[pt] Os coeficientes de troca e perda de carga de trocadores de calor do tipo bi-tubular pinado foram experimentalmente determinados. Medidas do coeficiente global de troca de calor do permitiriam avaliar o coeficiente de troca do lado do ar como função do número de Reyonolds do escoamento. Os resultados foram comparados com aqueles para trocadores de calor de duto anular, sem pinos, e a comparação revelou uma grande vantagem em relação à troca de calor para os trocadores pinados. Por outro lado, a comparação mostrou sua queda de pressão é consideravelmente mais alta. Não obstante, para a mesma taxa de transferência de calor, o trocador de calor pinado seria muito mais compacto. / [en] Experiments have been performed to determine the heat transfer characteristics and pressure drop of a pinned double-pipe heat exchangers. Measurements of the overall heat transfer coefficient as function of the air-side transfer coefficients as function of the flow Reynolds number. The results were compared with those for annular duct heat exchangers, without pins, and the comparison revealed a great advantage respect to the heat transfer for the pinned exchanger. On the other hand, the comparison showed that its pressure drop is considerably higher. Nevertheless, for the same heat transfer rate, the pinned exchanger would be much more compact.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-12-13T16:05:44Z No. of bitstreams: 1 Thiago Tavares Magalhães - Estudo de configurações de modelos.pdf: 5946560 bytes, checksum: 7262f9bab0cb6698f3f33dc1183bf938 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-12-13T16:05:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Thiago Tavares Magalhães - Estudo de configurações de modelos.pdf: 5946560 bytes, checksum: 7262f9bab0cb6698f3f33dc1183bf938 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-13T16:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Tavares Magalhães - Estudo de configurações de modelos.pdf: 5946560 bytes, checksum: 7262f9bab0cb6698f3f33dc1183bf938 (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Optimization is a permanent subject for research, aiming to provide solutions that improve the utilization of resources and activities of various kinds. Due to the advances in distributed computational processing architectures, analysis and suggestion of parallelizable techniques for treatment of problems has been increasingly highlighted. Among them, the model known as ``island model'', which proposes the achievement of better optimized results in shorter execution time,and brings in a new set of parameters and possibilities, deserves special attention. Thus, this work presents interconnected sets of experiments and proposals that complement the literature concerning 1) the possibilities of model hybridization and the best strategies for hybridization, 2) the study of the parameter known as ``migration policy'' and its influence on diversification and exploitation, and 3) the applicability of the model and of the different implemented migration policies in the context of optimization aiming at several optima. In this way, this work joins the knowledge from the literature and experiments and suggestions that are not founded in previous researches. From these results it is expected that new implementations or applications of island hybrid models for optimization via metaheuristics, aiming at one or more optima, can be more efficiently developed. / A otimização é tema constante de estudo, visando prover soluções que melhorem o aproveitamento de recursos ou atividades de inúmeras naturezas. Com o avanço das arquiteturas distribuídas de processamento computacional, a análise e a sugestão de técnicas paralelizáveis para a resolução de problemas tem recebido cada vez mais destaque. Dentre estas, destaca-se o modelo conhecido como "modelo de ilhas", que propõe a obtenção de resultados mais otimizados em menor tempo de execução, trazendo consigo um novo conjunto de parâmetros e de possibilidades. Assim, este trabalho traz conjuntos interligados de experimentos e propostas que complementam a literatura sobre 1) possibilidades de hibridização do modelo e melhores estratégias de hibridização, 2) o estudo do parâmetro conhecido como ``política de migração'' e as suas influências com respeito à diversificação e especificação e 3) a aplicabilidade do modelo e das diferentes políticas de migração testadas no contexto da otimização visando vários ótimos. Dessa forma, este trabalho alia o conhecimento da literatura a experimentos e sugestões não encontrados em trabalhos anteriores. A partir destes resultados espera-se que novas implementações ou aplicações de modelos de ilha híbridos para otimização via meta-heurísticas, visando um ou vários ótimos, possam ser desenvolvidos de maneira mais eficiente.

