Estudo de materiais supercondutores em forma de SQUID com uma constrição usando métodos de paralelização computacional

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Análise da influência de variantes do método de solução de escoamentos utilizando os métodos de elementos finitos com compressibilidade artificial e pseudo-características

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de métodos matemáticos no dimensionamento da potência necessária para a irrigação através de motores elétricos

É comum nas áreas rurais a utilização de métodos de irrigação que consistem em bombear a água de açudes, lagoas e rios para irrigar a terra onde está sendo cultivada determinada cultura. Em geral esse bombeamento é feito por motores movidos á energia elétrica ou á óleo diesel. Este trabalho visa avaliar os motores elétricos de baixa potência que são usados para irrigar pequenas áreas plantadas através de bombeamento de água de açudes, lagoas etc. Os métodos a serem usados competem á aplicação da Física e do Calculo Diferencial e Integral, através do uso de conceitos,integrais definidas e do uso de sólidos de revolução para simulação. Poderão ser feitas associações entre vazão de água, potência necessária para o serviço, a quantidade de tempo que a reserva de água sustenta o bombeamento. Depois de feito os cálculos pode se concluir sobre o tipo de motor e potencia mais adequada para tal serviço. Este projeto visa avaliar o desempenho de motores elétrico de baixa potencia no bombeamento de água através de métodos pertinentes ao calculo diferencial e integral e ao mesmo tempo poder mostrar uma das várias aplicações desta disciplina. Após os cálculos realizados espera-se obter conclusões sobre os motores elétricos e fazer a associação do serviço que é recomendado para o seu uso. Serão utilizados métodos do cálculo diferencial e Integral para a avaliação do desempenho do motor e conceitos da Física para determinação e associação entre potência dissipada e vazão de água.

Modelagem e simulação de ciclos a gás com resfriamento de ar na entrada

The optimization of energy generation systems has become a key issue for technological and social development, mainly in developing countries, where the electricity consumption rises sharply. Gas turbine cycle is an electricity generating system, which studies have demonstrated that inlet air cooling increases net power and thermal efficiency. Thus, this study intends to quantify these parameters for environments with different ambient temperature and relative humidity. Two types of air cooling were used: evaporative and absorption systems. The configuration parameters only with the gas turbine cycle were compared to those whose configuration allowed cooling. First, it was analyzed only evaporative cooling. Next, the absorption system was used for analysis. The last configuration mixed these two methods, dividing equally its flow. The results showed that thermal efficiency and net power increase in any case of cooling, with absorption system more advantageous in terms of generated energy, where an increase between 1 and 2 MW was observed, depending on the ambient conditions . When the two methods were working together at low relative humidity, it showed a thermal efficiency increase compared to absorption system, up to 2.4%. Evaporative cooling was less effective, but it is a good and cheap possibility to increase the cycle parameters at high temperature and low relative humidity

Simulação da suspensão tipo duplo A de um veículo off-road através do histórico de excitação do solo

The search for mechanical components validation methods, employed in product development sector, becomes more avid for less expensive solutions. As a result, programs that can simulate forces acting on a given part through finite element method are gaining more space in the market, once this process consumes less capital when compared to currently-employed empirical validation. This article shows the simulation of an off-road prototype suspension through such technique, using ground excitation history coming from field measurements and also by making use of a specific tool for obtaining dynamic loads from the model in question. The results shown at the end is key for future enhancements aiming mass reduction, for example, that may be executed on the prototype suspension system discussed here

Métodos de seleção de pessoal: discussões preliminares sob o enfoque do behaviorismo radical

A seleção de pessoal visa a introduzir na organização os candidatos mais apropriados as suas necessidades. Existe uma carência de literatura behaviorista radical acerca desse tema, sendo necessário o desenvolvimento de trabalhos que orientem atuações coerentes com essa teoria. O objetivo deste estudo é discutir os métodos utilizados na seleção à luz dos pressupostos conceituais do behaviorismo radical. Os métodos de seleção existentes são analisados e discutidos em termos de aumento do controle das variáveis presentes no contexto da seleção a fim de proceder à identificação dos repertórios comportamentais dos candidatos. Propõe-se uma análise de cargo baseada nos conceitos behavioristas, discute-se a possibilidade de condução de entrevistas de seleção focadas no comportamento bem como o uso de técnicas de simulação que permitam a identificação de repertórios comportamentais. Conclui-se que é necessário desenvolver discussões teóricas e instrumentos operacionais facilitadores de uma prática psicológica vinculada aos pressupostos behavioristas radicais.

