Atualmente, os avanços tecnológicos, especialmente dos recursos computacionais, possibilitam a realização de cálculos cada vez mais complexos. Em função destes avanços, transitórios hidráulicos antes desprezados ou estimados de forma rudimentar já podem ser calculados, especialmente nos casos em que o comportamento dos transitórios é crítico. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento de métodos de cálculo que permitam prever quantitativamente tais transitórios uma vez que não há solução analítica para este problema. Neste trabalho são estudadas as condições de contorno para a utilização do modelo rígido de coluna líquida e sua respectiva solução numérica para o cálculo de transitórios durante o enchimento de uma tabulação com ramificação. Os modelos matemáticos foram testados em laboratório sob diversas condições, comprovando a viabilidade da utilização das ferramentas teóricas e numéricas desenvolvidas. / Nowadays there have been many technological advances, especially related to computational resources, that make possible more complex and huge calculations. Due to these advances, the evaluation of hydraulics transients, which have been disregarded or roughly estimated, is allowed to be more precisely performed especially when transient phenomena have significant importance. Then, the development of calculating methods that evaluates these transients effects becomes necessary once the analitic solution to these problems does not exist. This work presents the study of the boundary conditions of the rigid model applied to the fluid column and its numeral solution in order to calculate the transient behavior during filling of pipeline with ramifications. The results of mathematical models were compared with those from laboratory experiments under several conditions proving the feasibility of theoretical and numeral models.

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecãnica / Made available in DSpace on 2018-07-20T12:48:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daros_CarlosHenrique_M.pdf: 16882516 bytes, checksum: a866b6a4dddb48677ffd1c4be7ff83a0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Nesta dissertação de mestrado estuda-se a solução numérica da equação da onda escalar em duas dimensões, usando a chamada representação integral de Volterra. O Método dos Elementos de Contorno é empregado na obtenção da solução transiente, incluindo-se neste trabalho condições iniciais de deslocamento e velocidade no domínio. Vários kernels, oriundos da integração analítica no tempo, são analisados. Uma discussão sobre a regularização de integrais hipersingulares, através da integração-por- partes ou da "parte finita de Hadamard", é também efetuada no presente texto. Exemplos são apresentados e os resultados da análise numérica são discutidos / Abstract: This Master of Science dissertation focus on the numerical solution of the 2D scalar wave equation, making use of the so called Volterra' s integral representation. The Boundary Element Method is applied to obtain a transient solution. The formulation presented inc1udes the initial conditions of displacement and velocity throughout the domain. Several kernel expressions, obtained when analytical time integration is carried out, are analysed. The use of two techniques, Hadamard' s finite part concept and integration-by-parts, to regularize hypersingular integraIs is also investigated in this work. Numerical examples are presented and analysed in the text / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho descreve o estudo e testes de um sistema capaz de identificar e classificar os transientes, ou estados transitórios, de sistemas termo-hidráulicos, utilizando a técnica de redes neurais artificiais do tipo mapas de características auto-organizáveis, com o objetivo de sua implantação nas novas gerações de reatores nucleares. A técnica desenvolvida neste trabalho consiste no uso de múltiplas redes para fazer a classificação e identificação dos estados transitórios, sendo cada uma especialista em um respectivo transitório do sistema, que competem entre si por meio do erro de quantização, que é uma medida gerada por estas redes neurais. Esta técnica se mostrou eficiente, apresentando características muito promissoras no que diz respeito ao desenvolvimento de novas funcionalidades em futuros projetos. Uma dessas características consiste no potencial de que a rede, além de responder qual estado transitório está em curso, também pode oferecer informações adicionais sobre esse transitório. / This work describes the study and test of a system capable to identify and classify transients in thermo-hydraulic systems, using a neural network technique of the self-organizing maps (SOM) type, with the objective of implanting it on the new generations of nuclear reactors. The technique developed in this work consists on the use of multiple networks to do the classification and identification of the transient states, being each network a specialist at one respective transient of the system, that compete with each other using the quantization error, that is a measure given by this type of neural network. This technique showed very promising characteristics that allow the development of new functionalities in future projects. One of these characteristics consists on the potential of each network, besides responding what transient is in course, could give additional information about that transient.