A cada dia novos modelos de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) estão sendo lançados no mercado para serem utilizados em diversas aplicações, tais como mapeamento de ambientes e vigilância. Geralmente, estes robôs utilizam um sensor GPS como fonte de estimativa de localização. Contudo, para um bom funcionamento, este sensor depende de um número mínimo de satélites sincronizados com ele e que o sinal emitido pelos satélites seja recebido com boa qualidade, o que pode ser considerado um fator negativo. Uma forma de contornar este problema é empregar um sistema de localização baseado em visão computacional utilizando a câmera que já está embarcada no robô e imagens de satélite como mapa. Este sistema estima a localização do VANT através de comparações entre as imagens capturadas por ele e uma imagem de satélite, buscando encontrar a sua posição nesta imagem de satélite. Neste contexto, apresentamos uma variação do descritor BRIEF, o abBRIEF, para ser utilizado em um novo modelo de observação que também está sendo proposto. O modelo de observação é responsável por medir quão parecidas são as leituras do robô com diversas partes do mapa, para estimar a sua localização correta. Devido ao grande número de comparações necessárias, é importante que o descritor utilizado no processo seja rápido, não consuma muitos recursos computacionais e seja robusto para lidar com as várias diferenças entre as imagens. O modelo proposto foi utilizado no algoritmo de Monte Carlo (Monte Carlo Localization, MCL) para realizar a localização de VANTs e apresentou resultados satisfatórios que corroboram a eficácia do modelo e do descritor. / New models of Unnamed Aerial Vehicles (UAVs) are developed on a daily basis and applied to several tasks, such as mapping terrains and surveillance. GPS sensors are usually the main source of information to estimate the robot position, however, a downside of these sensors is that a minimum number of satellites must be available and emitting high quality signals. A vision-based system can be used to overcome this problem by using a robot embedded camera and satellite images as maps. Computational vision systems estimate the UAV localization through the comparison between the robot extracted image and several parts of the satellite image. These comparisons are performed in order to localize the part of the map which is most similar to the robot perspective. Taking into account all this information, we propose BRIEF descriptor variation, called abBRIEF, to be used on a novel observation model, also proposed in this master thesis. An observation model is responsible for evaluate how similar the robot measurements and the different map parts are. The used descriptor must run fast, consume low computational resources and be robust regarding image changes, all to compensate the large number of necessary comparisons. The proposed model is applied with Monte Carlo Localization (MCL) method to the auto localization of UAVs and presented solid results that corroborate the model and descriptor efficiency.

[pt] A presente pesquisa tem por objetivo suscitar uma discussão sobre a utilização da simulação computacional e analisar a sua viabilidade para tomadas de decisões gerenciais nas empresas de prestação de serviços siderúrgicos, mais especificamente a de transporte de placas de aço, RIP Serviços Siderúrgicos. Para isso, foram abordados conceitos e aspectos sobre a modelagem e simulação, etapas importantes para alcançar o modelo ideal de simulação, bem como as vantagens e desvantagens e suas principais aplicações. Além disso, foram apresentados softwares que são comumente utilizados para realizar as simulações, sendo que para este trabalho utiliza-se o Arena. A partir da modelagem e animação originada pelo software Arena e dos relatórios gerados pelo software foi possível elaborar cenários fundamentais para a tomada de decisões estratégicas empresariais, e mostrar a importância da ferramenta para o fortalecimento da empresa no mercado e melhoraria dos processos junto ao cliente. / [en] This research aims to raise a discussion on the computational simulation and analyze its viability for decision making in companies providing steel services, specifically the transport of steel plates, RIP Steel Services. For this, we discussed concepts and aspects of modeling and simulation, important steps to achieve the ideal model simulation, as well as the advantages and disadvantages and its main applications. Furthermore, we presented software that are commonly used to perform the simulations, and for this work we use the Arena. From the modeling and animation originated by software Arena and reports generated by the software it was possible to develop scenarios fundamental for making strategic business decisions, and show the importance of tool to strengthen the company s market and improve processes with the customer.

