The U.S. Navy has been confronted with budget cuts and constraints during recent years. This reduction in budget compels the U.S. Navy to limit the number of manpower and personnel to control costs. Reducing the total ownership cost (TOC) has become a major topic of interest for the Navy as plans are made for current and future fleets. According to the U.S. Government Accountability Office (GAO, 2003), manpower is the most influential component of determining the life cycle cost of a ship. The vast majority of the TOC is comprised of operating and support (O&S) costs which account for approximately 65 percent of the TOC. Manpower and personnel costs account for approximately 50 percent of O&S costs. This research focused on tradeoff analysis and cost estimation between manpower and new technology implementation. Utilizing concepts from System Dynamics Modeling (SDM), System Dynamics Causal Loop diagrams (CLD) were built to identify major factors when implementing new technology, and then stocks and flows diagrams were developed to estimate manpower cost associated with new technology implementation. The SDM base model reflected an 18 months period for technology implementation, and then compared different technology implementation for different scenarios. This model had been tested by the public data from Department of the Navy (DoN) Budget estimates. The objective of this research was to develop a SDM to estimate manpower cost and technology tradeoff analysis associated with different technology implementations. This research will assist Navy decision makers and program managers when objectively considering the impacts of iii technology selection on manpower and associated TOC, and will provide managers with a better understanding of hidden costs associated with new technology adoption. Recommendations were made for future study in manpower cost estimation of ship systems. In future studies, one particular type of data should be located to test the model for a specific manpower configuration.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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Characteristics of impinging-jet atomizers in the context of application in liquid propulsion systems are studied in this thesis. A review of past studies on impinging jets revealed the necessity of a correlation in terms of injector parameters for predicting Sauter Mean Diameter (SMD) of a spray. So, an experimental study of atomization in doublet and triplet impinging jet injectors is conducted using water as the stimulant? The major injector parameters considered are orifice diameter, impingement angle and jet velocity. Relative influences of these parameters are explained in terms of a single parameter, specific normal momentum. SMD of the spray reduces as specific normal momentum is increased. A universal expression between non-dimensional SMD and specific normal momentum is obtained, which satisfactorily predicts SMD in doublets as well as triplets. Noting that practical impinging injectors are likely to have skewness (partial impingement), the study is extended to understand the behavior of such jets. In perfectly impinging doublet, a high aspect ratio ellipse-like mass distribution pattern is obtained with major axis normal to the plane of two jets whereas in skewed jets the major axis turns from its normal position. A simple correlation is obtained, which shows that this angle of turn is a function of skewness fraction and impingement angle only and is independent of injection velocity. Experimental data from both mass distribution and photographic technique validate this prediction. SMD is found to decrease as skewness is increased. This may be the combined effect of shearing of liquid sheet at the point of impingement and more sheet elongation. Hence, skewness turns out to be an important parameter in controlling drop size.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

[pt] Na atual conjuntura econômica, as organizações públicas devem prestar contas à sociedade através dos resultados e impactos que são capazes de gerar. O reconhecimento pela sociedade dos produtos gerados pelas organizações públicas se dá através da coerência nas decisões dos gestores com a eficiência, eficácia e efetividade na administração dos recursos disponíveis. Nesse sentido, é através da Gestão Estratégica que as organizações desenvolvem um processo contínuo e integrado de formulação, implantação, avaliação e correção da estratégia, capaz de conduzi-la à excelência no cumprimento da sua razão de existir (missão organizacional). O Balanced Scorecard é um Sistema de Medição de Desempenho que apoia o processo de implantação da estratégia, sendo o mais difundido e detalhado, o que garante melhor resultado na compreensão do desdobramento da estratégia em ações operacionais. Além dos motivos citados anteriormente, atendendo ao interesse do Exército Brasileiro de implantar o Sistema de Gestão Estratégica com o uso da metodologia BSC, esse trabalho buscou, através de um estudo de caso cumprindo as etapas de preparação da organização, formulação da estratégia e detalhamento, propor um Sistema de Medição de Desempenho baseado no Balanced Scorecard em apoio à Gestão Estratégica na Unidade Central de Transportes do Exército Brasileiro (Estabelecimento Central de Transportes), tendo como resultado a validação e utilização do sistema proposto, viabilizando a melhor gestão dos recursos disponíveis, adoção de uma mentalidade estratégica por parte dos militares envolvidos, além da aderência ao Programa de Excelência do Exército Brasileiro. / [en] In the current economic environment, public organizations must be accountable to society through the results and impacts that they are capable of generating. The recognition by society of the products generated by the public organizations is given through the coherence in the decisions of the managers with an efficiency, efficiency and effectiveness in the administration of the available resources. In this sense, it is through the Strategic Management that organizations develop a continuous and integrated process of formulation, implementation, evaluation and correction of the strategy, capable of leading it to excellence in fulfilling its reason for existing (organizational mission). The Balanced Scorecard is a Performance Measurement System that supports the process of implementing the strategy, being the most widespread and detailed, which guarantees a better result in understanding the strategy s deployment in operational actions. In addition to the reasons cited above, in view of the Brazilian Army s interest in implementing the Strategic Management System with the use of the BSC methodology, this work sought, through a case study fulfilling the steps of preparation of the organization, strategy formulation and detailing, to propose a Performance Measurement System based on the Balanced Scorecard in support of Strategic Management in the Central Transportation Unit (Estabelecimento Central de Transportes), resulting in a validity and use of the proposed system, making possible a better management of available resources, adoption of a strategic mentality on the military involved, in addition to adherence to the Program of Excellence of the Brazilian Army.

