Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1998. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:28Z : No. of bitstreams: 1 000087539.pdf: 1346028 bytes, checksum: e7fdb8815dcbd7c7bb1fb6c2b8478187 (MD5)

Orientador: Gilberto Medeiros Kremer / Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Parana / Resumo: Desenvolve-se uma teoria baseada na termodinâmica estendida para uma mistura binária constituída de íons e elétrons, sujeitos à ação de um campo magnético externo B, caracterizando um gás completamente ionizado. Os campos básicos desta teoria são as densidades de massa parcial, velocidade parcial, tensor pressão parcial e fluxo de calor parcial, perfazendo um total de vinte e seis campos escalares, cujas equações de balanço são obtidas a partir da equação cinética de Boltzmann. Do princípio da indiferença ao referencial e princípio da entropia, restringese a generalidade das equações constitutivas, conduzindo-nos a um conjunto de equações de campo. Deste conjunto de vinte e seis equações, seis delas serão utilizadas na determinação das densidades de massa dos íons e dos elétrons, da velocidade da mistura e de sua temperatura. Considerando os constituintes da mistura a uma mesma temperatura T, restam dezenove equações que fornecerão os deviantes do tensor pressão dos íons e dos elétrons da mistura, os fluxos de calor dos íons é dos elétrons além do vetor corrente elétrica, a partir da inversão de tensores de segunda e quarta ordem. As leis fenomenológicas de Ohm, Fourier e Navier - Stokes são obtidas, identificando- se os coeficientes de transporte da mistura: os tensores de viscosidade de cisalhamento, condutividade térmica e condutividade elétrica e os tensores dos efeitos cruzados, associados à difusão-termo e termo-difusão, verificando-se as relações de reciprocidade de Onsager para estes coeficientes de transporte. Através de uma escolha adequada de forças e fluxos termodinâmicos, os efeitos termoelétricos, termomagnéticos e galvanomagnéticos são também obtidos e analisados. / Abstract: A theory based on extended thermodynamics is developed for a binary mixture in the presence of magnetic field B , which characterizes a. completely ionized gas. The basic fields of this theory are the twenty-six scalars fields of partial mass densities, partial velocities, partial pressure tensors and partial heat fluxes. The balance equations are obtained from the Boltzmann kinetic equation. From the material frame indifference principle and the entropy principle, the generality of the constitutive equations is restricted, leading to a system of field equations. From this system of twenty-six equations, six of them are used to the determination of mass density of the ions, the mass densitiy of the electrons, the velocity of the mixture and its temperature. We have considered the constituints of the mixture at the same temperature T so that the remaining equations will provide the pressure deviators of the ions and of the electrons of the mixture, the heat fluxes of the ions, the heat fluxes of the electrons and finally the electric current vector, through inversions of secondorder and fourth-order tensors. The phenomenological equations of Ohm, Fourier and Navier-Stokes are obtained, and we have identified the transport coefficients of the mixture: the shear viscosity tensor, the thermal conductivity tensor, the electric conductivity tensor and the tensors of cross effects, wich are associated with diffusion-thermo and thermo-diffusion. We have verified the Onsager reciprocity relations for these coefficients. With an appropriate choice of thermodynamic forces and fluxes the thermoeletric, thermomagnetic and galvanomagnetic effects are also obtained and analised.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Many natural and social systems exhibit globally organized behavior without the aid of a centralized control. Examples of such decentralized systems include conventions and norms, social learning in animals and humans, as well as fads, rumors and revolts. Examples are also abundant in biology: the evasive behavior of animals in large groups, such as fish and birds, show a great synchronicity even in the absence of an leader. In order to understand these decentralized systems, one must first understand strategies for global coordination that use only local information. This work explores the use of Genetic Algorithms in the creation of naturally efficient strategies in noisy environments. Genetic Algorithms are an important new tool in problem solving, and offer insight into how evolution may work. By using what is known about genetic algorithms, one can discover more about evolution and its mechanisms. The density classification task is used here to test strategy success, and revealed to be a good test for system-wide coordination and global information processing. Since it is very difficult to evolve highly fit rules when the number of neighbors $k$ is greater than 5, this suggests that evolution may build complex solutions based on solutions to simpler problems. Using this idea, we propose a method to promote rules increasing $k$. Based on the evolution of initial rules with few neighbors and using noise as evolutionary pressure, we