A ventilação natural é uma das estratégias mais eficientes para o condicionamento térmico passivo de edificações, ocorrendo por ação dos ventos, por efeito chaminé ou pela combinação de ambos. Em áreas densamente ocupadas, a velocidade do vento é reduzida pelos diversos obstáculos locais, tornando o efeito chaminé e a captação pela cobertura as alternativas mais viáveis para indução da ventilação natural em edificações. Dentre as estratégias de ventilação, destacam-se os sheds, aberturas no telhado, que funcionam como captadores ou extratores de ar, dependendo de sua localização em relação aos ventos dominantes. Apesar de terem um grande potencial, são pouco utilizados devido à falta de dados técnicos acessíveis ao projetista. Além disso, muitas vezes são utilizados para captação ou para extração do ar de forma aleatória, sem uma análise da influência dos parâmetros projetuais na ventilação natural. Essa pesquisa parte da hipótese que existe diferença nesses parâmetros para um shed extrator e para um shed captador de ar e que é possível otimizar a ventilação natural através desses dispositivos. O objetivo geral foi avaliar o impacto de diferentes parâmetros projetuais e climáticos no desempenho de sheds captadores e extratores de ar e propor diretrizes para o projeto desses dispositivos. A metodologia foi composta de estudos paramétricos, a fim de investigar a interdependência de diferentes parâmetros projetuais na ventilação natural por sheds e realizar análises comparativas. O processo baseou-se em análises numéricas através de simulações CFD e a verificação desses resultados por meio de ensaios experimentais em túnel de vento. As análises mostraram uma boa compatibilidade entre os resultados numéricos e experimentais, obtendo uma diferença de no máximo 10% entre as duas ferramentas para a maioria dos pontos monitorados. Com relação às simulações computacionais, constatou-se que o desempenho de sheds é fortemente influenciado pela velocidade e pelos ângulos de incidência dos ventos externos. Além disso, notou-se que existem diferenças nos parâmetros projetuais para um shed extrator e para um captador, sendo que alguns casos apresentaram bons desempenhos em ambas as situações. Por fim, conclui-se que é possível otimizar o uso da ventilação natural através desses dispositivos, sendo que esses resultados auxiliam a prática do projeto arquitetônico na determinação de configurações adequadas. / Natural ventilation is one of the most important strategies for passive cooling of indoor environments. It can occur by wind forces, stack effect or a combination of both strategies. In urban areas the wind speed is reduced due to several obstacles. Stack effect and air intake by the roof can be viable alternatives to induce natural ventilation in buildings. Among the ventilation strategies, sheds can be highlighted. These structures consist of roof openings that work as collectors or extractors of air, depending on their location in relation to the prevailing wind directions. Although they have great potential, they are seldom used by Brazilian architecture, due to lack of technical data available to the designer. Besides, sometimes the sheds are used for air intake or exhaustion without any detailed analysis on the influence of different building design parameters on natural ventilation. The starting hypothesis of this research is that there is a difference in construction parameters for an exhaustion and intake sheds and it is possible to optimize the use of natural ventilation through these devices. The research aims to investigate the potential of air extracting and capturing sheds to promote indoor natural ventilation and proposes guidelines for the design of these devices. The applied methodology consists on parametric studies to investigate the interdependence of different design parameters for natural ventilation in sheds and perform comparative analyzes. The procedure was based on CFD simulations and the verification of such results through experimental tests using wind tunnel. The analyses showed a good compatibility between the numerical and experimental results, obtaining a maximum difference of 10% between the two tools for most of the monitored points. The computer simulations showed that sheds performance is strongly influenced by the external wind speed and its incidence angles. In addition, it was noted that there are differences in design parameters for air extracting and capturing sheds and some cases showed a good performance in both situations. Finally, it was concluded that it is possible to optimize the use of natural ventilation through these devices, and these results support the practice of architectural design in determining appropriate settings.

