e densidade relativa maior que 60%), corrigindo o intercepto para que os resíduos fossem negativos; o ajuste manual; o de densidade relativa (DR>90%) e a análise de fronteira estocástica. O método que melhor estimou a máxima densidade foi a análise de regressão com dados de no mínimo 60% da densidade máxima, obtendo um coeficiente angular de -1,563 para o modelo de Reineke. Não houve diferença significativa entre as potências fornecidas pelos diferentes métodos. O Índice de Densidade de Povoamento máximo foi de 1779 árvores por hectare, para o dg de 25 cm. O diagrama de manejo da densidade foi construído em função da área basal, do número de árvores por hectare e do diâmetro da árvore de área basal média. Foram utilizadas as densidades de 15% e 60%, para o fechamento das copas, e a indução da mortalidade, respectivamente. Os níveis de densidade foram determinados, proporcionalmente, à máxima densidade por índice de densidade do povoamento (IDP), para um diâmetro de referência de 25 cm, em classes de índice de 200, desde o IDP de 1700, até o mínimo de 300. Populações cuja densidade for maior que 60% da máxima foram consideradas superestocadas, entre 60 e 15% estocadas, e abaixo de 15% subestocadas. Recomendou-se a combinação do Dendrograma gerado neste estudo com o método de Spurr para guiar as intervenções na Floresta Estacional Decidual.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work is treated in two parts. The first is to find sufficient conditions for a function so that its Fourier series distributions become common and uniform, as well as an approach to Fejér’s Theorem, an interesting and useful result of no Fourier Series study. A second part of the application of the Fourier Series, Weyl equidistribution theorem. A problem that lies at the frontier of Dynamic Systems with a Theory of Numbers. The same refers to the distribution of irrational numbers in the range [0, 1). / Este trabalho é tratado em duas partes. A primeira consiste em encontrar condições suficientes sobre uma dada função para que sua expansão em Série de Fourier convirja pontualmente e uniformemente, como também uma abordagem ao Teorema de Fejér, resultado interessante e útil no estudo de Séries de Fourier. A segunda parte uma aplicação provenientes das Séries de Fourier, o Teorema de equidistribuição de Weyl. Um problema que se encontra na fronteira dos Sistemas Dinâmicos com a Teoria dos Números. O mesmo refere-se à distribuição de números irracionais no intervalo [0, 1).

[pt] Esta tese apresenta um estudo sobre métodos semianalíticos para modelagem de guias de ondas com contornos complexos. Os campos eletromagnéticos dentro de meios não homogêneos e anisotrópicos são resolvidos por meio de harmônicos cilíndricos como base para outras abordagens numéricas, como o método de perturbação regular (RPM), o método de perturbação de material em cavidade (CMPM) e o método de casamento de pontos (PMM). As novas soluções semianalíticas que exploramos aqui podem ser empregadas para a análise de comunicação sem fio ao longo de túneis, bem como para a modelagem de sensores realistas de perfilagem durante a perfuração em problemas geofísicos de baixa frequência. Estudamos o potencial do RPM ao combiná-lo com os princípios da transformação óptica (TO) para analisar um guia de onda coaxial excêntrico preenchido com materiais anisotrópicos. Além disso, estendemos o CMPM clássico proposto por Harrington para lidar com meios anisotrópicos para resolver os números de onda de corte dos campos modais no mesmo guia de onda de maneira aproximada, mas numericamente eficiente. Outra solução de perturbação é proposta combinando as correções de baixa ordem do RPM no CMPM para fornecer correções de alta ordem para os números de onda de corte dos modos suportados pelo guia. Uma formulação matemática de um método semianalítico baseado em PMM para resolver guias de onda preenchidos com meios anisotrópicos e com camadas arbitrárias também é apresentada. Uma versão melhorada deste método é introduzida para modelar estruturas guiadas cilíndricas de múltiplas camadas não circulares. Essas soluções baseadas em casamento de pontos representam boas alternativas para abordagens de força bruta, como métodos de elementos finitos e de diferenças finitas. / [en] This thesis presents a study on semi-analytic methods for modeling waveguides with complex-shaped boundaries. The electromagnetic fields inside inhomogeneous and anisotropic media are solved via cylindrical harmonics as a basis for other numerical approaches, including the regular perturbation method (RPM), the cavity-material perturbation method (CMPM), and the point-matching method (PMM). The novel semi-analytic solutions we have explored here can be employed for the analysis of wireless communication along tunnels and boreholes as well as for the modeling of realistic logging-whiledrilling (LWD) sensors and their environments at low-frequency geophysical problems. We studied the potential of the RPM when combining it with the transformation optics (TO) principles to analyze an eccentric coaxial waveguide filled with anisotropic materials. Furthermore, we have extended the classical CMPM proposed by Harrington to handling anisotropic media for solving the cutoff wavenumbers of the modal fields in the same eccentric coaxial waveguide in an approximated but numerically efficient manner. Another perturbation solution is proposed here and combines the low-order corrections from RPM into the CMPM for providing high-order corrections to the cutoff wavenumbers of the modes supported in this guide. A mathematical formulation of a semi-analytic point-matching method for solving more complex anisotropic-filled waveguides with an arbitrary number of layers is also presented. An improved version of this method is introduced for modeling noncircular multi-layered cylindrical guided structures. Such point-matching-based solutions represent good alternatives to brute-force approaches such as finiteelement and finite-difference methods and motivate further investigations. We present a series of validation results showing the accuracy, efficiency, and potential limitations of the explored methods.

Dado um processo de Poisson d-dimensional, construímos funções harmônicas na triangulação de Delaunay associada, com comportamento assintótico linear, como limite de um processo de harness sem ruído. Tais funções permitem que construamos uma nova imersão da triangulação de Delaunay, que denominaremos de deformação harmônica. / Given a d-dimensional Poisson point process, we construct harmonic functions on the associated Delaunay triangulation, with linear assymptotic behaviour, as the limit of a noiseless harness process. These mappings allow us to find a new embedding for the Delaunay triangulation. We call it harmonic deformation of the graph.

Apresenta-se o desenho, construção e caracterização de uma plataforma experimental para a obtenção de imagens magnéticas bidimensionais (2D) geradas pela distribuição não uniforme em gel de vaselina de micro-partículas magnéticas (magnetita- Fe3O4), acomodadas em fantomas magnéticos de geometrias irregulares. A instrumentação é basicamente formada por um arranjo multicanal de 12-sensores magnetorresistivos de última geração (modelo HMC 1001/1002 da Honeywell), os quais convertem os sinais magnéticos, a serem medidas, em voltagens diferenciais, que posteriormente passam-se pela etapa de condicionamento analógico multisinais, e adquiridos por uma placa de aquisição PCI de 16 canais simples, e geradas pelas fontes magnéticas (fantomas) as quais eram posicionadas acima de uma tabua porta-fantoma a qual era acionada por um sistema de posicionamento x-y, utilizando-se dois motores de passo controlados via porta paralela. A obtenção e processamento das imagens de forma automática foi levado acabo por médio da ferramenta computacional SmaGimFM v1.0 (grupo de scripts escritos pelo autor, em LABVIEW v8.1 e Matlab v7.3). A montagem experimental foi desenhada para realizar o scan numa área de ate (20x18) cm2. O sistema consegue medir campos na ordem de poucos nano-teslas (10-9 T). Foi demostrado experimentalmente que: a detectibilidade do sistema está na ordem de 100 pT/?Hz; a resolução, o menor valor da indução magnética detectada e a resolução espacial dos sensores foi aproximadamente de (3±1) nT e (3.0± 0.1) mm, respectivamente, este último obtido para uma distancia sensor-fonte média de (6.0± 0.1) mm. O nível de ruído ambiental médio foi corroborado experimentalmente no valor de 10 nT. O fator de Calibração para todos os sensores alimentados com 8V, foi aproximadamente de 10-6 T/V, confirmando o valor da sensibilidade nominal oferecida pelo vendedor no data-sheet dos sensores. Os multisinais sempre foram pré-processadas para a remoção dos offset, e posteriormente era realizadas uma interpolação bi-cúbica, para gerar imagens magnéticas com uma alta resolução espacial da ordem de (256x256) pixels. A funções de transferência da modulação e espalhamento pontual do sistema foram estudados e os sensores foram espaçados e fixados de acordo com os resultados destes estudos. Nesta tese todas as imagens cruas foram geradas pelo mapeamento da resposta do sistema multicanal de magnetômetros a pequenas distancias e geradas pela presença de micropartículas de magnetita (Fe3O4) não tratada termicamente e dispersada em oitos fantomas planares com geometrias complexas e chamados como: PhMão; PhNum; PhLines; PhCinco; PhTrês; PhCircle; PhQuadSmall e PhQuadBig. As imagens magnéticas de cada um destes fantomas é apresentada. A cada experimento, estes fantomas eram magnetizados pela ação de um pulso magnético uniforme no volume dos fantomas, com um valor aproximadamente de 81.6 mT, e produzido por