were able to find efficient rules for a large number of neighbors, under the condition of a very high noise level. We find that the evolved rules are more robust to noisy environment than the majority rule. This increased efficiency at higher noise levels can be explained in terms of the larger weight given by these rules to the information of the evolving agent itself (not influenced by noise) than to the information obtained from its neighbors. As a consequence, the agents using these evolved rules tend to keep their own states, unless the great majority of their neighbors disagree with them, showing a persistence behavior that can be seen in social experiments. / Muitos sistemas naturais e sociais exibem comportamento globalmente organizado sem a presenÃa de um controle central. Exemplos incluem convenÃÃes e normas, aprendizado social em animais e humanos, assim como modismos, boatos e revoltas. Exemplos em biologia tambÃm sÃo abundantes: o comportamento evasivo de animais em grandes grupos, como peixes e pÃssaros, mostram uma grande sincronia mesmo na ausÃncia de um lÃder. A fim de entender esses sistemas descentralizados, precisamos estudar primeiramente estratÃgias de coordenaÃÃo global que utilizam apenas informaÃÃes locais. Esse trabalho explora o uso do Algoritmo GenÃtico na obtenÃÃo de estratÃgias naturalmente eficientes em ambientes ruidosos. O Algoritmo GenÃtico à uma nova ferramenta importante na soluÃÃo de problemas deste tipo, e oferece indÃcios de como a evoluÃÃo deve atuar. Usando o que à conhecido sobre Algoritmos GenÃticos, podemos descobrir mais sobre a evoluÃÃo e seus mecanismos. A classificaÃÃo por densidade à utilizada para testar o sucesso de estratÃgias, pois trata-se de um bom teste para coordenaÃÃo global e processamento global de informaÃÃes. Como à muito difÃcil evoluir regras com grande eficiÃncia quando o nÃmero de vizinhos $k$ for maior que 5, isso sugere que a evoluÃÃo deve construir soluÃÃes complexas baseadas em soluÃÃes de problemas simples. Usando essa ideia propomos um mÃtodo de promover as regras aumentando o $k$. Com base na evoluÃÃo inicial de regras com poucos vizinhos e usando o ruÃdo como "pressÃo" evolutiva, nÃs fomos capazes de achar regras eficientes para um grande nÃmero de vizinhos, submetidas a condiÃÃo de um alto nÃvel de ruÃdo. Achamos que as regras evoluÃdas sÃo mais robustas a ambientes ruidosos do que a regra da maioria. A alta eficiÃncia para grandes valores do ruÃdo pode ser explicada em termos do maior peso dado por essas regras à informaÃÃo da prÃpria cÃlula (nÃo influenciada pelo ruÃdo) do que a informaÃÃo obtida atravÃs vizinhos. Como consequÃncia, as cÃlulas que empregam essas regras evoluÃdas tendem a manter seus prÃprios estados, atà que uma grande maioria dos vizinhos discordem delas, mostrando um comportamento de persistÃncia que pode ser encontrado em experimentos sociais.

Orientador: Prof. Dr. José Viriato Coelho Vargas / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 30/08/2011 / Inclui referências : f. 68-77 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: Considerando o aumento constante do consumo de fontes não renováveis de combustíveis e o agravamento das consequências da ação antrópica sobre o meio ambiente, torna-se imperativo do desenvolvimento de métodos mais eficientes de uso da energia relacionados ao desenvolvimento de fontes renováveis. Este trabalho, com essa motivação, consistiu no desenvolvimento experimental de um sistema multigerador associado ao cultivo microalgas para a produção de biomassa para biodiesel. Construiu-se um sistema composto de um grupo moto-gerador acoplado a um trocador de calor e a um fotobiorreator conceitual, de modo que são supridas demandas de energia elétrica, calor e dióxido de carbono. Foi realizada uma análise termodinâmica e do efeito das emissões do motor Diesel no crescimento das microalgas. Constatou-se um aumento da eficiência de 39,5% no sistema quando comparado a um grupo gerador operando isoladamente, sendo que as emissões contribuíram para o aumento da produção de biomassa. Desse modo, comprovou-se a possibilidade de aproveitamento das emissões para o cultivo microalgal em sistema que não emite gases de efeito estufa. Palavras chave: multigeração, análise termodinâmica, microalgas, biodiesel / Abstract: Considering the steady increase in the consumption of non-renewable fuels and worsening of the consequences of human action on the environment, it becomes imperative to develop more efficient methods of energy use related to the development of renewable energy sources. This work, with this motivation, consisted on the developmente of an experimental multigeneration system associated with the microalgae farming for the production of biomass for biodiesel. A system composed of a motorgenerator coupled to a heat exchanger and a conceptual photobioreactor was built, so that the demands of electricity, heat and carbon dioxide are supplied. A thermodynamic analysis and a study of the effect of the emissions from the diesel engine in the growth of microalgae were carried out. The system efficiency was enhanced by 39.55% when compared to a system where a generator operates isolated, and the emissions have increased the production of biomass. Thus, it was proved the possibility of use of emissions in microalgae cultivation within a system that does not emit greenhouse gases. Keywords: multigeneration, thermodynamic analysis, microalgae, biodiesel

