Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-07-30Bitstream added on 2014-06-13T20:53:33Z : No. of bitstreams: 1 massoni_pr_me_rcla.pdf: 268207 bytes, checksum: 6e94a8d273c83e316e9da0bdfcaea8a1 (MD5) / O resfriamento de produtos agrícolas, em ambientes com atmosfera controlada, é uma das técnicas que tem sido utilizada por produtores e indústrias do setor, sendo importante se ter informações sobre a influência de parâmetros que atuam durante o processo. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo numérico unidimensional usando-se um método explícito de aproximação das derivadas de equações diferenciais por diferenças finitas, para solucionar a equação da condução de calor em sólidos com alto teor de água e de formato cilíndrico, que estejam submetidos a um fluxo de ar resfriado. Utilizando o modelo, simulou-se a influência de variáveis físicas e geométricas na distribuição das temperaturas radiais em cilindros hipotéticos, obtendo-se resultados coerentes com o comportamento previsto para tal situação. Foram feitas medidas experimentais das temperaturas em diferentes localizações radiais em alguns vegetais com formato aproximadamente cilíndrico e, os resultados dessas medidas, comparados com as previsões numéricas, revelando boa concordância dentro da faixa do erro experimental. / Cooling in atmosphere controlled environment is one of the methods used in the food preservation and processing industry. For best process improvement information, for example, concerning the influence of different parameters on the internal temperature values are of interest. The present work deals with a simple numeric model developed using a explicit finite-differences scheme for solve the one-dimensional cylindrical transient heat equation. The equation is solved with a field temperature inicial condition, simetry center boundary condition and a pure convection surface boundary condition after normalizing the equation system. A FORTRAN program was develop to solve the resulting matricial system to obtain the transient radial temperature distribution as a function of convective heat coefficient, Fourier number, thermal diffusivity and Biot number. The experimental setup consisted of a retangular duct througt witch cooled air circulated by a blower. Inside the duct fresh approximated cylindrical shapped samples of food products have they radial temperature measured in four different location using iron-constantan thermocouples. The results show that there is a good a agreement between the experimentally measured temperature values and that computed using numeric model.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001Bitstream added on 2014-06-13T18:42:36Z : No. of bitstreams: 1 aquino_frq_dr_guara.pdf: 1771311 bytes, checksum: ae592e11d2c944ae8a940fa51ec488cf (MD5) / Neste trabalho estuda-se a convecção natural laminar em regimes permanente e transiente em cavidades triangulares isósceles. Para a determinação das distribuições de velocidades e temperaturas são utilizadas as equações de conservação da massa, quantidade de movimento e de energia, com a aproximação de Boussinesq. A solução do sistema de equações diferenciais é feita através de um método de volumes finitos utilizando o esquema de discretização Power-Law proposto por Patankar e o procedimento SIMPLE é empregado para obtenção de equações de correção de pressões. Os sistemas de equações algébricas encontrados são solucionados numericamente por um algoritmo line-by-line, que é uma combinação de um método direto TDMA para problemas unidimensionais com o método iterativo de Gauss-Siedel. Foram obtidas soluções para diversas combinações de condições de contorno de temperaturas conhecidas e paredes adiabáticas e as comparações com os resultados existentes na literatura comprovam a confiabilidade do modelo e do código computacional desenvolvidos. São apresentadas ainda soluções quando se consideram fluxos de calor constantes e variáveis com o tempo em uma das superfícies da cavidade. A influência do valor do número de Grashof e da razão de aspecto da cavidade é também discutida. / In this work the laminar natural convection in enclosures of isosceles triangular shape is studied. Both the steady state and the transient regimes are included. The mass conservation, momentum and energy equations are used for the velocity and temperature profiles determination. The Boussinesq approach is also considered. The solution of the differential equation set is performed by using a finite volume method. The discretization scheme chosen was the Patankar's Power-Law Scheme and the SIMPLE algorithm is adopted to get a pressure correction equation. The resultant algebraic equations are solved by a line-by-line procedure that is a combination of a direct method (TDMA) and an iterative Gauss-Siedel method. The solution for some different boundary condition, involving prescribed temperatures and adiabatic walls, were obtained and were compared with the literature results. The good agreement between them validates the developed mathematical model and computational code. Here it is also presented solutions for the case of a constant or time dependent heat flux imposed over one of the sides of the enclosure. The influence of the Grashof number and the enclosure aspect ratio is discussed.