Este trabalho apresenta um método que simula o desempenho dos sistemas de registro radiológicos, considerando tanto a capacidade de absorção, a eficiência de conversão, o espectro de emissão e a eficiência intrínseca do écran quanto a distribuição espacial dos fótons de luz, o ruído quântico, o espectro de sensibilidade do filme, a quantidade de fótons necessários para tomar o grão haleto de prata revelável e um fator que engloba os parâmetros que não são diretamente fornecidos pelos fabricantes. Implementamos os algoritmos empregando o ambiente de programação Delphi, uma ferramenta de desenvolvimento de aplicações para plataforma Windows e microcomputador, que possibilitou o desenvolvimento de uma interface amigável de interação com o usuário. O método prevê a influência de qualquer combinação écran-filme usada ou planejada sobre a nitidez de imagens radiográficas e permite simular o contraste e a nitidez da imagem a ser obtida para uma dada combinação écran-filme em função da exposição quanto a sua curva H&D. / This work presents a method that simulates the performance of radiological recording systems, considering the absorption capacity, the conversion efficiency, the emission spectrum and the intrinsic efficiency of the intensifying screen, the spatial distribution of the light photon, the quantum noise, the sensibility spectrum of the radiographic film, the necessary photons to become the silver halide grain developable and a factor that includes the parameters that are not supplied directly by the manufacturer. We have implemented the algorithms using the Delphi programming language, an application development tool for Windows and personal computer, which allowed the development of a friendly interface of interaction with the user. The method predicts the influence of any screen-film system used or planned on radiographic image sharpness and allows one to simulate the contrast and the image sharpness to be obtained with a given screen-film combination in function of the x-ray exposure as well as the H&D curve this combination.

A presente tese trata da simulação computacional dos estágios iniciais da eletrodeposição de cobalto sobre carbono e de cobre sobre ouro, utilizando o método de Monte Carlo Cinético. Os fenômenos de adsorção, dessorção, deposição e difusão superficial, entre outros, ocorrem simultânea e independentemente durante a eletrodeposição, em função de certa probabilidade. Sorteios aleatórios dos eventos de acordo com essa distribuição de probabilidades simulam o comportamento real complexo de um sistema durante a eletrodeposição. No caso do cobalto, foi utilizada uma descrição teórica detalhada das interações entre os átomos no sistema, que permitiu que fossem observadas as formações dos primeiros núcleos, a predileção pela eletrodeposição nos defeitos superficiais e os distintos mecanismos dependentes do sobrepotencial elétrico aplicado. No caso do cobre, foi utilizada uma descrição empírica mais simples da interação entre os átomos, o que permitiu que a quantidade de espécies simuladas fosse maior e aspectos relacionados ao crescimento do filme metálico fossem obtidos, tais quais a formação de buracos durante o processo e a obtenção de parâmetros importantes, como tamanho, altura e densidade média dos núcleos. Alguns experimentos foram realizados para fundamentar e complementar o estudo teórico / This thesis reports the computer simulation of the first stages of the electrodeposition of cobalt onto carbon and copper onto gold, using the Kinetic Monte Carlo method. Adsorption, desorption, deposition and surface diffusion, among other events, occur simultaneously and independently during the electrodeposition, according to a given probability. Random choices of events as a result of a probability distribution can simulate the real evolution of a complex system during the electrodeposition. Regarding the cobalt system, a detailed theoretical interatomic description was used, which allowed the observance of the formation of the first nuclei, the preference of the electrodeposition on the surface defects and the deposition mechanisms differences depending on the applied overpotential. Regarding copper, a much simpler, empiric-based interatomic description was used, allowing the simulation of a bigger number of particles. Some features regarding the copper film growth (like the formation of voids during the process) and some important deposition parameters (like the average size, height and density of the nuclei) were obtained. Some experiments were held in order to base and complement the theoretical study