Resumo: As propriedades termodinâmicas podem ser obtidas experimentalmente ou através de uma variedade de métodos semi-empíricos ou preditivos. O método de contribuição de grupo tem sido amplamente empregado nos últimos anos. Neste método as moléculas são formadas por grupos livres com contribuição individual numa determinada propriedade. Neste trabalho um novo método de cálculo de propriedades termodinâmicas é apresentado. O conceito de índice de conectividade baseado na topologia molecular, proposto por Randic e estendido por Kier e Hall foi utilizado para estimar as propriedades termodinâmicas de famílias de compostos que incluem alcanos lineares e ramificados, alcoóis, alcenos, alcinos, cetonas, ésteres e ácidos carboxílicos. Seis correlações lineares e quadráticas foram propostas para cálculos do calor de formação, da capacidade calorífica a pressão constante de gás ideal, da capacidade calorífica a pressão constante de líquidos, da entalpia de vaporização e da energia livre de Gibbs de formação. Os cálculos dos índices para várias ordens foram feitos com o uso do programa TOP.. Os resultados obtidos mostram que boas correlações tendo como variável o somatório dos índices de conectividades e o somatório dos índices de conectividade de valência, foram obtidas para todas as famílias de compostos investigados, com erro médio relativo inferior a 10%, quando comparados a dados da literatura. A inclusão de um termo quadrático não trouxe melhorias significativas no modelo linear. As correlações propostas foram utilizadas para determinar propriedades termodinâmicas de substâncias para as quais não existem dados experimentais, como é o caso dos alquil ésteres que formam o biodiesel e dos ácidos carboxílicos de cadeia longa.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-03Bitstream added on 2014-06-13T19:05:51Z : No. of bitstreams: 1 napoleao_das_dr_guara.pdf: 1233136 bytes, checksum: e1780c6a0f02e82cd3c85543e0c3f36c (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os sistemas de refrigeração por absorção da mistura amônia-água têm sido amplamente utilizados e referenciados na literatura. Normalmente, os modelos encontrados para análises são baseados considerando-se, dados de tabelas e diagramas para a entalpia em função da concentração. Para a análise de tabelas e diagramas de entropia em função da concentração de amônia na mistura, não se detém a mesma atenção, existindo ausência de dados disponíveis na literatura para esta propriedade termodinâmica. Estes sistemas apresentam-se complexos quanto aos parâmetros físico-químicos, tornando-se necessário um estudo mais aprofundado e detalhado da termodinâmica associada, corroborando para a determinação da inter-relação da entropia com outras propriedades associadas a refrigeração. Neste trabalho são formulados modelos de cálculos para o levantamento da entropia em função da temperatura, pressão e concentração de misturas amônia-água S = S (T, P, x). A confecção dos diagramas de entropia na fase líquido-vapor foram determinados visando auxiliar projetos industriais através de análises energéticas e exergéticas, simulação e otimização de processos relacionados ao sistema de refrigeração por absorção. / Refrigeration systems of the ammonia-water mixtures by absorption have been widely used and referred in the literature. Usually the models found for analyses are based taking in to account data of tables and diagrams for the enthalpy as a function of the concentration. For the analysis of tables and entropy diagrams in function of the concentration of ammonia in the mixture, it has not been taken the same attention, existing lack of available data in the literature for that thermodynamic property. These systems seem to be complex as for the physiochemical parameters, becoming necessary a deeper and detailed study on the associated thermodynamics, corroborating to determine the interrelation of the entropy with other associated refrigeration properties. In this work, calculation models to improve the entropy are formulated in function of temperature, pressure and concentration of the ammonia-water mixtures S = S (T, P, x). The performance of the entropy diagrams in the liquid-vapor phase was surely aiming to aid industrial projects through energy analyses and exergetic simulation and optimization of processes related to the system of cooling by absorption.