Modelagem e simulação de ciclos a gás com resfriamento de ar na entrada

The optimization of energy generation systems has become a key issue for technological and social development, mainly in developing countries, where the electricity consumption rises sharply. Gas turbine cycle is an electricity generating system, which studies have demonstrated that inlet air cooling increases net power and thermal efficiency. Thus, this study intends to quantify these parameters for environments with different ambient temperature and relative humidity. Two types of air cooling were used: evaporative and absorption systems. The configuration parameters only with the gas turbine cycle were compared to those whose configuration allowed cooling. First, it was analyzed only evaporative cooling. Next, the absorption system was used for analysis. The last configuration mixed these two methods, dividing equally its flow. The results showed that thermal efficiency and net power increase in any case of cooling, with absorption system more advantageous in terms of generated energy, where an increase between 1 and 2 MW was observed, depending on the ambient conditions . When the two methods were working together at low relative humidity, it showed a thermal efficiency increase compared to absorption system, up to 2.4%. Evaporative cooling was less effective, but it is a good and cheap possibility to increase the cycle parameters at high temperature and low relative humidity

Simulação da suspensão tipo duplo A de um veículo off-road através do histórico de excitação do solo

The search for mechanical components validation methods, employed in product development sector, becomes more avid for less expensive solutions. As a result, programs that can simulate forces acting on a given part through finite element method are gaining more space in the market, once this process consumes less capital when compared to currently-employed empirical validation. This article shows the simulation of an off-road prototype suspension through such technique, using ground excitation history coming from field measurements and also by making use of a specific tool for obtaining dynamic loads from the model in question. The results shown at the end is key for future enhancements aiming mass reduction, for example, that may be executed on the prototype suspension system discussed here

Simulação tridimensional adaptativa da separação das fases de uma mistura bifásica usando a equação de Cahn-Hilliard

Simulamos a separação dos componentes de uma mistura bifásica com a equação de Cahn-Hilliard. Esta equação contém intrincados termos não lineares e derivadas de alta ordem. Além disso, a delgada região de transição entre os componentes da mistura requer muita resolução. Assim, determinar a solução numérica da equação de Cahn-Hilliard não é uma tarefa fácil, principalmente em três dimensões. Conseguimos a resolução exigida no tempo usando uma discretização semi-implícita de segunda ordem. No espaço, obtemos a precisão requerida utilizando malhas refinadas localmente com a estratégia AMR. Essas malhas se adaptam dinamicamente para recobrir a região de transição. O sistema linear proveniente da discretização é solucionado por intermédio de técnicas multinível-multigrid.

Construção de perfis de temperatura a partir de dados de Satélites,Climatologia e dados in situ

A aquisição de dados da estrutura termohalina dos oceanos sempre foi limitada pelo alto custo das missões oceanográficas. Sistemas de amostragem in situ menos dispendiosos, como o lançamento de XBTs por navios de oportunidade, a utilização de bóias de deriva, e mais recentemente, de sistemas de observação autõnomos como gliders e flutuadores Argo, foram concebidos como alternativas aos cruzeiros. Estes sistemas são capazes de cobrir vastas porções oceanicas e de fornecer grande quantidade de medições, porem seus dados nem sempre estão disponíveis ou mesmo são adequados `a resolução de um determinado problema ou ao estudo de um fenômeno em questão, devido principalmente à sua falta de sinopticidade e/ou cobertura espacial irregular. Sensores orbitais provaram ser valiosos e comparativamente possuem excelente periodicidade e cobertura espacial, mas suas observações são limitadas apenas à superfície dos oceanos. Assim, a capacidade de se inferir com boa precisão a estrutura termohalina de feições oceanográficas à partir de uma amostragem reduzida e/ou utilizando medições¸ indiretas é desejável e vem sido aprimorada em diversos trabalhos. Métodos clássicos incluem o desenvolvimento de modelos de feição pelo ajuste de curvas paramétricas (e.g. GANGOPADHYAY et al., 1997; CHU et al., 1999) e a reconstrução de perfis utilizando modos EOF (e.g. CARNES et al., 1990; AGARWAL et al., 2007)