Resumo: Este trabalho aborda a unificação do tratamento do problema do fluxo de potência para redes de transmissão e de distribuição de energia elétrica interligadas (T&D). Primeiramente, busca-se consolidar a metodologia de normalização complexa por unidade em sistemas elétricos de distribuição a fim de ajustar as relações X/R e torná-las favoráveis à utilização do método Desacoplado Rápido na solução do fluxo de potência. Em seguida, apresenta-se a principal contribuição deste trabalho. É proposta uma extensão da formulação convencional do fluxo de potência através do método Newton, a fim de processar redes T&D interligadas e adequar a representação física de alimentadores de distribuição no modelo da rede. Esta extensão também aplica a normalização complexa por unidade para adequar as relações X/R dos alimentadores de distribuição fisicamente representados para os mesmos níveis dos sistemas de transmissão. Além disso, injeções fictícias de potências ativa e reativa são incluídas em cada barra de fronteira do sistema T&D e são tratadas como novas variáveis de estado, de modo que a solução do fluxo de potência do sistema normalizado é a mesma da rede original. A equivalência apropriada entre os fluxos de potência através dos ramos conectados às barras de fronteira está incluída no problema como novas equações, resultando em um conjunto nãoredundante de equações algébricas. A abordagem proposta fornece uma ferramenta eficiente para realizar a análise do fluxo de potência em sistemas T&D, onde os alimentadores de distribuição são fisicamente representados, permitindo uma determinação precisa do seu impacto na operação dos sistemas de transmissão. Além disso, topologias malhadas podem ser facilmente manipuladas por meio da metodologia proposta. Simulações em sistemas-teste de alimentadores de distribuição com topologias originais e modificadas, para contemplar configurações malhadas e inserção de geradores independentes, são apresentadas e discutidas para demonstrar a importância e viabilidade da aplicação da normalização complexa na análise do problema do fluxo de potência. Para avaliar as características e o desempenho da nova formulação do fluxo de potência estendido, distintas condições operacionais entre partes de um sistema-teste T&D foram simuladas.

Resumo

Orientador : Prof. Dr. Leandro dos Santos Coelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 12/04/2017 / Inclui referências : f. 87-98 / Área de concentração: Sistemas eletrônicos / Resumo: A energia elétrica faz parte de um mercado que envolve agentes de geração, transmissão, distribuição e consumo que desejam maximizar seus lucros e minimizar suas despesas. Para isso precisam de um planejamento que tenha como base uma previsão de demanda precisa, já que um cenário pessimista pode levar ao despacho de mais geradores do que o necessário, reserva excessiva de matéria prima e aumento do custo de operação, e por outro lado um cenário otimista pode colocar o sistema elétrico em risco ou exigir a compra de energia no mercado livre a um preço alto. Por isso, a previsão de demanda tem sido empregada em áreas como o agendamento ótimo de geradores, planejamento da manutenção, planejamento da reserva hídrica, compreensão do padrão de consumo, planejamento da expansão e previsão de preços e ajuste de tarifas. Contudo, uma série de demanda é uma série temporal que possui não linearidades e componentes periódicos aleatórios como o clima, perfil dos usuários, eventos públicos, economia, medições erradas, e, consequentemente, um modelo de previsão linear pode não ser apropriado. Este trabalho utiliza diferentes abordagens para formar comitês de wavenets para a previsão de séries temporais de demanda de energia elétrica de curto prazo, os desempenhos são comparados com uma rede neural artificial perceptron multicamadas com função de ativação sigmoide na camada oculta, uma wavenet simples, com a média da última semana e com o modelo inocente. As séries de demanda adotadas, isto é, duas séries de demanda anuais reais com medições horárias, passam por um estágio de pré-processamento para remoção da tendência e normalização, e também para transformação dos valores da série em conjuntos de entrada e saída para o treinamento supervisionado. Emprega-se a estratégia de previsão um passo à frente e a avaliação das previsões é realizada pelo