A maioria dos líquidos encontrados na natureza são não-Newtonianos e o estudo do seu comportamento tem uma importância significante em diferentes áreas da engenharia. Entre eles, uma larga classe de materiais que exibem pequena ou nenhuma deformação quando sujeitos a um nível de tensões inferiores a uma tensão limite de escoamento – chamado de comportamento viscoplástico. A presente Dissertação tem como objetivo o estudo numérico de escoamentos bidimensionais em regime permanente de fluidos viscoplásticos não-lineares em uma cavidade forçada. O modelo mecânico é definido pelas equações de conservação de massa e de balanço de momentum acopladas ao modelo viscoplástico recentemente introduzido por Souza Mendes e Dutra – SMD – e é aproximado por um método de elementos finitos multi-campos estabilizado baseado na metodologia de Galerkin mínimos-quadrados que possui como variáveis primais os campos de tensão-extra, velocidade e pressão. As condições de compatibilidade entre os subespaços de elementos finitos para tensão-extra-velocidade e velocidade-pressão são violadas, permitindo assim a utilização de interpolações de igual ordem. O método estabilizado foi implementado no código de elementos finitos para fluidos não-Newtonianos em desenvolvimento no Laboratório de Mecânica dos Fluidos Aplicada e Computacional (LAMAC) da UFRGS. Em diversos trabalhos encontrados na literatura, a superfície de escoamento do material é definida como a região onde o módulo da tensão-extra é igual à tensão limite de escoamento. É mostrado nesta Dissertação que esta metodologia pode conduzir à alguns erros, dado ao grande aumento experimentado pela taxa de cisalhamento em uma pequena faixa de tensões próximas à tensão limite de escoamento. Assim, foi adotada outra metodologia, definindo a superfície de escoamento como a linha onde a taxa de cisalhamento é igual a um valor dado pela relação de parâmetros reológicos do fluido, especificamente a tensão limite de escoamento e a viscosidade Newtoniana para baixas taxas de cisalhamento. Nas simulações numéricas realizadas, o número de salto, J, o coeficiente de power-law, n, e a vazão adimensional, U*, são variados de forma a avaliar de que modo influenciam na dinâmica de escoamentos viscoplásticos. Os resultados obtidos estão de acordo com a literatura e atestam a estabilidade da formulação empregada. / Non-Newtonian fluids are the majority of liquids found on the nature and the study of their behavior has a significant importance on different areas of engineering. Among them, there is a wide class of materials that exhibits little or no deformation when subjected to a stress level behind an apparent yield stress – called the viscoplastic behavior. The present thesis aimed to a numerical study of two dimensional steady state laminar flows of non-linear viscoplastic fluids in a lid-driven cavity. The mechanical model was defined by the mass conservation and momentum balance equations coupled to the recently introduced Souza Mendes and Dutra – SMD – viscoplastic model and has been approximated by a stabilized multi-field finite element method based on the Galerkin least-squares methodology, having as primal variables the extra-stress, velocity and pressure fields. In this way, the compatibility conditions between the extra-stressvelocity and pressure-velocity (Babuška-Brezzi condition) finite element subspaces are violated, allowing to use equal-order finite element interpolations. The stabilized method has been implemented in the finite element code for non-Newtonian fluids under development at the Laboratory of Applied and Computational Fluid Mechanics (LAMAC) of UFRGS. In several works found on the literature, the yield surface of the material is defined as the region where the stress modulus is equal to the yield stress. Is shown in this work that this methodology can lead to some errors, due to the large strain rate increasing in a small range of values of stress on the vicinity of the yield stress. Therefore, it was adopted another approach, defining the yield surface as the line where the strain rate is equal to a value given by the relation of the rheological parameters of the fluid, namely the yield stress and the viscosity at low shear rates. In the performed numerical simulations, the jump number, J, the the power-law coefficient, n,and the non-dimensional flow rate, U*, are ranged in order to evaluate how they the influence on the viscoplastic fluid dynamics have been investigated. All results found were in accordance with the affine literature and attests the good stability features of the formulation.