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-12Bitstream added on 2014-06-13T18:57:54Z : No. of bitstreams: 1 bruno_ep_me_guara.pdf: 714704 bytes, checksum: 551c99845af4bf7d520a176c8e24c7b4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O motor de combustão interna é uma máquina existente há mais de um século, sendo muito utilizado em aplicações industriais e de transporte. Uma pesquisa para se obter informações dessa máquina revelou que existe bastante literatura especializada sobre o assunto. Foi desenvolvido o cálculo termodinâmico a partir dos dados do projeto, com a finalidade de se obter o diâmetro do pistão e o seu curso. Este trabalho desenvolve procedimentos para o projeto do motor monocilíndrico, seguindo uma metodologia para se obter o desenho de conjunto, os detalhes, ajustes e tolerância. Em seguida foi realizado um estudo para implementar as etapas de usinagem das peças utilizando máquinas convencionais e de controle numérico. Finalmente, realizou-se a montagem dos subconjuntos obtendo-se enfim a parte alternativa do motor. / The internal combustion engine exists since a century ago; its main application is in the industry and in the mobile machines in general. A research to obtain information about this kind of machine revealed a rich specialized literature. It was developed the thermodynamic calculation starting from the data related to this work, in order to obtain the piston diameter and its stroke. This work still develops procedures related to mechanical design of the alternating parts of a one cylinder engine and its support such as the block, the crankcase and the cylinder. The assembly drawing and the detailed drawing of each part were also attained. A study to implement the various phases of machining of parts making use of conventional and numerically controlled machines was also developed. Finally, the parts were assembled and the alternative group get running.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-18Bitstream added on 2014-06-13T19:40:25Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_nf_dr_sjrp_parcial.pdf: 71860 bytes, checksum: a27e6229408d27223218d0c5e3a87d2e (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:37Z: ribeiro_nf_dr_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:04Z : No. of bitstreams: 1 000716639_20150718.pdf: 62536 bytes, checksum: 09cec3d191a740604459d84f516c0442 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-03T12:21:11Z: 000716639_20150718.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-03T12:22:23Z : No. of bitstreams: 1 000716639.pdf: 403805 bytes, checksum: 597085aba1fcb00175bd67f7336a0df5 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo termodinâmico de modelos de redes unidimensionais, usados para simular o DNA. Primeiramente, o modelo de Peyrard-Bishop (PB) com o potencial “Corcunda” on site foi utilizado para analisar a termodinâmica da molécula. Com o método do operador integral de transferência foram obtidas as propriedades termodinâmicas do sistema e as soluções da equação tipo – Schrödinger que emerge desse formalismo foram determinadas pelo método variacional. Com os parâmetros do potencialnormalmente utilizados na literaturao valor obtido para a temperatura de desnaturação foi extremamente alto. Por isso, são sugeridos diferentes parâmetros para descrever a termodinâmica da molécula de DNA com esse modelo. Além disso, também é estudada uma das extensões do modelo original de PB, na qual a interação de empilhamento puramente harmônica é modificada por um potencial não harmônico. São apresentados os passos e as aproximações necessárias para determinar a equação tipo – Schrödinger com massa dependente da posição que descreve as propriedades termodinâmicas desse modelo. As soluções dessa equação são determinadas a partir de uma adaptação do método variacionalpara o estudo desse problema. Para adquirir confiança na aplicação do método na solução da equação de Schrödinger com massa dependente da posição, alguns exemplos da literatura foram resolvidos.Por fim,a termodinâmica da extensão do modelo de PB foi determinada com a aplicação desse método semi - analítico. Os resultados mostraram que é possível utilizar o método variacional para solucionar esse tipo de problema e quea transição de fase da molécula ocorre em uma temperatura compatível com a apresentada na literatura / This work shows a thermodynamical study of one-dimensional lattice models, used to simulate the DNA. The Peyrard-Bishop (PB) model with the “Hump” potential on site was used to analyze the molecule thermodynamics. The thermodynamical properties of the system were obtained with the transfer integral operator method and the solutions of the type-Schrödinger equation that emerges from the formalism were determined with the variational method. With the potential parameters normally used in the literature the obtained value to the denaturation temperature was extremely high. Because of this, it is suggested different parameters to describe the thermodynamics of the DNA molecule. Besides, it is also studied an extension of the original PB model, in which the purely harmonic stacking interaction is modified to a non-harmonic potential. The steps and necessary approximations to determine the type-Schrödinger equation with position-dependent mass that describes the thermodynamical properties of this model are shown. The solutions of this equation are determined from an adaptation of the variational method to the study of this kind of problem. To gain confidence in the application of this method in the solution of the Schrödinger equation with position-dependent mass, some examples of the literature were solved. Finally, the thermodynamic of the extension of the PB model was determined with the application of this semi-analytical method. The results showed that it is possible to use the variational method to solve this kind of problem and that the phase transition of the molecule occurs in a temperature in agreement with the one present in the literature

