Análise da área de vulnerabilidade e estabilidade de tensão em sistemas elétricos com a inserção de parques eólicos

A presente dissertação de mestrado avalia os afundamentos e a estabilidade de tensão de um sistema elétrico real com inserção de parques eólicos. Os estudos de afundamentos de tensão servem de base para a determinação das áreas de vulnerabilidade do sistema elétrico, nas quais, por sua vez, são investigados os aspectos referentes à instabilidade de tensão ocasionada pela integração de parques eólicos com geradores assíncronos. Para este fim, é utilizado o programa computacional ANAQUALI, desenvolvido pelo CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica). No estudo do comportamento dinâmico da tensão decorrente de curto-circuito, no qual o sistema eólico é inserido nas concepções de velocidade fixa e velocidade variável, utiliza-se um programa computacional desenvolvido no aplicativo MATLABTM. Os resultados dessas simulações evidenciam que o sistema eólico de velocidade variável proporciona uma maior margem de estabilidade de tensão ao sistema elétrico, devido à presença do controle de velocidade e de tensão. Estes estudos não são comumente aplicados aos sistemas de geração distribuída, e por isso, esta dissertação contribui também neste aspecto, podendo seus resultados servir de base para o planejamento de centrais cólicas inseridas em sistemas elétricos convencionais.

Análise de tensões induzidas em linhas de distribuição de baixa tensão frente a uma descarga atmosférica

Neste trabalho são apresentadas simulações computacionais inéditas para o cálculo de tensões induzidas em linhas de baixa tensão provenientes de descargas atmosféricas em estações rádio-base de telefonia celular (ERBs). Foram construídas estruturas representativas que denotam um grau de complexidade bastante avançado e semelhante ao encontrado em campo, visando assim a obtenção o de resultados bem próximos aos da realidade. Para tal, desenvolveu-se um software, no qual as equações de Maxwell são resolvidas numericamente utilizando o Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD), associado à truncagem de domínio de análise pela técnica da UPML e representação de condutores elétricos pela formulação de fio fino para meios condutivos, gerando soluções de onda completa para o problema.

Sistema de apoio à tomada de decisão para atribuição de responsabilidade por perda de qualidade devido à variação de tensão de curta duração

O ambiente eletromagnético que envolve o planeta Terra tem papel fundamental na preservação e desenvolvimento de todos os seres vivos, e talvez seja uma das últimas fronteiras do conhecimento humano a ser dominada completamente antes de nos aventurarmos ao espaço exterior na busca de novas oportunidades. Esse ambiente, apesar de vir sendo estudado a um longo tempo, só agora esta sendo desbravado e melhor conhecido, tendo como ponto fundamental de apoio o uso de sensores apropriados, que possam detectar e quantificar esses efeitos elétricos, e que sirvam de base para a geração de teorias para explicação dos fenômenos subjacentes, entre os quais os sensores de eletricidade atmosférica. Este trabalho faz uma analise ampla dos sistemas sensores de eletricidade atmosférica em uso nos dias atuais, avaliando seus modelos de funcionamentos, suas limitações e sua inteligência, concluindo por sintetizar especificações básicas para desenvolvimento de melhores sensores e definição de padrões métricos de tipos de variáveis a serem medidas para atendimentos das atuais e futuras demandas nesse campo do conhecimento. Adicionalmente, os processos envolvidos na calibração desses sensores serão abordados, com a revisão de modelos computacionais utilizados, baseado no método dos momentos (MoM) e outros, para avaliação de campos eletromagnéticos emitidos remotamente por padrões de cargas e correntes elétricas, que sirvam de apoio e base para essas calibrações.

Projeto e implementação de um sistema de autoria para animações, simulações e treinamentos em realidade virtual

Esta dissertação apresenta o projeto, desenvolvimento e implementação de um software para criação de animações, simulações e treinamentos de processos e instruções técnicas industriais, destacando também a arquitetura utilizada para sua implementação. O software apresentado permite a geração de animações, textos, sons e interações, fornecendo ferramentas de criação, visualização e supervisão da simulação com o uso de Realidade Virtual em três dimensões. A dissertação trata ainda do uso prático do software através de um estudo de caso com simulações 3D de processos industriais reais de uma usina de geração de energia elétrica. Este estudo também contribui para as áreas de treinamento em realidade virtual e sistemas de autoria 3D ao apresentar conceitos inovadores na área de supervisão automática, mostrando também uma possível estrutura de componentes de software para uso nas áreas citadas. Pode-se destacar ainda a revisão de tecnologias semelhantes à proposta neste trabalho, visando à identificação de influências, melhorias e inovações nas áreas de autoria 3D e treinamento.