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-02-08T15:10:02Z No. of bitstreams: 1 Nayara de Barros_.pdf: 16619348 bytes, checksum: 2480e92f68f4e4a033f4fe8b86358f47 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-08T15:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nayara de Barros_.pdf: 16619348 bytes, checksum: 2480e92f68f4e4a033f4fe8b86358f47 (MD5) Previous issue date: 2017-11-28 / Nenhuma / O estudo de caso desenvolvido no presente trabalho é relacionado ao sistema de saída de emergência. Composto por: acesso à saída, a saída em si e a descarga, podendo ser concebido de formas variadas, porém sempre visando à segurança dos usuários e da comunidade local diante dos desafios que as cidades enfrentam. Ao antever falhas do sistema de prevenção e proteção contra incêndio, é afirmada a importância do correto planejamento, desenvolvimento, execução e manutenção do projeto de evacuação. As variáveis envolvidas nesse processo e as noções de comportamento humano perante um incêndio sofrem influência da velocidade de saída das pessoas, da resposta ao tempo de alarme e das reações em decorrência da fumaça. O presente trabalho procura expor os aspectos a serem analisados num processo de evacuação, ligados aos sistemas de saída de emergência. A análise em questão é uma edificação escolar de ensino técnico, de nível médio profissionalizante, que concentra uma população de idade variável, inclusive classificação de riscos diferentes. O projeto é de uma escola de ensino técnico de nível médio profissionalizante, com capacidade para 1200 alunos, com blocos separados por função, sendo o bloco administrativo/pedagógico disposto em dois pavimentos, principal objeto de estudo. O modelo de projeto desenvolvido é proposto para aplicação a nível nacional, já implantado no estado do Ceará, em 2011. Partindo do diagnóstico de utilização das diretrizes contra incêndio, foi realizada a verificação de aplicação do projeto nos Estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul, e a simulação através do software Pathfinder para investigação das principais variáveis envolvidas no processo de evacuação. Poucas foram as diferenças notadas entre as exigências das normativas. O número de alunos por sala de aula foi ditado pela lei e parecer dos sistemas de educação estaduais. Um projeto proposto ao fortalecimento de instituições nacionais deve atentar para o cumprimento do exigido nas normativas, verificando o funcionamento do projeto com auxílio do software. Entretanto é necessária uma revisão projetual para atendimento do mínimo exigido para o uso efetivo das saídas de emergência. / The case study developed in the present work is related to the emergency exit system. It compounds: access to exit, exit itself and the discharge, it can be conceived in various ways, but always aiming at the safety of users and the local community in the face of the challenges facing cities. When anticipating failures of the fire prevention and protection system, the importance of correct planning, development, execution and maintenance of the evacuation project is affirmed. The variables involved in this process and the notions of human behavior in the face of a fire are influenced by people's exit velocity, response time to alarm and reaction due to the smoke. The present work tries to expose the aspects to be analyzed in an evacuation process, linked to emergency exit systems. The analysis in question is a school building of technical education, of medium professional level, that concentrates a population of variable age, including classification of different risks. The project consists of a technical secondary school with a capacity for 1200 students, with blocks separated by function, the administrative / pedagogical block being arranged in two floors, the main object of study. The developed project model is proposed for implementation at the national level, already implemented in the state of Ceará, in 2011. Based on the diagnosis of the use of fire directives, a verification of the application of the project was carried out in the states of Santa Catarina and Rio Grande and the simulation through Pathfinder software to investigate the main variables involved in the evacuation process. Few were the differences noted between the requirements of the regulations. The number of students per classroom was dictated by the law and opinion of the state education systems. A project proposed for the strengthening of national institutions, must pay attention to the fulfillment of the required in the regulations, verifying operation of the project with the help of software. However, a design review is required to meet the minimum required for the effective use of emergency exits.