coeficiente de correlação múltipla ???? e também pela análise de correlação entre os resíduos. Para criação dos comitês utiliza-se a reamostragem com reposição, a validação cruzada e a dizimação de entradas, seleção construtiva, combinação pela média simples, moda, mediana e generalização empilhada. Os resultados dos testes de não linearidade demonstram que as duas séries consideradas são não lineares, e também constata-se a diminuição da assimetria dos dados após sua transformação. Do processo de seleção de variáveis obtém-se os atrasos máximos para cada série, valores passados que são utilizados como entradas, e percebe-se que são diferentes para cada série. O atraso máximo a ser utilizado como entrada tem influência na quantidade de amostras do conjunto de dados de entrada e saída. Uma característica dos resultados que se reflete em ambas as séries é o aumento do erro à medida que o horizonte de previsão aumenta. Os comitês de wavenets superam os demais modelos comparados, e, além do desempenho ser diferente para cada problema, o melhor método de aprendizado de comitê a ser utilizado também varia, bem como o horizonte de previsão máximo no qual os valores previstos se ajustam aos valores reais das séries. A qualidade das previsões é avaliada com testes de correlação dos resíduos. Palavras-chave: Wavenet. Previsão de demanda de energia elétrica. Comitês. Redes neurais artificiais. / Abstract: Electricity is part of a market which involves generation, transmission, distribution and consumption agents that aim their profit maximization and expenses minimization. To achieve that, they need a planning based on an accurate load forecast, since a pessimistic scenario may lead to more generators dispatch than needed, excessive reservoir and high operating costs, and, on the other hand, an optimistic scenario may place the electrical system at risk or requiring demand electricity purchasing on the free market for a very high price. Hence, load forecasting has been employed in areas such as optimal dispatch, maintenance planning, hydric reservoir planning, consumption pattern understanding, expansion planning, price forecasting and tax adjustments. However, a load series is a time series with nonlinearities and random periodic components as the weather, users profile, public events, economy and bad measures, therefore a pure linear model may not be appropriated. This work uses different approaches to create wavenet ensembles for short term load forecasting, the performances are compared with a multilayer perceptron with sigmoid activation function in the hidden layer, with a single wavenet, with the last week mean and also with the naive model. The load series adopted, that is, two annual hourly load series with actual measurements, are passed through a data pre-processing stage for trend removal and normalization, and also for conversion from the time series to a inputs and output set for supervised training. It is applied the one step ahead forecast strategy and the forecasting evaluation is accomplished by the multiple correlation coefficient, ????, and also by the residuals correlation analysis. For the ensemble creation are used the bootstrapping, cross-validation like, inputs decimation, constructive selection, simple average, median, mode and stacked generalization methods. The nonlinearity tests results demonstrate that both time series are nonlinear, and the asymmetry reduction after data transformation is verified. From the features selection process the maximum lags for each series are identified, lagged values to be used as inputs and it is noticed that they are different for each series. The maximum lag also influences the amount of samples in the dataset of inputs and outputs. A common characteristic of both series is that the error increase along with the prediction horizon. Results point out that the wavenets ensembles overcome the other compared models after tests with two actual annual hourly load series. Moreover, beyond the performance to be different for each problem, the best ensemble learning method also varies, as well as the maximum forecasting horizon for which the forecasted values fit the series actual values. The quality of the forecasts is analyzed through residuals correlation tests. Key-words: Wavenet. Load forecasting. Ensembles. Artificial neural network.