Ensaios mecânico e aplicação da lógica fuzzy para avaliação do canote do garfo

A inovação tecnológica tem sido um dos fatores fundamentais que levam grandes empresas a permanecerem no topo do ranking mundial do mercado globalizado, de acordo com o avanço tecnológico o setor de engenharia tem buscado soluções que ofereçam resultados positivos em prol do crescimento de sua empresa ou organização. Métodos de simulação para avaliação do comportamento mecânico de produtos submetidos a cargas estáticas e cargas dinâmicas são extremamente necessárias para redução dos custos de fabricação dos produtos. O uso de ensaios mecânicos e virtuais é de vital importância para avaliação do produto. O presente trabalho teve como objetivo a utilização da lógica fuzzy em um produto chamado canote do garfo da bicicleta, onde foi analisado além do grau de pertinência variado entre 0 e 1, o grau de veracidade também variado entre 0 e 1, tendo como foco principal o comportamento do produto canote do garfo e sua validação.

Ferramenta computacional para dimensionamento e avaliação de desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

Esta dissertação apresenta a utilização alguns modelos matemáticos disponíveis na literatura para representar as etapas de processamento da energia em um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede Elétrica (SFCR). Além disso, propõem-se dois modelos representativos do comportamento da potência elétrica em situações de limitação de potência do inversor e das perdas elétricas em função do carregamento. Todas as modelagens estão implementadas computacionalmente no ambiente GUIDE do MATLAB, o que permite a análise, auxilia no dimensionamento e viabiliza a simulação da operacionalidade e consequente contribuição energética de SFCRs com diferentes tamanhos relativos. No trabalho ainda é mostrada a interface da ferramenta computacional desenvolvida e a validação dos dados gerados pelo programa com dados medidos experimentalmente de SFCRs, a qual evidencia a eficácia dos modelos utilizados e a melhora na precisão. Ao final são mostradas estimativas energéticas para cinco cidades brasileiras, além de exemplos de análise dos dados gerados pela ferramenta computacional.

Efeito da interação genótipo ambiente, sob a forma de heterogeneidade de variâncias entre rebanhos

Foram simuladas estruturas de dados em modelos mistos representando o teste de 100 reprodutores, sendo cada reprodutor acasalado com 10 matrizes (total de 1000 matrizes), originando em cada acasalamento 2 proles, totalizando 2000 proles (vinte proles por reprodutor). De cada combinação reprodutor e matriz, dez proles tiveram seu fenótipo expresso no ambiente de baixa produção (Estrato 1) e, a outra metade, no ambiente de alta produção (Estrato 2). A simulação foi realizada de forma a representar diferentes situações de presença de heterogeneidade de variâncias, combinando-se as origens da heterogeneidade, de natureza genética e ambiental. Na presença de heterogeneidade residual, o valor estimado para o componente de variância residual, considerando homogeneidade de variâncias se aproximou do valor médio das variâncias entre os estratos. Houve superestimação, também, do componente de variância genético aditivo. Ao simular heterogeneidade de variância de origem genética, observou-se que a estimação desse componente situou-se em valor intermediário aos simulados. Nessa situação, o componente de variância residual estimado foi próximo do valor simulado, indicando que a heterogeneidade de variâncias quando proveniente de fatores genéticos, não interfere, substancialmente, sobre e estimação do componente de variância residual. Na simulação de dados com presença de heterogeneidade tanto de origem genética quanto ambiental (estrutura de dados 4), conduziu a estimação de componentes de variâncias intermediários aos valores simulados em cada estrato. Assim, observa-se que, mesmo quando os reprodutores apresentam proles bem distribuídas em ambos os estratos, a heterogeneidade de variância proveniente de fatores não genético provoca distorções sobre a estimação da variância genética aditiva. Mas por outro lado, quando a heterogeneidade de variância é decorrente de fatores genéticos, não há grande interferência sobre a estimativa da variância residual, tal comportamento pode ser explicado pela incorporação da matriz de parentesco na estimação do componente de variância genético aditivo, possibilitando discriminar melhor a origem da diferenças entre variâncias. Na estrutura onde a variância residual foi heterogênea a estimativa de herdabilidade foi menor em relação à estrutura de homogeneidade de variâncias. Por outro lado, quando somente a variância genética aditiva foi heterogênea, a estimativa de herdabilidade, considerando-se apenas o estrato de alta variabilidade genética, foi inflacionada pela superestimação da variância genética aditiva. No entanto, a estimativa de herdabilidade obtida, desconsiderando essa fonte de heterogeneidade de variância, foi próxima à situação de homogeneidade de variância, indicando que, quando os reprodutores possuem boa distribuição de proles em diferentes ambientes, as estimativas relacionadas ao efeito genético são ponderadas pelo desempenho dos animais em cada ambiente. As correlações de Spearman e de Pearson entre os valores genéticos preditos dos reprodutores, para todas as situações, foram maiores que 0,90. O resultado indica que, mesmo havendo presença de heterogeneidade de variância genética e/ou ambiental, se os reprodutores possuem proles bem distribuídas entre os ambientes (estratos heterogêneos) a classificação do mérito genético não se altera, o que era esperado, pois em análises unicarácter, quando ocorre uma fonte de viés na avaliação genética, ela é comum a todos os indivíduos. Na situação em que foi imposta a estrutura de dados à presença de heterogeneidade de variância residual com número de número desigual de proles por reprodutor nos estratos, provocou superestimação dos componentes de variância. Porém mesmo havendo alteração na magnitude dos valores genéticos preditos para os reprodutores, a heterogeneidade de variância não alterou a classificação entre os reprodutores todas as correlações de ordem foram próximas à unidade. O efeito da heterogeneidade de variância, oriunda de fatores ambientais, ocasiona em maiores distorções sobre a avaliação genética animal, em relação, quando a mesma é proveniente de causas genéticas. A conexidade genética entre diferentes ambientes, dilui o efeito da heterogeneidade de variância, tanto de origem genética, quanto ambiental, na predição de valores genéticos dos reprodutores.