um sistema de bobinas par de Helmholtz. Para fazer o registro experimental das imagens magnéticas, os fantomas foram posicionados a uma altura fixa em relação aos sensores, e movidos numa direção de scan, assim nos detectores observávamos as voltagens gerados pela variação no campo remanente devido às diferentes concentrações de micro-partículas magnéticas magnetizadas foram medidos e controlados por um computador pessoal. Usando as imagens cruas (imagens ruidosas e borradas) e outras informações a priori, foram obtidas as imagens reconstruídas das fontes do campo magnético, tais como, a distribuição de partículas ferrimagnéticas no interior dos fantomas, a qual é relacionada com a susceptibilidade magnética das amostras. Encontrar as imagens das fontes magnéticas, é resolver o problema magnético associado, e nosso trabalho estas restaurações foram realizadas usando-se os seguintes algoritmos numéricos de deconvolução, filtragem espacial de Wiener e Fourier, o filtragem Pseudo-inversa, o método do gradiente conjugado e os procedimentos de regularização de Tikhonov e Decomposição de Valores singulares truncados, dentre outros. Estes procedimentos foram implementados e testados. As imagens reconstruídas das fontes magnéticas de quatro fantomas são apresentadas. Estas técnicas foram programadas computacionalmente por médio de um conjunto de scripts chamados de SmaGimFM v1.0, estes foram escritos nos linguagens computacionais MATLAB® desde a MathWorks Inc.; e LABVIEW desde a National Instruments Inc. Estes resultados preliminares mostram que o sistema de imagens apresenta potencial para ser aplicada em estudos na área da Física Médica, onde imagens com moderada para alta resolução espacial e baixa amplitude da indução magnética são exigidas. Contudo, podemos afirmar que à distância sensor-fonte é crítica e afeta a resolução das imagens. O sistema é capaz de registrar imagens na ordem de 10-9 T, e sua elevada resolução espacial indica que pode ser testada como uma nova técnica biomagnética para gerar imagens em 2D de partículas magnéticas dentro de objetos, na região do campo próximo, para futuras aplicações médicas / We have designed and build a magnetic imaging system for obtaining experimental noisy and blurred magnetic images from distribution of ferromagnetic tracers (magnetite Fe3O4). The main part of the magnetic imaging system was formed by a linear array composed of 12-magnetoresistive sensors from Honeywell Inc. (HMC 1001). These sensors are microcircuits with a configuration of wheatstone-bridge and convert magnetic fields into differential voltage, which after pass for the multichannel signal stage can be to measure magnetic signals about of 10-9 T. The system is capable of scanning planar samples with dimensions up to (16x18) cm square. A full experimental characterization of the magnetic imaging system was carried out. The calibration factor for all sensor supplied by 8 V, was approximately 10-6 T/V, confirming the data sheet nominal properties from the vendor. The spatial resolution and the resolution of the magnetic imaging system were experimentally confirmed to be 3 mm and 3 nT, respectively. The spectral density noise was about , for the experimental conditions used in these studies. The signals were pre-processed for offset remove and the interpolation for spatial resolution improves and generates images of (256x256) pixels. The point spread and modulation transference functions of multi-sensor system were studied and the sensors were spaced accordingly. In this thesis, all raw images were generated by mapping the response of the magnetoresistive magnetometers multichannel array at short distances due to the presence of uncooked magnetite powder dispersed in eight planar phantoms with complex geometries and called as: PhMão; PhNum; PhLines; PhCinco; PhTrês; PhCircle; PhQuadSmall and PhQuadBig. These phantoms were magnetized by a uniform pulse field of approximately of 81.6 mT produced by a Helmholtz coil system. The samples were moved under the magnetoresistive sensors and the voltages generated by the variation in remanent magnetic field due to different magnetized ferromagnetic particles concentrations were recorded and controlled by a personal computer. Using the experimental noisy and blurred magnetic field images (raw images), and some another, a priori information\'s, the reconstruction of the magnetic field source images, such as, the distribution of ferromagnetic particles inner of the phantoms which are related with magnetic susceptibility, was obtained by various inverse problem solution algorithms\', such as, the spatial Wiener and Fourier filtering, the Pseudo-inverse filtering; the conjugated gradient and Tikhonov and Decomposition of Truncated Singular Values approaches and others. These procedures were implemented by mean of the scripts set called SmaGimFM v1.0, that we developed using the MATLAB® language from MathWorks Inc. A preliminary result shows that this magnetic imaging system join to some deconvolution technique can be considered efficient to be used in functional images of the gastrointestinal tract, where a moderate resolution is required. We can affirm that at a distance sensor-source choose is a critical parameter and affects the resolution of the images; and we can conclude that this magnetic images method can be successfully used to generate planar blurred magnetic images and magnetic field sources images in the near field region at macroscopic level generated by ferromagnetic materials.