Este trabalho descreve o estudo e testes de um sistema capaz de identificar e classificar os transientes, ou estados transitórios, de sistemas termo-hidráulicos, utilizando a técnica de redes neurais artificiais do tipo mapas de características auto-organizáveis, com o objetivo de sua implantação nas novas gerações de reatores nucleares. A técnica desenvolvida neste trabalho consiste no uso de múltiplas redes para fazer a classificação e identificação dos estados transitórios, sendo cada uma especialista em um respectivo transitório do sistema, que competem entre si por meio do erro de quantização, que é uma medida gerada por estas redes neurais. Esta técnica se mostrou eficiente, apresentando características muito promissoras no que diz respeito ao desenvolvimento de novas funcionalidades em futuros projetos. Uma dessas características consiste no potencial de que a rede, além de responder qual estado transitório está em curso, também pode oferecer informações adicionais sobre esse transitório. / This work describes the study and test of a system capable to identify and classify transients in thermo-hydraulic systems, using a neural network technique of the self-organizing maps (SOM) type, with the objective of implanting it on the new generations of nuclear reactors. The technique developed in this work consists on the use of multiple networks to do the classification and identification of the transient states, being each network a specialist at one respective transient of the system, that compete with each other using the quantization error, that is a measure given by this type of neural network. This technique showed very promising characteristics that allow the development of new functionalities in future projects. One of these characteristics consists on the potential of each network, besides responding what transient is in course, could give additional information about that transient.

Uma das características dos transitórios hidráulicos é a presença de ar aprisionado durante a ocorrência do fenômeno. Se uma tabulação não estiver satisfatorimente projetada ou não for adequadamente cheia e purgada, grandes quantidades de ar poderão ficar aprisionadas. Caso esses bolsões se desloquem de um local para o outro, proporcionarão acelerações locais que resultam em altas velocidades e, subsequentemente, em altas pressões transitórias. As sobrepressões geradas podem ser de 2,2 vezes maiores que a pressão estática dos sistema, conforme verificou-se no estudo experimental. Dessa forma, há a necessidade do estabelecimento de metodologias de aplicação prática e segura (modelos rígido e elástico) que permitam estimar a magnitude das pressões transitórias, pois não há solução analítica para esse problema. No presente trabalho, apresentou-se uma adimensionalização do modelo elástico, com a incorporação de dois números adimensionais independentes (&#960 6 e &#960 7). No entanto, tais metodologias devem ser validas experimentalmente, haja visto que hipóteses simplificadoras de cálculo são necessárias para a modelagem matemática. O modelo rígido de coluna líquida variável (MCLV), além de fácil programação, é viável sem prejuízos nos resultados esperados . No estudo experimental foi também realizada uma análise de sensibilidade com relação aos fatores intervenientes no sistema hidráulico. / One of the reasons for the transient behavior is the presence of air confined during these alterations. When the pipes are not properly designed or if it is not completely full or air bleeding, large amounts of air may be confined in the system. Pockets of air can cause severe transient behavior if such pockets deslocate from one place to the other giving rise to local acceleration and consequently large velocities and pressures. The higher pressure may be of the order of 2,2 times the static pressure in the system, as it was confirmed by the experimental procedure. Thus, this paper considers pratical and safe procedure (rigid or elastic models) that permit calculation of transient pressures given that there is no analytical solution available. On the present study, it was presented a dimensionless form of the elastic model, with the incorporation of two aditional independent numbers (&#960 6 and &#960 7). Besides the easiness of programation, the rigid model of variable fluid column is viable without prejudice to the expected results. This study also conducts a sensitivity analysis on the various factors involved in the problem.