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-10-01T11:47:12Z No. of bitstreams: 1 Márcio Rafael Stracke_.pdf: 1667083 bytes, checksum: 7f8c37d9c5a822527980feaaec50278e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T11:47:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Márcio Rafael Stracke_.pdf: 1667083 bytes, checksum: 7f8c37d9c5a822527980feaaec50278e (MD5) Previous issue date: 2018-06-06 / HT Micron / Com o avanço da microeletrônica, cada vez mais surgem dispositivos eletrônicos portáteis. Isso traz diversos desafios à cadeia de semicondutores, desde o projeto, no desenvolvimento de circuitos integrados menores e mais eficientes até o encapsulamento, uma vez que os componentes tem ficado menores, mais finos e com um número maior de pinos de entrada e saída. Esses desafios estão presentes em todos os processos de fabricação de um chip e podemos citar a moldagem como um processo crítico em especial. A tecnologia de moldagem por transferência, que está consolidada e é a principal utilizada neste processo, necessita de cuidados especiais na otimização de seus parâmetros e materiais, tendo em vista os fatores citados e a consequente redução do diâmetro dos fios que realizam a interconexão do die com o substrato. Neste cenário, o wire sweep, que é o arraste destes fios de solda devido ao escoamento do encapsulante, acaba se tornando um problema, já que perdas no processo de moldagem implicam em sucatear o componente. A taxa de falhas devido a este tipo de falha podem chegar a 2,5%, segundo estudos de grandes fabricantes da cadeia de semicondutores divulgado em (SANDGREN; ROTH, 2004). Neste trabalho foi simulado o processo de moldagem de memórias DRAM com encapsulament do tipo BOC BGA, utilizando o módulo de FSI do software COMSOL. Os resultados da razão de wire sweep obtidos na simulação ficaram dentro do intervalo da média com um desvio padrão, na comparação com os valores reais medidos em peças fabricadas na condição simulada, tendo como erro máximo 15,26%. / The advancement of microelectronics makes more and more portable electronic devices emerge in our daily lives. This brings a number of challenges to the semiconductor chain, from design, to the development of smaller and more efficient integrated circuits to encapsulation, since the components have become smaller, thinner, and with a larger number of input and output pins. These challenges are present in all chip fabrication processes and we can define molding as a critical process in particular. The transfer molding technology, which is consolidated and the main one used in this process, requires special care in the optimization of its parameters and materials, since there are more and shorter wires realizing the connection between the die and the substrate. The wire sweep, which is the entrainment of the wires due to the flow of the mold compound, becomes a problem, since losses in the molding process imply scrapping the component. The failure rate due to this type of failure can reach 2.5%, according to studies by major semiconductor chain manufacturers disclosed in (SANDGREN; ROTH, 2004). In this project the DRAM memory molding process with BOC BGA encapsulation type was simulated using the FSI module in COMSOL software. Results of wire sweep ratio obtained are within the average adding or subtracting one standard deviation and the maximum error rate ranging was 15.26% considering manufactured boards using the simulation parameters.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-05-21T17:31:45Z No. of bitstreams: 1 Fabiano Alex Colling.pdf: 5692188 bytes, checksum: 8354ca65e4e9e9a92a55f10b5e92b187 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-21T17:31:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiano Alex Colling.pdf: 5692188 bytes, checksum: 8354ca65e4e9e9a92a55f10b5e92b187 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / NUCMAT - Núcleo de Caracterização de Materiais / Programa de Bolsas de Estudo Talentos Tecnosinos / itt Chip - Instituto Tecnológico de Semicondutores da Unisinos / Hongik University da Coreia do Sul / Modelab - Laboratório de Modelagem Elétrica Térmica e Mecânica de Módulos e Encapsulamentos e Eletrônicos / O desenvolvimento de novas tecnologias de encapsulamento de semicondutores tem diminuído o tamanho das trilhas das placas de circuito impresso em busca da miniaturização. Esta diminuição está chegando ao limite possível de ser construído pelo fato de apresentar problemas, como aumento da resistência, ou por ruptura por eletromigração, além do aumento do custo para o controle de partículas nas salas limpas de fabricação. O Encapsulamento