Métodos de adequação e diagnóstico em modelos de sobrevivência dinâmicos

A análise de dados de sobrevivência tem sido tradicionalmente baseada no modelo de regressão de Cox (COX, 1972). No entanto, a suposição de taxas de falha proporcionais assumida para esse modelo pode não ser atendida em diversas situações práticas. Essa restrição do modelo de Cox tem gerado interesse em abordagens alternativas, dentre elas os modelos dinâmicos que permitem efeito das covariáveis variando no tempo. Neste trabalho, foram revisados os principais modelos de sobrevivência dinâmicos com estrutura aditiva e multiplicativa nos contextos não paramétrico e semiparamétrico. Métodos gráficos baseados em resíduos foram apresentados com a finalidade de avaliar a qualidade de ajuste desses modelos. Uma versão tempo-dependente da área sob a curva ROC, denotada por AUC(t), foi proposta com a finalidade de avaliar e comparar a qualidade de predição entre modelos de sobrevivência com estruturas aditiva e multiplicativa. O desempenho da AUC(t) foi avaliado por meio de um estudo de simulação. Dados de três estudos descritos na literatura foram também analisados para ilustrar ou complementar os cenários que foram considerados no estudo de simulação. De modo geral, os resultados obtidos indicaram que os métodos gráficos apresentados para avaliar a adequação dos modelos em conjunto com a AUC(t) se constituem em um conjunto de ferramentas estatísticas úteis para o próposito de avaliar modelos de sobrevivência dinâmicos nos contextos não paramétrico e semiparamétrico. Além disso, a aplicação desse conjunto de ferramentas em alguns conjuntos de dados evidenciou que se, por um lado, os modelos dinâmicos são atrativos por permitirem covariáveis tempo-dependentes, por outro lado podem não ser apropriados para todos os conjuntos de dados, tendo em vista que estimação pode apresentar restrições para alguns deles.

Simulação e modelagem computacional de dados de espalhamento à baixos ângulos - enfoque em estruturas de alta simetria

Esta tese apresenta uma abordagem para a criação rápida de modelos em diferentes geometrias (complexas ou de alta simetria) com objetivo de calcular a correspondente intensidade espalhada, podendo esta ser utilizada na descrição de experimentos de es- palhamento à baixos ângulos. A modelagem pode ser realizada com mais de 100 geome- trias catalogadas em um Banco de Dados, além da possibilidade de construir estruturas a partir de posições aleatórias distribuídas na superfície de uma esfera. Em todos os casos os modelos são gerados por meio do método de elementos finitos compondo uma única geometria, ou ainda, compondo diferentes geometrias, combinadas entre si a partir de um número baixo de parâmetros. Para realizar essa tarefa foi desenvolvido um programa em Fortran, chamado de Polygen, que permite modelar geometrias convexas em diferentes formas, como sólidos, cascas, ou ainda com esferas ou estruturas do tipo DNA nas arestas, além de usar esses modelos para simular a curva de intensidade espalhada para sistemas orientados e aleatoriamente orientados. A curva de intensidade de espalhamento é calculada por meio da equação de Debye e os parâmetros que compõe cada um dos modelos, podem ser otimizados pelo ajuste contra dados experimentais, por meio de métodos de minimização baseados em simulated annealing, Levenberg-Marquardt e algorítmicos genéticos. A minimização permite ajustar os parâmetros do modelo (ou composição de modelos) como tamanho, densidade eletrônica, raio das subunidades, entre outros, contribuindo para fornecer uma nova ferramenta para modelagem e análise de dados de espalhamento. Em outra etapa desta tese, é apresentado o design de modelos atomísticos e a sua respectiva simulação por Dinâmica Molecular. A geometria de dois sistemas auto-organizado de DNA na forma de octaedro truncado, um com linkers de 7 Adeninas e outro com linkers de ATATATA, foram escolhidas para realizar a modelagem atomística e a simulação por Dinâmica Molecular. Para este sistema são apresentados os resultados de Root Mean Square Deviations (RMSD), Root Mean Square Fluctuations (RMSF), raio de giro, torção das hélices duplas de DNA além da avaliação das ligações de Hidrogênio, todos obtidos por meio da análise de uma trajetória de 50 ns.