Uso da oxi-combustão em equipamentos convencionais como alternativa a queima com ar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de métodos computacionais no estudo das fases intermetálicas ordenadas pt-sn

Fuel cells are a very promising solution to the problems of power generation and emission of pollutant to the environment, excellent to be used in stationary application and mobile application too. The high cost of production of these devices, mainly due to the use of noble metals as anode, is a major obstacle to massive production and deployment of this technology, however the use of intermetallic phases of platinum combined with other metals less noble has been evaluated as electrodes in order to minimize production costs and still being able to significantly improve the catalytic performance of the anode. The study of intermetallic phases, exclusively done by experimental techniques is not complete and demand that other methods need to be applied to a deeper understanding of the behavior geometric properties and the electronic structure of the material, to this end the use of computer simulation methods, which have proved appropriate for a broader understanding of the geometric and electronic properties of the materials involved, so far not so well understood.. The use of computational methods provides answers to explain the behavior of the materials and allows assessing whether the intermetallic may be a good electrode. In this research project was used the Quantum-ESPRESSO package, based on the DFT theory, which provides the self-consistent field calculations with great precision, calculations of the periodic systems interatomic force, and other post-processing calculations that points to a knowledge of the geometric and electronic properties of materials, which may be related to other properties of them, even the electrocatalytic. The electronic structure is determined from the optimized geometric structure of materials by analyzing the density of states (DOS) projected onto atomic orbital, which determines the influence of the electrocatalytic properties of the material... (Complete abstract click electronic access below)

Análise estática de um guindaste de torre, utilizando o método dos elementos finitos

The finite element method is of great importance for the development and analysis of a new product being designed or already on the market, and that requires some specific request or special application. The tower crane, being an essential equipment for modern construction to increase productivity and safety on construction sites, is required for many types of special applications day after day, in many kinds of work. Paying attention to this growing need for handling special projects for the tower crane, faced with the importance and necessity of development and improvement of knowledge in more accurate and practical calculation methods such as the finite element method , for greater agility and precision in the response to a new project. The tower crane is defined by the maximum load moment that it can act with a certain amount of load. The tower crane which will be analyzed in this work , for example, is a tower crane with a resulting capacity of 85 Metric Tons which are considered basic dimensions data of a fisical tower crane of a crane company Liebherr in Guaratinguetá . Thus, the project analysis will begin with the threedimensional representation of the crane lines with AutoCAD software , conversion of this model to the format accepted ANSYS Workbench and completion of 3D modeling of structural components in Design module ANSYS software. After structural modeling is completed, the simulation is performed in static simulation of ANSYS Workbench software mode. The standards will be adopted to DIN (Deutsches Institut für Normung) and EN 14439 (Europäische Normung 14439) and some NR 's related to specific security class of tower cranes, which will be referred throughout the work