A importância da avaliação da resistência ao desgaste de cimentos resinosos se justifica, uma vez que estes podem ser expostos ao meio bucal em função do grau de desadaptação das restaurações estéticas indiretas, tornando-os susceptíveis às degradações físicas, químicas e mecânicas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência ao desgaste, por meio da escovação simulada, de três cimentos resinosos, Enforce (Dentsply), Rely X (3M) e Variolink II (Vivadent) quando comparados a dois materiais de restauração indireta, Artglass (Heraeus Kulzer) e Duceram Plus (Ducera), através da alteração de massa e rugosidade superficial. Foram confeccionados 100 corpos de prova, 20 para cada material testado, onde metade foi submetida aos ciclos dinâmicos de pH previamente à escovação simulada. Os espécimes foram submetidos a 100.000 ciclos de escovação, utilizando-se escovas dentais macias (Oral B) e pasta dental (Colgate) diluída em água deionizada. A alteração de massa foi verificada pela diferença entre massa inicial (antes da escovação) e final (após escovação) em balança analítica. A alteração da rugosidade superficial (Ra) foi determinada pela diferença entre a média de cinco leituras iniciais (antes da escovação) e cinco leituras finais (após escovação) com rugosímetro Hommel Tester T 1000. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey (p<0,05). A porcelana Duceram Plus não foi influenciada pela ciclagem de pH e, apresentou o melhor comportamento frente ao teste de escovação simulada. Entre os materiais resinosos, o Artglass e o Variolink II apresentaram os melhorescomportamentos para alteração de massa e rugosidade superficial, seguidos do Rely X e Enforce. A ciclagem de pH não influenciou estatisticamente no desgaste dos materiais avaliados. / Indirect aesthetic restorations have been found to have a wide variation on its adaptation, subjecting consequently, the luting material to the oral environment degradation provided by physical, mechanical or chemical processes. Thus, theirwear resistances still worry researchers. In this context, the objective of this work was to evaluate the wear resistance of three resin luting cements, Enforce (Dentsply),Rely X (3M) and Variolink II (Vivadent) when compared to the following indirect restorative materials, Artglass (Heraeus Kulzer) and Duceram Plus (Ducera). All the material was subjected to dynamic pH cycles and to brushing simulation and the wear was detected by their weight and surface roughness changes. A hundred specimens were obtained, twenty for each material, half of them (ten for each material) was submitted to dynamic pH cycles before the brushing strokes. For the abrasion test, the specimens were subjected to 100.000 cycles of brushing with soft bristles tips (Oral B) containing dentifrice solution (Colgate) and deionized water. The weight loss was detected by the difference between the initial (before brushing strokes) and final measurements (after brushing strokes). The evaluation of surface roughness was obtained by the difference between initial and final means after five roughness readings in a Hommel Tester T 1000 testing machine. The results (ANOVA and Tukey) showed significant differences of weight loss and surface roughness among the tested materials.Duceram Plus was not influenced by pH cycling and presented the best performance after tooth brushing test. Among composite materials, Artglass and Variolink II presented better results for weight and roughness alterations followed by Rely X and Enforce. PH cycling did not influence statistically on tested materials wear resistance.