Dado um processo de Poisson d-dimensional, construímos funções harmônicas na triangulação de Delaunay associada, com comportamento assintótico linear, como limite de um processo de harness sem ruído. Tais funções permitem que construamos uma nova imersão da triangulação de Delaunay, que denominaremos de deformação harmônica. / Given a d-dimensional Poisson point process, we construct harmonic functions on the associated Delaunay triangulation, with linear assymptotic behaviour, as the limit of a noiseless harness process. These mappings allow us to find a new embedding for the Delaunay triangulation. We call it harmonic deformation of the graph.

[pt] A indústria de transporte tem enfrentado rigorosas políticas econômicas e ambientais para a redução do consumo de combustível e consequentemente redução na emissão de CO2. Uma solução promissora para suprir tais exigências encontra-se na redução do peso da estrutura de carros e aviões através do uso de estruturas híbridas. Técnicas de união convencionais geralmente são inadequadas para produzir juntas híbridas de metal e polímero. Sendo assim, tecnologias de junção inovadoras estão sendo desenvolvidas para surprir tais limitações, como por exemplo: União pontual por fricção (FSpJ), rebitagem por fricção (FricRiveting) e união por energia ultra-sônica (U-Joining). Esta dissertação de mestrado foi desenvolvida para avaliar juntas híbridas produzidas com baixo (BAE) e alto aporte energético (AAE). O monitoramento da temperatura, a análise microestrutural, a resistência mecânica e os respectivos modos de falhas das juntas foram avaliados para as três técnicas de fricção. Neste contexto, técnicas de microscopia, microtomografia de raio-x e ensaios de resistência mecânica foram escolhidas para tal finalidade. Juntas de AAE produzidas por união pontual de fricção apresentaram 43 porcento maior resitência mecânica comparado com juntas de BAE e ambas falharam no centro da área de junção. Juntas de AAE produzidas por rebitagem apresentaram 46 porcento maior resitência mecânica e falha do rebite metálico fora da placa polimérica, comparado com juntas de BAE que teve o rebite metálico arrancado da placa polimérica. A resitência ao cisalhamento das juntas de AAE (fratura da placa polimérica) produzidas por energia ultra-sônica foi 85 porcento maior que as juntas de BAE (fratura dos pinos combinado com falhas coesivas e adesivas). / [en] The transportation industry has been facing stringent environmental regulations to decrease fuel consumption and CO2 emissions. A promising solution to fulfill these demands is decreasing the structural weight of vehicles and airplanes by combining lightweight alloys and fiber-reinforced polymers in hybrid structures. Conventional joining technologies are usually inadequate to produce high performance joints. To overcome these limitations, advanced joining technologies are under development such as: Friction Spot Joining (FSpJ), Friction Riveting (FricRiveting) and Ultrasonic Joining (U-Joining). This master dissertation was devised to evaluate FSp, FricRiveting and U-Joining joints produced with different heat input levels (low and high) in terms of process temperature development, microstructural features, quasi-static mechanical performance and the respective failure mechanisms. In this context, microscopy techniques (i.e. optical, confocal laser and scanning electron), X-Ray micro-computed tomography (microCT), lap shear and T-Pull testing were chosen for this purpose. FSp joints produced under HHI joining condition achieved an ultimate lap shear force (ULSF) 43 percent higher than LHI joints, whereas HEI joints produced by FricRiveting process achieved ultimate tensile force (UTF) 46 percent higher than LEI joints. The lap shear strength of ultrasonically joined joints produced under HEI joining condition was up to 85 percent higher than LEI joints. FSp joints failured in the center of the overlap area while friction-riveted joints failured through the rivet (HEI) and full rivet pull-out (LEI). Ultrasonically joined joints failured through the polymer (HEI), whereas LEI joints failured through a combination of shearing of the metallic pins and a mixed cohesive (CF) and adhesive (AF) failure.