sobre Encapsulamento (Package on Package - PoP) surge como uma proposta de encapsulamento com empilhamento de chips finos para reduzir a ocupação do chip na placa. A diferença de propriedades térmicas e mecânicas dos diferentes materiais que compõem o chip encapsulado pode resultar no empenamento do componente. Neste trabalho, foi simulado o comportamento termomecânico de um dispositivo eletrônico encapsulado pela tecnologia Package on Package. Foi avaliado, do ponto de vista térmico e mecânico, quais são os fatores geradores do empenamento de semicondutores encapsulados com a tecnologia PoP recorrente no processo de moldagem. As condições e parâmetros de processo de fabricação foram estudados durante a fabricação de um protótipo de chip de 40 µm de espessura e moldado com um composto de epóxi do tipo 2 (Epoxy Molding Compound - EMC) realizado no Laboratório de Materiais do Departamento de Ciências dos Materiais e Engenharia da universidade Hongik da Coreia do Sul, parceira no projeto de pesquisa. Através das medições do empenamento, por interferometria de Moiré, realizadas no laboratório de testes da empresa Sul Coreana Hana Micron, foi possível construir correlações com a simulação computacional deste componente. Os resultados desta comparação foram utilizados como base para a validação da simulação e ajustes de dados de entrada utilizados em outras três espessuras diferentes de chip de silício (70, 100 e 200 µm) e dois tipos diferentes de EMC (EMC1 e EMC2). As condições e parâmetros de processo de fabricação, a influência no empenamento das diferentes espessuras e tipos de EMC dos componentes simulados foram avaliados. As simulações realizadas com variação no EMC em componentes com chip de 40 µm mostraram que o EMC do tipo 1 apresenta uma redução de 42,39% no empenamento na parte superior do componente (Top) maior em relação ao EMC do tipo 2. No Top, o substrato com chip de 100 µm, o empenamento foi reduzido em 36,62% e no de 200 µm a redução foi de 3,29%. Os resultados mostram a importância da simulação para prever a tendência do empenamento, quando existe a necessidade de muitas variações de parâmetros de processo de fabricação. / The development of new technologies of semiconductors packaging has reduced the size of the tracks of printed circuit boards in search of miniaturization. This reduction has been reaching its own possible limits (of construction) because it has several problems, such as increase of resistance, rupture by electromigration, in addition to the increase of costs of particles control in manufacturing cleanrooms. Package on Package (PoP) comes as a proposition for encapsulation with thin chips piling in order to reduce chip occupation on the board. The difference in thermal and mechanical properties of the different materials that make up the encapsulated chip may result in the warpage of the component. In this study, the thermomechanical behavior of an electronic device encapsulated by the Package on Package technology was simulated. From the thermal and mechanical point of view, it was evaluated what factors cause the warpage of the semiconductors encapsulated with the PoP technology, warpage which is recurrent in the molding process. The manufacturing process conditions and parameters were assessed/evaluated during the making of a 40μm-thick chip prototype which was molded with a type 2 Epoxi Molding Compound - EMC - in the Materials Laboratory of Hongik University Department of Materials Science and Engineering in South Korea, our partner in this research project. Through the warpage measurements, by Moiré interferometry carried out in South Korean Hana Micron's test laboratory, we managed to build correlations with the computing simulation of this component. The results of this comparison were used as base for validation of the simulation and for adjustment of input data used in three different thickness of silicon chips (70, 100 and 200 μm) and two different EMC (EMC1 and EMC2). The manufacturing process conditions and parameters, the influence in warpage of different thicknesses and simulated components EMC types were evaluated. The simulations carried out with EMC variation in components with 40μm chip demonstrated that type 1 EMC has a decrease in warpage of the upper part of the component (Top) 42.39 percent larger than type 2 EMC. On the Top, the substract plus chip with 100 μm thickness, the warpage was reduced in 36.62 percent, and in the 200 μm chip, the reduction was by 3.29 percent. The results show the importance of simulation to predict warpage tendency, when there is the need for many variations of manufacturing production parameters.

Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-07-14T19:59:40Z No. of bitstreams: 1 dieter.pdf: 18462192 bytes, checksum: 60a4b11114f9b22cbd27bd9bcf034aa8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T19:59:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dieter.pdf: 18462192 bytes, checksum: 60a4b11114f9b22cbd27bd9bcf034aa8 (MD5) Previous issue date: 2012-06-15 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / O modelo de simulação computacional por eventos discretos é uma poderosa ferramenta para a solução de problemas complexos na indústria. A tendência, segundo especialistas, é de que esta se transforme em uma importante ferramenta no processo decisório das organizações. Encontram-se, no entanto dificuldades no processo de integração e manutenção da ferramenta em longo prazo nas organizações, fazendo com que tal previsão não seja concretizada. A pesquisa propõe uma forma de integrar, e, principalmente, garantir o uso continuado de modelos de simulação por eventos discretos, por meio de uma estrutura de governança. O desenvolvimento da pesquisa transcorreu, primeiramente, sobre uma pesquisa empírica junto a especialistas do tema e um estudo do referencial teórico nacional e internacional sobre os motivos, pelos quais a longevidade funcional dos modelos de simulação é interrompida. O processo de Pensamento da Teoria das Restrições (TOC) além de auxiliar na análise e prescrição de uma solução para o problema também contribuiu para a o entendimento do processo de implementação da mudança. O resultado da pesquisa foi um framework dividido em três etapas: preparação da empresa, desenvolvimento do sistema e manutenção com desdobramentos em processos, que, juntamente com uma estrutura de contabilidade de ganhos busca explicitar uma nova forma de entender os custos e os possíveis ganhos que o modelo pode proporcionar à organização. A contribuição da pesquisa versa sobre uma proposta de governança que possa garantir o uso continuado de modelos de simulação computacional e gerar ganhos à organização. / The Discrete Event Simulation is a powerful tool in the solution of complex problems in industry. The tendency, according to experts, is that it will become an important tool in the decision making process of the organizations. There are, however, difficulties in the process of integration and maintenance of the tool in long term in the organizations, so that this prevision does not become concrete. This research proposes a way to integrate and, most importantly, guarantee the continuous suitable usage of Discrete Event Simulation Models, by the means of a governance structure. The development of the research was, firstly, an empirical research with experts in the subject and a national and international theoretical reference about the reasons of the interruption of the functional longevity on the Simulation Models. The Thinking Process of Theory of Constraints (TOC) besides helping the analyses and prescription of a solution to the problem, also contributes to the understanding of the changing implementation process. The result of the research was a framework divided in three steps: preparation of the company, development of the system and maintenance with reflection in processes which, together with the accountant structure of benefits, tries to explain a new way of understanding the costs and possible gains that the model will suggest to the organization. The contribution of the research is about a governance proposal which can guarantee the continuous usage of computational simulation models and generate gains to the organization.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-04T14:53:35Z No. of bitstreams: 1 Helmuth Reguly Junior_.pdf: 1561804 bytes, checksum: b11f0f561f69a1560738aa1ccb8f4118 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-04T14:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Helmuth Reguly Junior_.pdf: 1561804 bytes, checksum: b11f0f561f69a1560738aa1ccb8f4118 (MD5) Previous issue date: 2015-06-24 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / No presente trabalho, foram feitas análises espectrais de sinais de flutuação de pressão obtidos de simulações computacionais de leitos fluidizados. As simulações foram realizadas com o aplicativo ANSYS FLUENT 14.0. O modelo multifásico empregado foi o modelo de dois fluidos (TFM) Euler-granular. As tensões das fases sólidas foram modeladas pela Teoria Cinética dos Escoamentos Granulares (KTGF). Foram simulados dois leitos, um leito bidimensional em regime de fluidização rápida e um leito tridimensional em regimes borbulhante e turbulento, ambos com partículas do grupo B de Geldart. Os sinais de flutuação de pressão gerados nas simulações numéricas foram analisados via densidade espectral de potência. Foram identificados o mínimo período de tempo de simulação para gerar sinais estatisticamente significativos, bem como a mínima frequência de aquisição necessária para o tratamento dos sinais, os quais foram iguais a 32,5 s e 250 Hz, respectivamente. No leito 3D, o regime borbulhante foi caracterizado por picos nas frequências de 1,5 e 2,2 Hz, enquanto o regime de fluidização rápida simulado em 2D