Controle visual de automóveis em curvas em situação simulada: efeitos da experiência em contexto real

Dirigir é uma tarefa altamente complexa que requer sincronia entre informações adquiridas e comandos motores, sendo a visão fonte primordial de recursos para o controle do volante por parte do motorista, para que este possa fazer a manobra na quantidade correta e no momento apropriado. Simulações nem sempre preservam os aspectos relevantes do ambiente. O ponto tangente (PT), local mais interno da curva, é onde os motoristas olham em situações de curva ao conduzir um veículo durante contexto natural, e, de acordo com a literatura, este fenômeno também ocorre em situações experimentais com o uso de simuladores específicos de trânsito. Este estudo visa verificar se este comportamento se reproduz em situação simulada de videogame e como a experiência de dirigir naturalmente afeta o desempenho na simulação. Foram recrutados vinte participantes, divididos em dois grupos de dez pessoas cada, com e sem Carteira Nacional de Habilitação e todos com experiência em videogame. A tarefa foi conduzir um veículo em circuito gerado por um jogo de videogame, enquanto seus olhos, e seus respectivos movimentos, foram monitorados e gravados por sistema eye-tracker. Para análise dos dados, foi utilizado o vídeo da imagem gerada pelo videogame com a adição do cursor referente ao olhar do participante. Foram analisadas apenas as situações nas quais os participantes executavam a manobra de cada uma das onze curvas do percurso, utilizando o software ASL Results Plus (versão 1.8.2.18) para estabelecer Áreas de Interesse (AI) de 3º e 10º ao redor do ponto tangente da curva. As variáveis dependentes foram Número Total de Fixações (NF) e Duração Total das Fixações (DF). Os dados foram submetidos à análise de variância de medidas repetidas, tendo fatores grupo (HA ou NH), AI (outros 3º ou 10º) e curvas (onze curvas). Não houve efeito significativo de grupo para ambas as variáveis dependentes. Houve efeito principal de...

Controle visual de automóveis em curvas em situação simulada: efeitos da experiência em contexto real

Dirigir é uma tarefa altamente complexa que requer sincronia entre informações adquiridas e comandos motores, sendo a visão fonte primordial de recursos para o controle do volante por parte do motorista, para que este possa fazer a manobra na quantidade correta e no momento apropriado. Simulações nem sempre preservam os aspectos relevantes do ambiente. O ponto tangente (PT), local mais interno da curva, é onde os motoristas olham em situações de curva ao conduzir um veículo durante contexto natural, e, de acordo com a literatura, este fenômeno também ocorre em situações experimentais com o uso de simuladores específicos de trânsito. Este estudo visa verificar se este comportamento se reproduz em situação simulada de videogame e como a experiência de dirigir naturalmente afeta o desempenho na simulação. Foram recrutados vinte participantes, divididos em dois grupos de dez pessoas cada, com e sem Carteira Nacional de Habilitação e todos com experiência em videogame. A tarefa foi conduzir um veículo em circuito gerado por um jogo de videogame, enquanto seus olhos, e seus respectivos movimentos, foram monitorados e gravados por sistema eye-tracker. Para análise dos dados, foi utilizado o vídeo da imagem gerada pelo videogame com a adição do cursor referente ao olhar do participante. Foram analisadas apenas as situações nas quais os participantes executavam a manobra de cada uma das onze curvas do percurso, utilizando o software ASL Results Plus (versão 1.8.2.18) para estabelecer Áreas de Interesse (AI) de 3º e 10º ao redor do ponto tangente da curva. As variáveis dependentes foram Número Total de Fixações (NF) e Duração Total das Fixações (DF). Os dados foram submetidos à análise de variância de medidas repetidas, tendo fatores grupo (HA ou NH), AI (outros 3º ou 10º) e curvas (onze curvas). Não houve efeito significativo de grupo para ambas as variáveis dependentes. Houve efeito principal de...