Advanced computational tools are applied to simulate a nuclear power plant (NPP) control rod assembly ejection (CRE) accident. The impact of these reactivity-initiated accidents (RIAs) on core reactivity behavior, 3D power distribution and stochastic reactivity estimation are evaluated. The three tools used are: the thermal-hydraulic (TH) RELAP5 (R5) code, the neutronic (NK) PARCS (P3D) code, and the coupled version P3D/R5, with specially developed linkage using the environment code MATLAB. This study considers three different-size cores: NPP1 (2772 MWt); NPP2 (530 MWt); and NPP3 (1061 MWt). The three cores have the same general design and control rod assembly (CRA) positions, and the ejected CRA has similar worth and at the same rod ejection pace. The CRE is assessed under both hot zero power (HZP) and hot full power (HFP) conditions. The analyses indicate that RIA modeling and simulation should be carried out through a systematic coding and configuration approaches, otherwise the results will not capture the true transient behavior of the core under analysis. The simulation of one code depends on the appropriate configuration of parameters generated by the other code and on the correct determination of the TH/NK mapping weight factors for the various mesh regions in each of the models. From the design point of view, the standalone codes predict milder magnitude of power and reactivity increase compared to the coupled P3D/R5 simulation. The magnitudes of reduced peak power and reactivity become larger as the core size shrinks. The HFP simulation shows that the three NPPs have the same transient peak value, but the post-transient steady power is lower for a smaller core. The HZP analysis indicates that the transient peak is lower for the smaller core, but the post-transient power occurs at the same level. The three-dimensional (3D) power distributions are different among the HFP and HZP cases, but do not depend on the size of the core. The results indicate: i) HFP: core power increases in the area surrounding the ejected rod/bank assembly, and this increase becomes lower as the NPPs shrinks however, the power is well-distributed after the transient; and ii) HZP: the area surrounding the CRA stays hotter, but the 3D peak assembly factor becomes lower, during and after the transients, as the NPPs shrinks. These features confirm that the smaller cores yield a safer response to a given inserted reactivity compared to larger cores. A stochastic extended Kalman filter (EKF) algorithm is implemented to estimate the reactivity based on the reactor power profile, after the addition of random noise. The inverse point kinetics (IPK) deterministic method is also implemented and the results of the application of EKF and IPK are compared to the P3D/R5 simulation. The following sophisticated strategies made the EKF algorithm robust and accurate: the system is modeled by a set of continuous time nonlinear stochastic differential equations; the code uses a time step directly based on the power measured and applies that to the model for online discretization and linearization; filter tuning goes automatically up from the first time step; and the state noise covariance matrix is updated online at each time step. It was found that the IPK reactivity has higher noise content compared to the EKF reactivity for all cases. Thus, the EKF presents superior and more accurate results. Furthermore, under a small reactivity insertion, the IPK reactivity varies widely from positive to negative values: this variation is not observed within the EKF. A sensitivity analysis for three distinct standard deviation (SD) noise measurements suggests that EKF is superior to IPK method, independent of the noise load magnitude. As the noise content increases, the error between the IPK and P3D/R5 reactivity also increases. A sensitivity analysis for five distinct carry-over effects of different random noise loads indicates that the random addition of different noise loads to the reactor power does not change the overall performance of both algorithms. / Este trabalho aplica métodos computacionais avançados para simular a ejeção de barras de controle (CRE) em uma planta térmica nuclear (NPP). São avaliados o impacto da ocorrência de acidentes iniciados por reatividade (RIAs) na reatividade total, na distribuição da potência em três dimensões (3D) e na determinação da reatividade. As ferramentas utilizadas são: o código termo-hidráulico (TH) RELAP5 (R5), o código neutrônico (NK) PARCS (P3D), a versão acoplada P3D/R5, e o ambiente computacional MATLAB. Este estudo considera três reatores nucleares de diferentes tamanhos: NPP1 (2772 MWT); NPP2 (530 MWt); e NPP3 (1061 MWt). Os três núcleos possuem projeto similar e idêntica posição dos grupos das barras de controle (CRA), além do mesmo valor de reatividade diferencial das CRA ejetadas e idêntica velocidade de ejeção. A ocorrência da CRE é avaliada sob condições de hot zero power (HZP) e de hot full power (HFP). As análises indicam que a modelagem e a simulação de RIAs devem ser realizadas sistematicamente, caso contrário os resultados não irão refletir o comportamento em regime transitório do núcleo. A simulação de um modelo em um código depende da apropriada configuração de parâmetros gerados pelo outro código e da determinação adequada do mapeamento TH/NK para as várias malhas dos modelos. Do ponto de vista de projeto, a utilização de códigos independentes resulta em cálculos de potência e reatividade conservadores em comparação com os resultados utilizando-se P3D/R5. Os picos de potência e de reatividade são menores à medida que o núcleo encolhe. A simulação em condições de HFP resulta em valores de pico de potência similares durante transitório para as três NPPs, mas a potência de pós-transitórios é menor para o menor núcleo. A análise em condições de HZP também indica que o valor máximo durante o transitório é menor para o menor núcleo, mas o pós-transitórios ocorre aos mesmos níveis de potência das demais NPPS. A distribuição de potência em 3D também apresenta resultados distintos para condições de HFP e HZP, mas tais resultados são independentes do tamanho do núcleo: i) HFP: há um aumento da potência do núcleo em torno da CRE, mas tal comportamento diminui para núcleos menores - no entanto, a potência é bem distribuída após o transitório; e ii) HZP: há aumento de potência na área do CRE, mas o pico de potência em 3D é menor durante e depois dos transitórios para núcleos menores. Tais características indicam que os núcleos menores respondem de forma mais segura quando da inserção de reatividade em comparação a reatores de maiores dimensões. O método estocástico de filtragem de Kalman estendido (EKF) foi codificado para estimar a reatividade com base no perfil de potência da NPP, após a adição de ruído aleatório. O método determinístico da cinética pontual inversa (IPK) também foi implementado e os resultados da aplicação dos algoritmos do EKF e IPK foram comparados com os resultados da simulação do P3D/R5. As seguintes estratégias, implementadas neste trabalho, possibilitaram a aplicação robusta e precisa do EKF: o sistema foi modelado por um conjunto de equações diferenciais não-lineares estocásticas de tempo contínuo; o algoritmo obtém o passo de tempo diretamente da potência medida e aplica-o ao modelo para a discretização e linearização online; o ajuste do filtro ocorre automaticamente a partir do primeiro passo de tempo; e a matriz de covariância do ruído no estado é atualizada online. Verificou-se que a reatividade calculada pelo método IPK possui maior nível de ruído quando comparada ao EKF para todos os casos estudados. Portanto, o EKF apresenta resultados superiores e mais precisos. Além disso, sob uma pequena inserção de reatividade, a reatividade calculada pelo método IPK varia consideravelmente de valores positivos para negativos: esta variação não é observada com o EKF. Uma análise de sensibilidade para três desvios padrão (SD) sugere que o algoritmo EKF é superior ao método IPK, independente da magnitude do ruído. Com o aumento da magnitude do ruído, o erro entre as reatividades calculadas pelo IPK e pelo P3D/R5 aumenta. A análise de sensibilidade para cinco ruídos aleatórios indica que a adição de ruído na potência do reator não altera o desempenho global de ambos os algoritmos.