Orientador : Prof. Dr. Carlos Henrique Marchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 27/09/2016 / Inclui referências : fls. 93-97 / Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos / Resumo: A determinação precisa do fluxo de calor é uma importante tarefa tanto para o projeto quanto para o cálculo do desempenho de motores-foguete. No presente trabalho, o fluxo de calor na câmara de combustão de motores-foguete com geometria cilíndrica será calculado utilizando-se o método inverso. Nesse tipo de abordagem, o fluxo de calor variando no tempo é determinado a partir de dados experimentais de temperatura tomadas na parede externa do motor-foguete. O fenômeno físico foi modelado pela equação da condução de calor em coordenadas cilíndricas unidimensional em regime transiente. As propriedades físicas do material da câmara são consideradas constantes. O problema inverso é resolvido pelo método dos mínimos quadrados modificado pela adição do termo de regularização de Tikhonov de ordem zero. Os coeficientes de sensitividade foram obtidos pelo teorema de Duhamel, portanto a metodologia se aplica a problemas lineares. Mediante o uso do parâmetro de regularização, foi possível gerar bons resultados mesmo com dados contendo erros experimentais consideráveis. Os resultados obtidos com tal abordagem concordam satisfatoriamente com valores encontrados na literatura. Uma vez conhecidos o fluxo de calor e a temperatura da parede no lado interno, a temperatura de câmara foi calculada através de um processo iterativo. Os fluxos de calor teóricos de convecção e radiação são calculados por métodos disponíveis na literatura. A temperatura da câmara foi ajustada até que a soma dos fluxos de calor teóricos coincidissem com o fluxo obtido pelo método inverso. A temperatura na câmara calculada pelo procedimento iterativo forneceu erros de 4,66 e 13,69%. Pode-se verificar boa concordância entre a temperatura na câmara calculada e a temperatura experimental. Palavras-chave: Câmara de combustão. Regularização de Thikonov. Fluxo de calor. Problema inverso de condução de calor. Temperatura na câmara. / Abstract: Accurate determination of heat flux is an important task not only in designing but also in calculation of the performance of rocket engines. In this work, the heat flux in combustion chamber is calculated using inverse method. In this approach, the heat flux varying in time is determined from experimental data measured at the outer side wall of the rocket engine. The physical phenomenon was modeled by the transient one dimensional heat equation in cylindrical coordinates. The properties of the material of the chamber were considered constant. The inverse problem is solved by least squares modified by the addition of Tikhonov regularization term of zero order. The sensitivity coefficients were obtained by Duhamel's theorem, so the methodology is applicable to linear problems. By using the regularization parameter, it was possible to generate good results even using data with considerable experimental errors. The results obtained with this approach agree well with literature data. Once known the heat flux and the inside wall temperature, the chamber temperature was calculated using an iterative process. The theoretical radiation and convection heat flux are calculated by methods available in the literature. The temperature chamber was adjusted until the sum of the theoretical heat fluxes coincide with the heat flux obtained by the inverse method. The temperature calculated in the chamber presented errors of 4,66 and 13,69%. It can be verified good agreement between the calculated chamber temperature and experimental temperature. Keywords: Combustion chamber. Thikonov regularization. Heat flux. Inverse Heat Conduction Problem. Chamber temperature.