[pt] A geologia sedimentar trata do estudo dos processos físicos, químicos e biológicos atuantes na superfície da Terra não só no presente como também ao longo de toda a sua evolução. Em função disso, ela pode ser aplicada em diversos campos, como, por exemplo, no estudo da formação de combustíveis fósseis. Um dos focos principais da geologia sedimentar reside em determinar os parâmetros e processos pelos quais as bacias sedimentares são preenchidas. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um simulador numérico de sedimentação tridimensional, chamado de STENO, com ênfase nos processos deposicionais em ambientes de plataforma, talude e bacia. O algoritmo do simulador é baseado nos conceitos quantitativos formulados pela Estratigrafia de Seqüências, como mecanismos de controle primário da arquitetura dos estratos sedimentares, e em uma análise numérica para simulação do fluxo bidimensional de um fluido incompressível, em regime permanente, não viscoso, em função da batimetria da região a ser modelada através de um grid regular definido pelo usuário. O campo de velocidades, calculado a partir das velocidades de aporte de sedimentos e das velocidades de corrente, é utilizado para determinar a direção de escoamento dos sedimentos (linhas de correntes). A abordagem dada pelo algoritmo do STENO é inovadora em termos dos algoritmos existentes, pois considera que os sedimentos são transportados hidrodinamicamente, isto é, na direção x e y eles são transportados seguindo as linhas de corrente e na direção z a movimentação/deposição dos sedimentos é controlada pelo ângulo de estabilidade de cada fração litológica (areia, silte ou argila) e pelo volume do espaço disponível para acomodação em cada uma das colunas formadas a partir das células do modelo discretizado. / [en] Sedimentary Geology deals with the study of the physical, chemical and biological processes operating in the surface of the Earth, not only in the present days, but also along all History. Therefore, it can be applied in miscellaneous fields, as, for example, in the study of fossils fuels formation. One of the main focus of sedimentary geology inhabits in determining the parameters and processes for which the sedimentary basins are filled. In this work the development of a numerical simulator of sedimentation 3D, called STENO is presented, with emphasises the depositary processes in platform, slope, and basin environments. The algorithm of the simulator is based on the formulated quantitative concepts for Sequence Stratigraphy, as mechanisms of primary control of the architecture of sedimentary stratus, and in a numerical analysis for simulation of the 2D steady-state flow of a incompressible fluid, not viscous, in function of the bathymetry of the region represented by one regular grid defined by the user. The velocity field calculated from boundary conditions (sediment aport velocity and for field stream velocity) it is used to determine the direction of draining of the sediments (streamlines). The algorithm of STENO is innovative because it considers that the sediments are carried hydrodynamicsly, that is, in direction x and y they are carried following streamlines and in direction z. The movement/deposition of sediments is controlled by an angle of stability of each lithology fraction (sand, silte or clay) and by the volume of the available space for accommodation in each one of the columns formed in the cells of the discretized model.

A importância da avaliação da resistência ao desgaste de cimentos resinosos se justifica, uma vez que estes podem ser expostos ao meio bucal em função do grau de desadaptação das restaurações estéticas indiretas, tornando-os susceptíveis às degradações físicas, químicas e mecânicas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência ao desgaste, por meio da escovação simulada, de três cimentos resinosos, Enforce (Dentsply), Rely X (3M) e Variolink II (Vivadent) quando comparados a dois materiais de restauração indireta, Artglass (Heraeus Kulzer) e Duceram Plus (Ducera), através da alteração de massa e rugosidade superficial. Foram confeccionados 100 corpos de prova, 20 para cada material testado, onde metade foi submetida aos ciclos dinâmicos de pH previamente à escovação simulada. Os espécimes foram submetidos a 100.000 ciclos de escovação, utilizando-se escovas dentais macias (Oral B) e pasta dental (Colgate) diluída em água deionizada. A alteração de massa foi verificada pela diferença entre massa inicial (antes da escovação) e final (após escovação) em balança analítica. A alteração da rugosidade superficial (Ra) foi determinada pela diferença entre a média de cinco leituras iniciais (antes da escovação) e cinco leituras finais (após escovação) com rugosímetro Hommel Tester T 1000. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey (p<0,05). A porcelana Duceram Plus não foi influenciada pela ciclagem de pH e, apresentou o melhor comportamento frente ao teste de escovação simulada. Entre os materiais resinosos, o Artglass e o Variolink II apresentaram os melhorescomportamentos para alteração de massa e rugosidade superficial, seguidos do Rely X e Enforce. A ciclagem de pH não influenciou estatisticamente no desgaste dos materiais avaliados. / Indirect aesthetic restorations have been found to have a wide variation on its adaptation, subjecting consequently, the luting material to the oral environment degradation provided by physical, mechanical or chemical processes. Thus, theirwear resistances still worry researchers. In this context, the objective of this work was to evaluate the wear resistance of three resin luting cements, Enforce (Dentsply),Rely X (3M) and Variolink II (Vivadent) when compared to the following indirect restorative materials, Artglass (Heraeus Kulzer) and Duceram Plus (Ducera). All the material was subjected to dynamic pH cycles and to brushing simulation and the wear was detected by their weight and surface roughness changes. A hundred specimens were obtained, twenty for each material, half of them (ten for each material) was submitted to dynamic pH cycles before the brushing strokes. For the abrasion test, the specimens were subjected to 100.000 cycles of brushing with soft bristles tips (Oral B) containing dentifrice solution (Colgate) and deionized water. The weight loss was detected by the difference between the initial (before brushing strokes) and final measurements (after brushing strokes). The evaluation of surface roughness was obtained by the difference between initial and final means after five roughness readings in a Hommel Tester T 1000 testing machine. The results (ANOVA and Tukey) showed significant differences of weight loss and surface roughness among the tested materials.Duceram Plus was not influenced by pH cycling and presented the best performance after tooth brushing test. Among composite materials, Artglass and Variolink II presented better results for weight and roughness alterations followed by Rely X and Enforce. PH cycling did not influence statistically on tested materials wear resistance.