Orientador: Sérgio Henrique Lopes Cabral. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau,

Os codificadores preditivos excitados por códigos (CELP) são descritos de forma variante no tempo com base em uma abordagem vetorial do método de análise-mediante-síntese, suscitando as questões da propagação dos estados e da busca do sinal de excitação. Descrevem-se várias estruturas esparsas no tempo ou de dimensão reduzida para as inovações do dicionário fixo, em especial os multipulsos algébricos (ACELP) e os dicionários definidos por vetores-base (VSELP). Estes últimos admitem treinamento, deduzindo-se um algoritmo para tal. Propõe-se uma busca conjunta de amplitude e posição dos multipulsos algébricos. Ela aproveita a natureza do dicionário para reduzir o número de vetores-código pesquisado e o número de coeficientes de autocorrelação calculados em comparação tanto com a busca exaustiva em posições quanto com a busca focalizada. Analisam-se os transitórios em codificadores CELP a partir de dois pontos de vista baseados no decodificador e no analisador. A partir de um método de supressão de transitórios por ajuste do vetor de estados, propõe-se um método novo baseado numa estrutura não recorrente estendida (XFIR), revelando uma equivalência entre ajuste de estados e estrutura do filtro de síntese. Tanto a estrutura recursiva na forma direta I quanto a estrutura XFIR truncada são testadas dentro dos codificadores ACELP e VSELP treinado. Mais uma estrutura recorrente direta e duas em treliça são testadas dentro do codificador VSELP. Resulta um desempenho superior do codificador VSELP com a forma direta I recorrente e o codificador ACELP mostra-se menos sensível ao tipo de estrutura e à ordem de estrutura XFIR. / Code-excited linear predictive (CELP) coders are introduced as time-variant systems, building upon a vector approach to the analysis-by-synthesis method. Attendant issues like state propagation and excitation search are considered. Fixed codebook innovations are described which are sparse in the time domain or lie in a reduced dimension excitation space. Algebraic multipulse (ACELP) and basis vector (VSELP) codebooks are the main target. The latter may be trained and an algorithm is deduced to do so. A joint amplitude and position search of an ACELP codebook is proposed. The features of this codebook are used to reduce both the number of searched codevectors and the number of computed autocorrelation coefficients in comparison to the full position search and the focused search. Transients in CELP coders are analyzed from two standpoints, one at the decoder and the other at the analysis process. Starting from a state vector adjustment method, a novel transient suppression method is proposed which is based upon an extended finite impulse response (XFIR) structure, revealing an equivalence between state adjustment and synthesis filter structure. Both the direct form I recursive structure and the truncated XFIR structure are tested within the ACELP and the trained VSELP coders. One additional direct form recursive structure and two lattice recursive structures are tested inside the VSELP coder. The test results show that the VSELP coder performs better with the recursive direct form I structure and that the ACELP coder displays a reduced sensitivity to structure and impulse response length as well.

Nossa preocupação surgiu da necessidade de analisarmos a ordem, (dentro do domínio do icônico), que se estabelece nos sistemas de montagem de feiras e exposições, seus paradigmas e sintagmas, através do ponto de vista perceptivo, informacional, gerador de protótipos e experimentações. Por tratar-se de um ambiente inerentemente efêmero e transitório, as montagens realizadas em eventos tendem a proporcionar ambientes renovados. Em síntese, provocam menor impacto porque os prazos de sua existência são limitados. Removidos dos lugares que ocuparam devolvem-lhes suas condições originais. Logo, é esse o caminho para chegarmos aos usos justapostos e complexos, onde, sociedades cada vez mais industrializadas, exigem a necessidade da ocupação de espaços possibilitando diversas funções, com atividades sazonais e ou eventuais, organizam espaços cada vez mais informatizados, distintos de caráter essencialmente mecânicos e com a qualidade de fazer preservar espaços montados para atividades transitórias, os espaços como complexos portadores de informações e transformados intencionalmente em veículos informacionais. / In the iconic domain, this thesis focuses in analyzing the order that emerges in the erection systems of fairs and exhibits, their syntagmas and corresponding paradigms, under the perspective of perception, information and production, which generates experimentations, models and prototypes. Because the assemblies of several fairs and exhibits are inherently short-term and transitional spaces, they tend to constitute renewed environments. In short, these spaces cause less environmental impact because of their short existence. Once removed, the place they were set returns to its former condition. As demanded by increasingly industrialized societies, this leads to juxtaposed and complex uses, a more diversified occupation of spaces that permit various functions, with eventual and/or regular activities. In this sense, more and more computerized spaces emerge, different from the essentially mechanic ones, and able to carry short-term transitional activities; spaces as complex carriers of information and intentionally transformed into informational vehicles.