Desenvolvimento de um modelo baseado em agentes para investigar a conformação e evolução de padrões populacionais de atividade física no lazer em adultos

Introdução: Grande parte das ações para promover a atividade física no lazer em populações tem apresentado tamanhos de efeito pequenos ou inexistentes, ou resultados inconsistentes. Abordar o problema a partir da perspectiva sistêmica pode ser uma das formas de superar esse descompasso. Objetivo: Desenvolver um modelo baseado em agentes para investigar a conformação e evolução de padrões populacionais de atividade física no lazer em adultos a partir da interação entre atributos psicológicos dos indivíduos e atributos dos ambientes físico construído e social em que vivem. Métodos: O processo de modelagem foi composto por três etapas: elaboração de um mapa conceitual, com base em revisão da literatura e consulta com especialistas; criação e verificação do algoritmo do modelo; e parametrização e análise de consistência e sensibilidade. Os resultados da revisão da literatura foram consolidados e relatados de acordo com os domínios da busca (aspectos psicológicos, ambiente social e ambiente físico construído). Os resultados quantitativos da consulta com os especialistas foram descritos por meio de frequências e o conteúdo das respostas questões abertas foi analisado e compilado pelo autor desta tese. O algoritmo do modelo foi criado no software NetLogo, versão 5.2.1., seguindo-se um protocolo de verificação para garantir que o algoritmo fosse implementado acuradamente. Nas análises de consistência e sensibilidade, utilizaram-se o Teste A de Vargha-Delaney, coeficiente de correlação de postos parcial, boxplots e gráficos de linha e de dispersão. Resultados: Definiram-se como elementos do mapa conceitual a intenção da pessoa, o comportamento de pessoas próximas e da comunidade, e a percepção da qualidade, do acesso e das atividades disponíveis nos locais em que atividade física no lazer pode ser praticada. O modelo representa uma comunidade hipotética contendo dois tipos de agentes: pessoas e locais em que atividade física no lazer pode ser praticada. As pessoas interagem entre si e com o ambiente construído, gerando tendências temporais populacionais de prática de atividade física no lazer e de intenção. As análises de sensibilidade indicaram que as tendências temporais de atividade física no lazer e de intenção são altamente sensíveis à influência do comportamento atual da pessoa sobre a sua intenção futura, ao tamanho do raio de percepção da pessoa e à proporção de locais em que a atividade física no lazer pode ser praticada. Considerações finais: O mapa conceitual e o modelo baseado em agentes se mostraram adequados para investigar a conformação e evolução de padrões populacionais de atividade física no lazer em adultos. A influência do comportamento da pessoa sobre a sua intenção, o tamanho do raio de percepção da pessoa e a proporção de locais em que a atividade física no lazer pode ser praticada são importantes determinantes da conformação e evolução dos padrões populacionais de atividade física no lazer entre adultos no modelo.

Análise do uso de escalas nas simulações de processos de estampagem

The purpose of using software based on numerical approximations for metal forming is given by the need to ensure process efficiency in order to get high quality products at lowest cost and shortest time. This study uses the theory of similitude in order to develop a technique capable of simulating the stamping process of a metal sheet, obtaining results close to the real values, with shorter processing times. The results are obtained through simulations performed in the finite element software STAMPACK®. This software uses the explicit integration method in time, which is usually applied to solve nonlinear problems involving contact, such as the metal forming processes. The technique was developed from a stamping model of a square box, simulated with four different scale factors, two higher and two smaller than the real scale. The technique was validated with a bending model of a welded plate, which had a high simulation time. The application of the technique allowed over 50% of decrease in the time of simulation. The results for the application of the scale technique for forming plates were satisfactory, showing good quantitative results related to the decrease of the total time of simulation. Finally, it is noted that the decrease in simulation time is only possible with the use of two related scales, the geometric and kinematic scale. The kinematic scale factors should be used with caution, because the high speeds can cause dynamic problems and could influence the results of the simulations.

Análise da fluência em vigas de concreto armado simplesmente apoiadas usando o método dos elementos finitos

Reinforced concrete creep is a phenomenon of great importance. Despite being appointed as the main cause of several pathologies, its effects are yet considered in a simplified way by the structural designers. In addition to studying the phenomenon in reinforced concrete structures and its current account used in the structural analysis, this paper compares creep strains at simply supported reinforced concrete beams in analytical and in experimental forms with the finite element method (FEM) simulation results. The strains and deflections obtained through the analytical form were calculated with the Brazilian code NBR 6118 (2014) recommendations and the simplified method from CEB-FIP 90 and the experimental results were extracted from tests available in the literature. Finite element simulations are performed using ANSYS Workbench software, using its 3D SOLID 186 elements and the structure symmetry. Analyzes of convergence using 2D PLANE 183 elements are held as well. At the end, it is concluded that FEM analyses are quantitative and qualitative efficient for the estimation of this non-linearity and that the method utilized to obtain the creep coefficients values is sufficiently accurate.