[pt] Desenvolveu-se um modelo de simulação para trocadores de calor de placas soldadas (BPHE – Brazed Plate Heat Exchanger) operando em regime permanente em um sistema de refrigeração em cascata por compressão de vapor, ou seja, condensador, trocador de calor intermediário (ou condensador em cascata) e evaporador. O modelo adota o método de análise local, onde o trocador de calor é dividido em uma série de pequenos volumes de controle, para os quais as equações de troca de calor e de conservação de massa e de energia são aplicadas. Para o calculo dos coeficientes locais de transferência de calor e fator de atrito foram utilizadas correlações disponíveis na literatura, considerando as regiões de escoamento monofásico ou bifásico em cada um dos trocadores, Estas correlações cobrem valores de fluxo de calor entre 2,5 kW/m2 e 185 kW/m2, temperaturas de saturação entre 5 graus Celsius e 30 graus Celsius, e aplicam-se a geometrias com ângulos de corrugação entre 20 e 60 graus. Um programa computacional foi desenvolvido em FORTRAN para o cálculo do desempenho térmico dos trocadores de calor e das correlações de asida dos dois fluidos. Na simulação foram consideradas conhecidas as condições de entrada dos fluidos e a geometria do trocador. As propriedades termo-físicas dos fluidos foram calculadas utilizandose a mais recente versão do padrão NIST de referência de propriedades termodinâmicas e de transporte (REFPROP 9.0), permitindo a simulação dos trocadores de calor operando com uma vasta gama de refrigerantes. Os resultados da simulação foram comparados com os dados experimentais (condensador e evaporador) levantados por outros autores para os refrigerantes R22 e R290, tendose obtido boa concordância. Uma analise de sensibilidade para os trocadores de calor, utilizando os novos refrigerantes R1234yf e R1234ze, foi também realizada. / [en] A simulation model of brazed plate heat exchangers (BPHE) operating in steady-state in a cascade vapor compression refrigeration system has been developed. For this system the heat exchangers were the condenser, intermediate heat exchanger or cascade-condenser and evaporator. The model adopts a local analysis method, where the heat exchanger is divided into a series of small control volumes, to which the heat transfer rate equations and the fundamental of conservation of mass and energy equation. Local heat exchanger coefficients and friction factor are calculated using correlations available in literature, considering regions of single-phase or twophase flow for each one of the heat exchangers. These correlations have heat flux values ranging from 2,5kW/m2 to 185kW/m2, saturation temperatures from 5 degrees Celsius to 35 degrees Celsius and were applied to geometries with corrugation angle ranging from 20 degrees to 60 degrees. In order to calculate the thermal performance of the heat exchangers and the output conditions of the two fluids a computational program was developed in FORTRAN. This simulation considers known inlet conditions of the fluids and the geometry of the heat exchanger. The thermophysical properties of the refrigerants fluids were calculated using the version 7 of REFPROP, a package by NIST (National Institute of Standards and Technology), that allow for the simulation of heat exchangers with a wide operating range of refrigerants. The simulation results were compared with experimental data (condenser and evaporator) for R22 and R290 refrigerants, obtaining a good agreement. A sensibility analysis for heat exchangers, using the new R1234yf and R1234ze has also been carried out.