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Desde o trabalho pioneiro de Javal em 1879 sobre a leitura (E. Javal, 2010), o movimento ocular tem sido objeto de intensa pesquisa como uma forma de elucidar os mecanismos internos de processos cognitivos que estÃo intimamente relacionados com a visÃo (A. L. Yarbus, 1967). Entre outras, uma tarefa cognitiva que à muito importante para nossa vida cotidiana à a de buscas visuais por objetos escondidos. Na presente dissertaÃÃo, nÃs investigamos atravÃs de experimentos de rastreamento ocular, as propriedades estatÃsticas associadas à busca por alvos escondidos em imagens em meio a diversos distratores. Nossos resultados mostram que o processo dual de movimento ocular, composto por sequÃncias de saltos pequenos (fixaÃÃes) intercalados com saltos grandes menos frequentes (sacadas), apresenta assinaturas estatÃsticas caracterÃsticas. Mais precisamente, enquanto os saltos sacÃdicos seguem uma distribuiÃÃo log-normal de distÃncias, que à tÃpica de processos multiplicativos, os comprimentos $r$ dos saltos menores das trajetÃrias de fixaÃÃo sÃo consistentes com uma distribuiÃÃo em lei de potÃncia, $P(r)sim r^{-alpha}$, onde $alphaapprox 3.1$. Nossos achados corroboram elementos de complexidade anteriormente observados para buscas visuais como uma tarefa Cognitiva.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-20Bitstream added on 2014-06-13T19:29:57Z : No. of bitstreams: 1 maziero_vf_me_ilha.pdf: 2130225 bytes, checksum: 3cf6fd4784a5f3c4531fa30c66f2d85d (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e teste de um protótipo de um programa computacional para simulação de plantas térmica e de potência, com os principais recursos de programas comerciais existentes, com baixo custo e com interface gráfica mais amigável. O referido programa foi denominado TPPS (abreviação de Thermal Power Plant Software), tendo sido desenvolvido na linguagem object pascal, utilizando a IDE do DELPHI e a biblioteca FLUIDPROP, na qual constam os componentes para cálculo das propriedades termodinâmicas envolvidas. Para tanto, inicialmente é apresentada uma breve descrição de alguns programas computacionais disponíveis no mercado que comumente são utilizados no meio acadêmico sendo que, dentre eles, foram escolhidos três (Cycle-Tempo, EES e IPSEpro) para efeito comparativo dos resultados das simulações com o programa desenvolvido, tendo como base duas plantas básicas, uma de geração e outra de cogeração de energia. Foi utilizada uma metodologia de simulação que consiste na avaliação dos processos, dos dados e do resultado dos cálculos obtidos. Para tanto, foram consideradas as hipóteses de regime permanente; variações das energias cinéticas e potencial são desprezadas em virtude de se desejar apenas um simples comparativo de valores das propriedades termodinâmicas calculadas; processos adiabáticos em todos os equipamentos que fazem parte dos ciclos, exceto para trocadores de calor, para os quais um parâmetro de eficiência define a quantidade de calor transferida ao meio. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, tendo em vista que não houve discrepâncias entre os resultados obtidos por cada um dos programas, mostrando que a ferramenta desenvolvida, em sua primeira versão, atende os requisitos a que se propôs. Por fim, são apresentados resultados de uma simulação de uma planta de cogeração mais complexa, através do TPPS / This study aimed to develop and test a prototype of a computer program for simulation of thermal and power plants, with the main sources of existing commercial programs, with low cost and friendlier graphical interface. The program was denominated TPPS (abbreviation for Thermal Power Plant Software), and has been developed in Object Pascal language, using the Delphi IDE and FLUIDPROP library, which contains the components for calculating the thermodynamic properties involved. Therefore, initially presents a brief description of some computational programs available that are commonly utilized in the academic environment and among them, three were chosen (Cycle-Time, EES and IPSEpro) for comparison of the simulation results with the program developed, based on two basic plants, one of power generation and the other one of cogeneration. The simulation methodology consists of the evaluation of the processes, data and results obtained from the calculations. Therefore, it was considered the hypothesis of steady state and the variations of kinetic and potential energies were neglected because just a simple comparison of calculated values of thermodynamic properties; adiabatic processes in all devices of the cycles, except for heat exchangers, for which an efficiency parameter defines the amount of heat transferred to the environment. The results were quite satisfactory, considering that there were no discrepancies between the results obtained by each one of the programs, showing that the first version of the software developed meets the proposed requirements. Finally, results of simulation of a more complex cogeneration plant through the TPPS are presented