foi caracterizado por um pico a uma frequência de 0,12 Hz, o que se acredita estar relacionado com a frequência de movimento dos aglomerados de partículas. Também foi possível verificar a diferença entre os espectros de potência dos regimes borbulhante e turbulento, que são diferenciados pelos picos de frequência. No regime borbulhante foram identificados dois picos de frequência, enquanto no regime turbulento foi identificado apenas um pico. / In this study, spectral analyses of pressure fluctuation signals obtained from computational simulations of fluidized beds were done. The simulations were performed using ANSYS FLUENT 14.0. The multiphase model employed was the Euler-granular two-fluid model (TFM). The solid stresses were modeled by the kinetic theory of granular flows (KTGF). Two beds were simulated, a two-dimensional bed in fast fluidization regime and a three-dimensional bed in bubbling and turbulent regimes, both with Geldart-B particles. The pressure fluctuation signals generated by numerical simulations were analyzed via power spectral density. The minimum simulation periods to generate statistically significant signals were identified, as well as the minimum sampling rate required for the processing of signals, which were found equal to 325 and 250 Hz, respectively. In the 3D bed, the bubbling system was characterized by peaks at frequencies of 1.5 and 2.2 Hz, while the fast fluidization regime simulated in 2D was characterized by a peak at a frequency of 0.12 Hz, which may be related to the rate of motion of clusters. A major difference between the power spectra of bubbling and turbulent regimes was observed. In the bubbling regime, two frequency peaks may be identified, while in turbulent regime only one frequency peak appears.

Este trabalho visa a determinação numérico-experimental de propriedades hidrodinâmicos em um cilindro de seção circular parcialmente submerso. A solução numérica do problema foi desenvolvida através do método dos painéis, o qual foi programado no pacote MATLAB®, sendo que o modelo do cilindro é excitado segundo os parâmetros de onda registrados a partir do ensaio de arrasto do cilindro, possibilitando a determinação da massa adicional e amortecimento hidrodinâmico. O desenvolvimento experimental foi efetivado através de ensaios em tanque de testes, com o uso de um carro de arrasto, tendo sido utilizado um sistema PIV (Particle Imagem Velocimetry) para mapear a não ocorrência da formação de vórtices na superfície submersa do cilindro. O cilindro foi fixado na base do carro, através de uma haste, na posição vertical, permanecendo parcialmente submerso nos ensaios de movimento oscilatório, com frequência e deslocamento longitudinal definidos. Nos ensaios, o conjunto de sensores no sistema detectou as variáveis de aceleração e carregamento na haste de sustentação do cilindro, deslocamento do carro e altura de onda, este último, realizado por dois wave probes simetricamente distanciados da posição inicial do cilindro. Os ensaios possibilitaram a obtenção da massa adicional e dos parâmetros necessários à solução numérica. O desenvolvimento da solução numérica hidrodinâmica via simulação em programa comercial foi realizado no pacote ANSYS® AQWATM, onde o cilindro foi modelado parcialmente submerso, sendo excitado pela frequência e velocidade de onda, os quais foram obtidos nos ensaios experimentais. Os resultados numéricos da programação e da simulação mostraram boa correspondência com os resultados experimentais. / This study involves the experimental and numerical determination of the hydrodynamic properties of a partially submerged cylinder with circular cross section. The numerical solution to the problem was developed using the panel method, which was programmed in the MATLAB® package, and the cylinder model was excited according to the wave parameters recorded during the cylinder drag test, enabling the determination of added mass and hydrodynamic damping. The experimental part of this study involved using a drag car in a test tank, with a PIV (Particle Image Velocimetry) system to map the non-occurrence of vortex formation on the submerged surface of the cylinder. The cylinder was attached vertically to the bottom of the car base by a rod, remaining partially submerged in the oscillatory motion tests, with defined frequency and longitudinal displacement. In the tests, the system’s sensor array detected the variables of acceleration and loading on the cylinder support rod, the car’s displacement and wave height, the latter measured by two wave probes placed at symmetrical distances from the cylinder’s initial position. The experimental tests made it possible to determine the added mass and the parameters required for the numerical solution. The development of the numerical solution of the hydrodynamic problem via simulation with commercial software was performed using the ANSYS® AQWATM package, in which the modeled cylinder was partially submerged and was excited by the wave frequency and velocity that were determined in the experimental tests. The numerical results of the programming and simulation showed a good correspondence with the experimental results.