[pt] O impactador inercial em cascata é um instrumento no qual uma amostra de ar e poluentes (aerossóis) é obrigada a percorrer um trecho contendo obstáculos, chamados placas de impactação. Os obstáculos forçam o jato a mudar de direção, mas como as partículas têm maior inércia do que o fluido, não acompanham as linhas de corrente do escoamento e acabam por depositar-se sobre estes obstáculos. Diferenças na geometria envolvendo diminuição de área de passagem de escoamento e conseqüente aumento de velocidades, fazem com que, a cada estágio, partículas de diâmetros menores sejam coletadas. O desafio é projetar um instrumento que maximize a eficiência de coleta, diminuindo as perdas por deposição indesejável de partículas nas paredes, recirculações e outros efeitos. Nesta Dissertação de Mestrado foi realizado o projeto de um impactador de três estágios coletando, respectivamente, partículas com diâmetro aerodinâmico de 10, 2,5 e 1 (mi)m, operando com vazão de 30 lpm (litros por minuto) e pressão atmosférica. Na análise de desempenho do instrumento, foram realizadas simulações numéricas com o objetivo de analisar características do escoamento e da trajetória de partículas e levantar as curvas de eficiência de coleta. Foram realizados, também, testes experimentais reproduzindo condições de uso com o intuito de levantar as curvas de eficiência reais. Os resultados numéricos e experimentais foram comparados e apresentam-se ao final, conclusões sobre o desempenho do instrumento e recomendações para trabalhos futuros. / [en] Impactors are simple devices in which a sample flows of air and pollutants flow around an obstacle, called impaction plate. Particles with sufficient inertia will slip across the flow streamlines and impact on the obstacle. Particles with less inertia will follow the airflow away from the impaction surface. Inertial cascade impactors have more than one impaction area. Each one has an impaction plate and a nozzle plate. From one stage to the other, the nozzle diameters become smaller and, consequently, the velocities are higher. This allows for the collection of smaller particles. The challenge is to design an instrument with the higher collection efficiency as possible, reducing wall losses, recirculation regions and other effects. In this study a 3-stages inertial cascade impactor was designed and tested. The cut-point aerodynamic diameters for each stage were 10, 2.5 and 1 (mi)m, respectively, when operating with a flow rate of 30 l/min at atmospheric pressure. To evaluate the instrument, some numerical simulations were performed. They provided results for the flow field, particle trajectories and the collection efficiency curves. Experimental tests were also done to allow for the determination of the real efficiency curves. The numerical and experimental data were compared. Finally, the conclusions of the work and recommendations for future studies are presented.

[pt] O presente trabalho diz respeito ao desenvolvimento de um modelo semiteórico de simulação para um ciclo transcrítico de compressão de vapor empregando, como fluido refrigerante o dióxido de carbono, R744. Com base no modelo matemático dos componentes do ciclo (um compressor, uma válvula de expansão, um evaporador, um resfriador de gás, um acumulador de sucção e um intercambiador de calor), operando em regime permanente, foi proposto o desempenho de um sistema de ar condicionado automotivo, em condições de temperaturas ambientes elevadas.Um programa escrito em FORTRAN foi desenvolvido para calcular o desempenho do ciclo e os resultados foram comparados com dados experimentais publicados em McEnaney et al. (1999). As propriedades do R744 foram calculadas com subrotinas do pacote REFRIPROP, desenvolvido no NIST, EUA. / [en] The present work says respect to the development of a semitheoretical model of simulation for a transcrítico cycle of vapor compression using, as fluid cooling the dioxide of carbon, R744. On the basis of the mathematical model of the components of the cycle (a compressor, a valve of expansion, a gas evaporator, cooler, an accumulator of suction and a intercambiador of heat), operating in permanent regimen, was considered the performance of a automotivo conditional air system, in conditions of raised ambient temperatures. A program written in FORTRAN was developed to calculate the performance of the cycle and the results had been compared with experimental data published in McEnaney et al. (1999). The properties of R744 had been calculated with subroutines from REFRIPROP, developed at NIST, U.S.A.