Análise comparativa dos métodos da ISO 13790 e sua adequabilidade na estimativa das necessidades de energia para aquecimento e arrefecimento e da temperatura do ar interior

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016

Análise de métodos para detecção de mudanças estruturais em séries temporais climáticas

The time series analysis has played an increasingly important role in weather and climate studies. The success of these studies depends crucially on the knowledge of the quality of climate data such as, for instance, air temperature and rainfall data. For this reason, one of the main challenges for the researchers in this field is to obtain homogeneous series. A time series of climate data is considered homogeneous when the values of the observed data can change only due to climatic factors, i.e., without any interference from external non-climatic factors. Such non-climatic factors may produce undesirable effects in the time series, as unrealistic homogeneity breaks, trends and jumps. In the present work it was investigated climatic time series for the city of Natal, RN, namely air temperature and rainfall time series, for the period spanning from 1961 to 2012. The main purpose was to carry out an analysis in order to check the occurrence of homogeneity breaks or trends in the series under investigation. To this purpose, it was applied some basic statistical procedures, such as normality and independence tests. The occurrence of trends was investigated by linear regression analysis, as well as by the Spearman and Mann-Kendall tests. The homogeneity was investigated by the SNHT, as well as by the Easterling-Peterson and Mann-Whitney-Pettit tests. Analyzes with respect to normality showed divergence in their results. The von Neumann ratio test showed that in the case of the air temperature series the data are not independent and identically distributed (iid), whereas for the rainfall series the data are iid. According to the applied testings, both series display trends. The mean air temperature series displays an increasing trend, whereas the rainfall series shows an decreasing trend. Finally, the homogeneity tests revealed that all series under investigations present inhomogeneities, although they breaks depend on the applied test. In summary, the results showed that the chosen techniques may be applied in order to verify how well the studied time series are characterized. Therefore, these results should be used as a guide for further investigations about the statistical climatology of Natal or even of any other place.

Um estudo sobre a variabilidade do vento no nordeste do Brasil através de métodos estatísticos e via modelos dinâmicos de meso e micro escala

The objective of this study was to determine the seasonal and interannual variability and calculate the trends of wind speed in NEB and then validate the mesoscale numerical model for after engage with the microscale numerical model in order to get the wind resource at some locations in the NEB. For this we use two data sets of wind speed (weather stations and anemometric towers) and two dynamic models; one of mesoscale and another of microscale. We use statistical tools to evaluate and validate the data obtained. The simulations of the dynamic mesoscale model were made using data assimilation methods (Newtonian Relaxation and Kalman filter). The main results show: (i) Five homogeneous groups of wind speed in the NEB with higher values in winter and spring and with lower in summer and fall; (ii) The interannual variability of the wind speed in some groups stood out with higher values; (iii) The large-scale circulation modified by the El Niño and La Niña intensified wind speed for the groups with higher values; (iv) The trend analysis showed more significant negative values for G3, G4 and G5 in all seasons and in the annual average; (v) The performance of dynamic mesoscale model showed smaller errors in the locations Paracuru and São João and major errors were observed in Triunfo; (vi) Application of the Kalman filter significantly reduce the systematic errors shown in the simulations of the dynamic mesoscale model; (vii) The wind resource indicate that Paracuru and Triunfo are favorable areas for the generation of energy, and the coupling technique after validation showed better results for Paracuru. We conclude that the objective was achieved, making it possible to identify trends in homogeneous groups of wind behavior, and to evaluate the quality of both simulations with the dynamic model of mesoscale and microscale to answer questions as necessary before planning research projects in Wind-Energy area in the NEB