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Orientador : Prof. Dr. Eduardo Márcio de Oliveira Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 21/12/2015 / Inclui referências : fls. 130-133 / Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos / Resumo: Esta dissertação apresenta uma breve revisão histórica do surgimento e da evolução das metodologias de ensaio em neutralizadores dinâmicos de vibração para cabos aéreos singelos e uma análise crítica dessas metodologias. Apresenta ainda a proposta de uma nova metodologia de ensaio, com o suporte de dados obtidos experimentalmente. Essa nova metodologia incorpora métodos mais modernos de aquisição e tratamento de dados no levantamento das características dos dispositivos e fornece informações mais fidedignas e detalhadas de seu desempenho. Adicionalmente, o comportamento dinâmico do sistema composto pelo cabo e pelo neutralizador é modelado pelo método dos elementos finitos. A eficácia de um neutralizador é analisada em termos de seu desempenho em banda larga. Os resultados sugerem que neutralizadores de baixo amortecimento reduzem significativamente os níveis de vibração no sistema primário (o cabo condutor de energia) nas frequências de ressonância do dispositivo, mas ocasionam o surgimento de ressonâncias adjacentes, nas quais o condutor é levado a vibrar em níveis elevados - conforme previsto em teoria. À luz deste trabalho, os métodos de ensaio tradicionais, baseados no princípio do balanço de energia, são considerados incapazes de fornecer uma compreensão ampla do comportamento dinâmico do sistema cabo-neutralizador. Palavras-chave: Vibração - Modelos matemáticos. Energia elétrica - transmissão. Amortecimento (Mecânica). Eficácia. Eficiência. / Abstract: A brief historical review of the advent and evolution of the main test methods in dynamic vibration neutralizers for single overhead conductors is presented in this dissertation, followed by a critical analysis of these methods. Moreover, the proposal of a new test methodology is introduced, supported by results of real tests. This new methodology embodies modern data acquisition and processing methods in the achievement of the devices' characteristics and provide more detailed and faithful information on their performance. Additionally, the dynamical behavior of the system compound by the cable and the neutralizer is modeled by the finite element method. Neutralizer's efficacy is analyzed in terms of broadband performance. The results suggest that low-damping neutralizers significantly reduce vibration levels on the primary system (the overhead conductor) at the devices' resonant frequencies, but originate adjacent resonances, at which the conductor is caused to vibrate in much higher levels - as predicted in theory. Considering the findings of this work, traditional test methods, based upon the energy balance principle, are considered unable to provide a thorough understanding of the dynamical behavior of the cable-plus-neutralizer system. Key-words: Vibration - Mathematical models. Electrical energy - transmission. Damping (Mechanics). Efficacy. Efficiency.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-14Bitstream added on 2014-06-13T20:06:08Z : No. of bitstreams: 1 pita_apg_dr_arafo.pdf: 290018 bytes, checksum: ad154ba418a5be2bcb069526ffc6570a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O uso do forno de micro-ondas para a esterilização tem sido proposto em diferentes áreas. O tempo da exposição necessário para esterilizar água deionizada contaminada em diferentes posições dentro do forno foi avaliado e um método da esterilização de fresas carbide foi avaliado, considerando sua imersão ou não em 2 ml e 10 ml de água ou o óleo, a capacidade do forno (27 e 38 l), o nível de potência (400 e 600 W) e diferentes quantidades de instrumentos irradiados ao mesmo tempo (1, 5 e 10 fresas). Este trabalho foi feito em três etapas consecutivamente. Primeiramente, 10 ml da água deionizada foi contaminada por um dos três micro-organismos (Bacilus subtilis, Escherichia coli, Cândida albicans). A amostra contaminada foi situada em uma das 15 posições determinadas pela combinação das posições horizontais (anterior, posterior, direita, esquerda e central) e das posições verticais (sobre o prato giratório, 3 cm ou 5 cm acima do prato giratório) e foi submetida à irradiação por microondas (580 W) por 0,5, 1, 2, 5, 6, 7 ou 8 minutos. Nas etapas subseqüentes, as fresas estéreis foram contaminadas individualmente pelos mesmos micro-organismos. Após a contamindação, foram individualmente submetidas à irradiação (580 W) por 1, 2, 3, 4, 8, 9, 16, 17 ou 20 min em um frasco vazio ou contendo 2 ou 10 ml de água ou de óleo mineral. Na última etapa, os instrumentos contaminados foram irradiados individualmente ou nos grupos (5 ou 10 fresas), a aproximadamente 