A maioria dos líquidos encontrados na natureza são não-Newtonianos e o estudo do seu comportamento tem uma importância significante em diferentes áreas da engenharia. Entre eles, uma larga classe de materiais que exibem pequena ou nenhuma deformação quando sujeitos a um nível de tensões inferiores a uma tensão limite de escoamento – chamado de comportamento viscoplástico. A presente Dissertação tem como objetivo o estudo numérico de escoamentos bidimensionais em regime permanente de fluidos viscoplásticos não-lineares em uma cavidade forçada. O modelo mecânico é definido pelas equações de conservação de massa e de balanço de momentum acopladas ao modelo viscoplástico recentemente introduzido por Souza Mendes e Dutra – SMD – e é aproximado por um método de elementos finitos multi-campos estabilizado baseado na metodologia de Galerkin mínimos-quadrados que possui como variáveis primais os campos de tensão-extra, velocidade e pressão. As condições de compatibilidade entre os subespaços de elementos finitos para tensão-extra-velocidade e velocidade-pressão são violadas, permitindo assim a utilização de interpolações de igual ordem. O método estabilizado foi implementado no código de elementos finitos para fluidos não-Newtonianos em desenvolvimento no Laboratório de Mecânica dos Fluidos Aplicada e Computacional (LAMAC) da UFRGS. Em diversos trabalhos encontrados na literatura, a superfície de escoamento do material é definida como a região onde o módulo da tensão-extra é igual à tensão limite de escoamento. É mostrado nesta Dissertação que esta metodologia pode conduzir à alguns erros, dado ao grande aumento experimentado pela taxa de cisalhamento em uma pequena faixa de tensões próximas à tensão limite de escoamento. Assim, foi adotada outra metodologia, definindo a superfície de escoamento como a linha onde a taxa de cisalhamento é igual a um valor dado pela relação de parâmetros reológicos do fluido, especificamente a tensão limite de escoamento e a viscosidade Newtoniana para baixas taxas de cisalhamento. Nas simulações numéricas realizadas, o número de salto, J, o coeficiente de power-law, n, e a vazão adimensional, U*, são variados de forma a avaliar de que modo influenciam na dinâmica de escoamentos viscoplásticos. Os resultados obtidos estão de acordo com a literatura e atestam a estabilidade da formulação empregada. / Non-Newtonian fluids are the majority of liquids found on the nature and the study of their behavior has a significant importance on different areas of engineering. Among them, there is a wide class of materials that exhibits little or no deformation when subjected to a stress level behind an apparent yield stress – called the viscoplastic behavior. The present thesis aimed to a numerical study of two dimensional steady state laminar flows of non-linear viscoplastic fluids in a lid-driven cavity. The mechanical model was defined by the mass conservation and momentum balance equations coupled to the recently introduced Souza Mendes and Dutra – SMD – viscoplastic model and has been approximated by a stabilized multi-field finite element method based on the Galerkin least-squares methodology, having as primal variables the extra-stress, velocity and pressure fields. In this way, the compatibility conditions between the extra-stressvelocity and pressure-velocity (Babuška-Brezzi condition) finite element subspaces are violated, allowing to use equal-order finite element interpolations. The stabilized method has been implemented in the finite element code for non-Newtonian fluids under development at the Laboratory of Applied and Computational Fluid Mechanics (LAMAC) of UFRGS. In several works found on the literature, the yield surface of the material is defined as the region where the stress modulus is equal to the yield stress. Is shown in this work that this methodology can lead to some errors, due to the large strain rate increasing in a small range of values of stress on the vicinity of the yield stress. Therefore, it was adopted another approach, defining the yield surface as the line where the strain rate is equal to a value given by the relation of the rheological parameters of the fluid, namely the yield stress and the viscosity at low shear rates. In the performed numerical simulations, the jump number, J, the the power-law coefficient, n,and the non-dimensional flow rate, U*, are ranged in order to evaluate how they the influence on the viscoplastic fluid dynamics have been investigated. All results found were in accordance with the affine literature and attests the good stability features of the formulation.