Este trabalho visa desenvolver uma metodologia, através de ferramentas computacionais de simulação, de avaliação de mapas solares para a análise de sombreamentos e da radiação solar incidente sobre as coberturas e telhados das edificações dentro do ambiente urbano e aplicá-la para a cidade de Porto Alegre. Desta forma é possível identificar os melhores espaços para alocar futuras instalações fotovoltaicas e evitar possíveis perdas por sombreamento ao longo do ano. Para tanto, foram selecionadas quatro regiões de estudo, cada uma representando uma tipologia de bairro e edificações. Os bairros Centro Histórico, São Geraldo, São Sebastião e Santana foram selecionados por representarem: edificações comerciais de escritórios, galpões comerciais (depósitos e oficinas), residencial de baixa altura e prédios residenciais, respectivamente. Após o desenvolvimento dos mapas solares, são realizadas estimativas para capacidade de instalação e produção de energia elétrica por sistemas fotovoltaicos em cada edificação. O software EnergyPlus produziu modelos termoenergéticos para quatro edificações típicas representando cada uma das regiões de estudo e, assim, proceder um balanço de energia em escala anual para o consumo energético e a produção de energia. Considerando as hipóteses de simulação e premissas de cálculo utilizadas, verifica-se que existe potencial para a geração distribuída de energia em escala urbana para as regiões de estudo. Um resultado significativo ocorreu para a região do bairro São Geraldo, onde as dez maiores áreas de telhado equivalem a 53% do potencial total de instalação fotovoltaica aplicada a edificações da região de estudo. Ainda, realizado o balanço de energia, foram analisados os cenários de investimento para cada tipologia de edificação típica, resultando em um retorno sobre o investimento entre 9 e 13 anos, dependendo do tipo de edificação. / This work aims to develop a methodology, through computer simulation tools, for evaluating solar maps for shading analysis and incident solar radiation on the building roofs within the urban environment. This methodology is applied in the city of Porto Alegre. Thus, it is possible to identify the best areas to allocate future photovoltaic systems and avoid possible shading losses throughout the year. Therefore were selected four study areas, each one representing one type of neighborhood and respective buildings. The neighborhoods Centro Histórico, São Geraldo, São Sebastião and Santana were selected because they represent: commercial/office buildings, warehouses/workshops, low-rise residential and residential buildings, respectively. After the development of solar maps, estimates were made for the capacity of installation and the electric energy produced by photovoltaic systems in each building roof. The EnergyPlus software produced an energy model for a typical building of each study area (neighborhood) and make an energy balance in annual scale for the energy consumption and energy production. Considering the simulation hypothesis and assumptions, it appears that there is potential for the distributed generation in urban scale for the four study areas. A significant result was found for the São Geraldo region, where only the top ten building roof areas equals to 53% of the total potential of building applied photovoltaic in the respective neighborhood region. Also, performing the energy balance, investment scenarios were analyzed for each typical building, resulting in a return on investment between 9 and 13 years, depending on the building type.