A ocorrência de elevados índices de perdas por vazamentos em sistemas de abastecimento de água é frequentemente ligada às inúmeras quebras de tubulações originadas em decorrência de elevados níveis de pressão atuantes. O controle efetivo de tais perdas requer a detecção e localização dos vazamentos para uma rápida reparação do sistema. Neste sentido, a consideração de análises hidráulicas no escoamento transitório tem se revelado especialmente útil aos propósitos de calibração e detecção de vazamentos. Tal análise pode revelar substancial quantidade de informações sobre as propriedades físicas e o nível de integridade do sistema, pois as ondas de pressão resultantes são afetadas pelos diversos dispositivos e fenômenos, incluindo os vazamentos. Assim, o presente trabalho visa o estudo dos transitórios hidráulicos para a calibração e detecção de vazamentos em modelos de sistemas de distribuição de água. Para tanto, são utilizados dados de redes hipotéticas e de laboratório, e modelos inversos resolvidos por métodos de busca global e local. Devido o emprego de tubos plásticos no circuito de laboratório, o clássico modelo da coluna elástica demonstrou-se ineficiente na reprodução do comportamento hidráulico de tal sistema. Resultados satisfatórios foram obtidos somente com um modelo hidráulico que considere o comportamento viscoelástico dos materiais dos tubos do circuito experimental. / The occurrence of large leakage losses in water supply systems has been frequently linked with pipe breaks resulting from high pressures levels in pipes. Efficient location of leakages is required in order to effectively control water losses and quickly repair the system. Analysis of hydraulic transients has been particularly useful for calibration and leak detection purposes. System observation for such analysis can reveal a substantial amount of information concerning physical properties and the integrity of the system, since water hammer waves are affected by different features and phenomena, including leaks. Thus, this research focuses on hydraulic transients for leak detection and calibration of water distribution system models. These objectives are achieved using data obtained from experiments performed on an experimental facility and numerical experiments on hypothetical networks. Inverse methods were based on both global and local search methods. Classic water hammer theory proved to be imprecise in describing the observed behavior of the hydraulic system composed of plastic pipes. Satisfactorily results were obtained with a hydraulic transient solver considering viscoelastic behavior of the pipe material.

A qualidade da energia elétrica tem sido objeto constante de estudos, pois problemas inerentes a ela podem trazer grandes prejuízos econômicos, principalmente em processos industriais. Dentre os vários fatores que afetam a qualidade da energia elétrica, destacamos aqueles relacionados com os transitórios, originados pelo chaveamento de banco de capacitares nas redes elétricas de distribuição primária. Neste trabalho, além das características dos transitórios provenientes da energização de bancos de capacitares da concessionária, são analisados fatores que influenciam em suas intensidades. As condições sob as quais estes transitórios são atenuados foram investigadas. Além disto, é feita uma análise espectral das ondas de corrente e tensão, permitindo que sejam revelados os componentes harmônicos que podem afetar o funcionamento de equipamentos de controle, proteção e cargas sensíveis da indústria. Um circuito que representa um sistema real de distribuição, 13,8 kV, da concessionária CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) foi simulado através do ATP (Alternative Transients Program). / The quality of electric power has been a constant topic of study, because inherent problems to it can bring great economic losses, mainly in industrial processes. Among the several factors that atfect power quality, those related to the transients originated by capacitar bank switching in the primary distribution systems must be highlighted. In this work, the characteristics of the transients resulting from the switching of the utility capacitor banks are analyzed, as well as factors that influence their intensities. The conditions under which these effects are mitigated was investigated. In addition, a spectral analysis of the current and voltage waves is made. This procedure can reveal the harmonic components that can affect the operation of control and protection equipment, as well as sensitive Ioads of the industry. A circuit that represents a real distribution system, 13.8 kV, from CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) utility, was simulated through the software ATP (Alternative Transients Program).