A maioria dos líquidos encontrados na natureza são não-Newtonianos e o estudo do seu comportamento tem uma importância significante em diferentes áreas da engenharia. Entre eles, uma larga classe de materiais que exibem pequena ou nenhuma deformação quando sujeitos a um nível de tensões inferiores a uma tensão limite de escoamento – chamado de comportamento viscoplástico. A presente Dissertação tem como objetivo o estudo numérico de escoamentos bidimensionais em regime permanente de fluidos viscoplásticos não-lineares em uma cavidade forçada. O modelo mecânico é definido pelas equações de conservação de massa e de balanço de momentum acopladas ao modelo viscoplástico recentemente introduzido por Souza Mendes e Dutra – SMD – e é aproximado por um método de elementos finitos multi-campos estabilizado baseado na metodologia de Galerkin mínimos-quadrados que possui como variáveis primais os campos de tensão-extra, velocidade e pressão. As condições de compatibilidade entre os subespaços de elementos finitos para tensão-extra-velocidade e velocidade-pressão são violadas, permitindo assim a utilização de interpolações de igual ordem. O método estabilizado foi implementado no código de elementos finitos para fluidos não-Newtonianos em desenvolvimento no Laboratório de Mecânica dos Fluidos Aplicada e Computacional (LAMAC) da UFRGS. Em diversos trabalhos encontrados na literatura, a superfície de escoamento do material é definida como a região onde o módulo da tensão-extra é igual à tensão limite de escoamento. É mostrado nesta Dissertação que esta metodologia pode conduzir à alguns erros, dado ao grande aumento experimentado pela taxa de cisalhamento em uma pequena faixa de tensões próximas à tensão limite de escoamento. Assim, foi adotada outra metodologia, definindo a superfície de escoamento como a linha onde a taxa de cisalhamento é igual a um valor dado pela relação de parâmetros reológicos do fluido, especificamente a tensão limite de escoamento e a viscosidade Newtoniana para baixas taxas de cisalhamento. Nas simulações numéricas realizadas, o número de salto, J, o coeficiente de power-law, n, e a vazão adimensional, U*, são variados de forma a avaliar de que modo influenciam na dinâmica de escoamentos viscoplásticos. Os resultados obtidos estão de acordo com a literatura e atestam a estabilidade da formulação empregada. / Non-Newtonian fluids are the majority of liquids found on the nature and the study of their behavior has a significant importance on different areas of engineering. Among them, there is a wide class of materials that exhibits little or no deformation when subjected to a stress level behind an apparent yield stress – called the viscoplastic behavior. The present thesis aimed to a numerical study of two dimensional steady state laminar flows of non-linear viscoplastic fluids in a lid-driven cavity. The mechanical model was defined by the mass conservation and momentum balance equations coupled to the recently introduced Souza Mendes and Dutra – SMD – viscoplastic model and has been approximated by a stabilized multi-field finite element method based on the Galerkin least-squares methodology, having as primal variables the extra-stress, velocity and pressure fields. In this way, the compatibility conditions between the extra-stressvelocity and pressure-velocity (Babuška-Brezzi condition) finite element subspaces are violated, allowing to use equal-order finite element interpolations. The stabilized method has been implemented in the finite element code for non-Newtonian fluids under development at the Laboratory of Applied and Computational Fluid Mechanics (LAMAC) of UFRGS. In several works found on the literature, the yield surface of the material is defined as the region where the stress modulus is equal to the yield stress. Is shown in this work that this methodology can lead to some errors, due to the large strain rate increasing in a small range of values of stress on the vicinity of the yield stress. Therefore, it was adopted another approach, defining the yield surface as the line where the strain rate is equal to a value given by the relation of the rheological parameters of the fluid, namely the yield stress and the viscosity at low shear rates. In the performed numerical simulations, the jump number, J, the the power-law coefficient, n,and the non-dimensional flow rate, U*, are ranged in order to evaluate how they the influence on the viscoplastic fluid dynamics have been investigated. All results found were in accordance with the affine literature and attests the good stability features of the formulation.

Master’s thesis in the theoretical part analyses the heating factor (Q), which has significant share on quality of a solder joint. The practical part describes the design and production of test PCB and setting temperature profiles, SMD resistors soldering by using BiSn solder paste. Shear tests of SMD solder joints were realised and evaluated including isothermal ageing samples. At the end of master’s thesis solder joints visual aspects and defects were evaluated, measurement thickness of intermetallic compound by not only optical microscope but also SEM, discussion about results and Q was evaluated.