400 ou 600 W, em um dos dois fornos (27 ou 38 l) durante: 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 9.5; 10; 11; 13 ou 14,5 minutos. Após a irradiação foram adicionados 10 ml de meio fluido no frasco contendo os espécimes irradiados, que foram incubados a 37°C durante 48 h (B. 11 subtilis e E. coli) ou a 28ºC durante 72 h (C. albicans) para avaliação do efeito da esterilização pela turvação do caldo... / The use of microwave oven for sterilization has been proposed in different fields. The exposition time required to sterilize contaminated deionized water in different positions was evaluated and a microwave sterilization method of dental carbide burs was tested considering their immersion or not in 2 ml or 10 ml of water or oil, the oven capacities (27 l and 38 l), the level power (400 and 600 W) and different amount of instruments irradiated at the same time (1, 5 and 10 burs). This work was done in three stages consecutively. First, 10 ml of deionized water were inoculated with three microorganisms (Bacilus subtilis, Escherichia coli, Candida albicans). The contaminated sample was located at one of the 15 positions determined by the combination of horizontal positions (anterior, posterior, right, left, centre) and vertical positions (on the glass plate, 3 cm over the glass plate level, 5 cm over the glass plate level) and microwaved (580 W) for 0.3, 1, 2, 5, 6, 7 or 8 minutes. In the subsequent stages, sterile burs were individually inoculated with the same microorganisms. The contaminated burs were microwaved at 580 W for 1, 2, 3, 4, 8, 9, 16, 17 or 20 min in the dry state or immersed in 2 or 10 ml of water or mineral oil. In last stage, the contaminated instruments were microwaved individually or in groups (5 or 10 burs), at approximately 400 or 600 W, into the two ovens for: 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 9,5;10; 11; 13 or 14,5 minutes. After irradiation sterile broth was added into the flask containing irradiated specimens and incubated at 37°C for 48h (B. subtilis and E. coli) or at 28ºC for 72h (C. albicans), the sterilization effect was verified by the turbidity test. This study suggests that the position of the sample must be considered in domestic microwaves ovens sterilization methods and the central position should be avoided. The presence of a liquid material in contact... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28Bitstream added on 2014-11-10T11:58:00Z : No. of bitstreams: 1 000794229.pdf: 1336859 bytes, checksum: 2709e1209d7b9c68eb2eec145dcde590 (MD5) / Neste trabalho, são propostas duas metodologias para resolver o problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão (PPEST). A primeira delas é uma apresentação de um algoritmo baseado em meta-heurística, Particle Swarm optimization (PSO), como ferramenta para resolver o PPEST estático. Nesta proposta são usados os modelos matemáticos de transporte e CC. Ambos os modelos foram implementados na linguagem de programação FORTRAN e o solver comercial MINOS foi usado para resolver os problemas de programação linear relacionados. A segunda proposta apresenta o PPEST considerando múltiplos cenários de geração usando o modelo linear disjuntivo. Este modelo foi implementado via AMPL e resolvido usando o solver comercial CPLEX. A fim de validar e qualificar a primeira metodologia proposta, cinco sistemas foram estudados, são eles: Garver, IEEE 24-barras, Sul Brasileiro, Colombiano e Norte-Nordeste Brasileiro. E para a segunda metodologia proposta, três sistemas foram estudados, são eles: Garver, IEEE 24-barras, Sul Brasileiro. Os resultados mostraram a eficiência e utilidade das duas metodologias propostas / In this work, two methodologies to solve the transmission network expansion planning (TNEP) problem have been proposed. The first one is a presentation of a meta-heuristic based algorithm, Particle Swarm Optimization (PSO), as a tool to solve static TNEP problems. In this proposition, the mathematical models of transportation model and the DC model have been used. Both the models have been implemented via the programming language of FORTRAN and the commercial solver of MINOS has been used to solve the related LP problems. The second proposal, presents the TNEP problem considering multiple generation scenarios using the disjunctive linear model. This model has been implemented via AMPL and solved by the commercial solver of CPLEX. In order to validate and qualify the first proposed methodology, five case studies have been carried out, these cases are: Garver, IEEE 24-bus, Southern Brazil, Colombian, and Brazilian North-Northeast systems. And for the second proposed methodology, 3 case studies have been used such as: Garver, IEEE 24-bus and Southern Brazil test systems. The results show the effectiveness and the usefulness of the proposed methodologies