Analysis of mechanical behavior in bending of polymer composites using the finite elements method

The use of composite materials has increased in the recent decades, mainly in the aeronautics and automotives industries. In the present study is elaborated a computational simulation program of the bending test using the finite elements method, in the commercial software ANSYS. This simulation has the objective of analyze the mechanical behavior in bending of two composites with polymeric matrix reinforced with carbon fibers. Also are realized bending tests of the 3 points to obtain the resistances of the materials. Data from simulation and tests are used to make a comparison between two failures criteria, Tsai-Wu and Hashin criterion. Copyright © 2009 SAE International.

Transmission network expansion planning considering phase-shifter transformers

This paper presents a novel mathematical model for the transmission network expansion planning problem. Main idea is to consider phase-shifter (PS) transformers as a new element of the transmission system expansion together with other traditional components such as transmission lines and conventional transformers. In this way, PS are added in order to redistribute active power flows in the system and, consequently, to diminish the total investment costs due to new transmission lines. Proposed mathematical model presents the structure of a mixed-integer nonlinear programming (MINLP) problem and is based on the standard DC model. In this paper, there is also applied a specialized genetic algorithm aimed at optimizing the allocation of candidate components in the network. Results obtained from computational simulations carried out with IEEE-24 bus system show an outstanding performance of the proposed methodology and model, indicating the technical viability of using these nonconventional devices during the planning process. Copyright © 2012 Celso T. Miasaki et al.

Decay of photo-induced conductivity in Sb-doped SnO2 thin films, using monochromatic light of about bandgap energy

Doping tin dioxide (SnO2) with pentavalent Sb5+ ions leads to an enhancement in the electrical conductivity of this material, because Sb5+ substitutes Sn4+ in the matrix, promoting an electronic density increase in the conduction band, due to the donor-like nature of the doping atom. Results of computational simulation, based on the Density Functional Theory (DFT), of SnO2:4%Sb and SnO2:8%Sb show that the bandgap magnitude is strongly affected by the doping concentration, because the energy value found for 4 at%Sb and 8 at%Sb was 3.27 eV and 3.13 eV, respectively, whereas the well known value for undoped SnO2 is about 3.6 eV. Sb-doped SnO2 thin films were obtained by the sol-gel-dip-coating technique. The samples were submitted to excitation with below theoretical bandgap light (450 nm), as well as above bandgap light (266 nm) at low temperature, and a temperature-dependent increase in the conductivity is observed. Besides, an unusual temperature and time dependent decay when the illumination is removed is also observed, where the decay time is slower for higher temperatures. This decay is modeled by considering thermally activated cross section of trapping centers, and the hypothesis of grain boundary scattering as the dominant mechanism for electronic mobility. © 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Three-dimensional modeling and highly refined mesh generation of the aorta artery and its tunics

This paper describes strategies and techniques to perform modeling and automatic mesh generation of the aorta artery and its tunics (adventitia, media and intima walls), using open source codes. The models were constructed in the Blender package and Python scripts were used to export the data necessary for the mesh generation in TetGen. The strategies proposed are able to provide meshes of complicated and irregular volumes, with a large number of mesh elements involved (12,000,000 tetrahedrons approximately). These meshes can be used to perform computational simulations by Finite Element Method (FEM). © Published under licence by IOP Publishing Ltd.

Análise e implementação de técnicas de medição de microvibrações utilizando interferometria óptica e processadores digitais de sinais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da teoria de potência conservativa para análise de sistemas elétricos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comportamento do pedestre e ambiente térmico urbano

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelo do bulbo olfativo baseado em redes neurais recorrentes

Pós-graduação em Física - IGCE

O cálculo variacional e o problema da braquistócrona

Pós-graduação em Matemática Universitária - IGCE

Simulação numérica da clipagem arterial utilizando interação fluido-estrutura através do método de elementos finitos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Estudo de N-metilformamida em meio aquoso e não aquoso (THF)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem em simulação computacional do cristal e superfícies do BaZr'O IND. 3' e SrZrO IND. 3': propriedades eletrônicas e estruturais

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Proposta de um algoritmo híbrido de agendamento de grants baseado na priorização de filas para gerenciamento de recursos em WDM-PONs

As Redes Ópticas Passivas (Passive Optical Networks - PONs) vêm experimentando um sólido crescimento nas últimas décadas por terem sido concebidas como uma excelente alternativa para a solução de um dos maiores problemas para as redes de telecomunicações: o gargalo nas redes de acesso. A próxima geração desta tecnologia, as chamadas Next Genaration PONs (NG-PON), surgem como consequência da evolução das tecnologias ópticas e oferecem suporte aos serviços de próxima geração, melhorando os parâmetros de desempenho das TDM-PONs e inclusive aumentando a área de cobertura destas redes. Esta expansão geográfica beneficia as empresas de telecomunicações que passam a focar seus esforços na simplificação de suas infra-estruturas através da unificação das redes metropolitanas, de acesso e de backhaul, reduzindo a quantidade de nós e, consequentemente, de custos operacionais e financeiros. Trata-se de uma significativa mudança no cenário das redes de acesso que passam a ter grandes distâncias entre as Optical Network Units (ONUs) e o Central Office (CO) e uma imensa variedade de serviços, tornando fundamental a presença de algoritmos de agendamento capazes de gerenciar todos os recursos compartilhados de forma eficiente, ao mesmo tempo que garantem controle e justeza na alocação dinâmica dos tráfegos upstream e downstream. É a partir deste contexto que esta dissertação tem como objetivo geral apresentar a proposta de um algoritmo híbrido de agendamento de grants baseado na priorização de filas (Hybrid Grant Scheduler based on Priority Queuing – HGSPQ), que além de gerenciar todos os recursos em WDM-PONs, busca oferecer eficiência e controle ao Optical Line Terminal (OLT) no agendamento dinâmico dos tráfegos. Os resultados apresentados foram extraídos de cenários desenvolvidos em ambiente de simulação computacional e se baseiam nas métricas de atraso e vazão para avaliação de seu desempenho. Também será avaliado como a quantidade de recursos no OLT interfere nestas métricas.

Análise computacional dos campos de velocidade e temperatura do ambiente interno da usina termelétrica Santana - Amapá

A simulação numérica do escoamento de ar em ambientes internos é na atualidade o método mais apropriado para análise de conforto térmico em ambientes internos. O escoamento de ar nesses ambientes configura-se como um escoamento complexo, pois, em regra geral, é uma combinação de escoamentos cisalhantes livres (jatos) e cisalhantes de parede, além disso, esses escoamentos são governados por forças de inércia e forças de empuxo, caracterizando-o como de convecção mista. A combinação desses mecanismos cria um escoamento com características complexas, como zonas de recirculação, vórtices, descolamento e recolamento de camada-limite dentre outras. Portanto, a precisão da solução estará diretamente ligada, principalmente, na habilidade do modelo de turbulência adotado de reproduzir as características turbulentas do escoamento de ar e da transferência térmica. O objetivo principal do presente trabalho foi a simulação computacional do ambiente térmico interno do galpão que abriga os geradores e motores Wärtzilä da Usina Termelétrica Santana no estado do Amapá. A formulação matemática baseada na solução das equações gerais de conservação inclui uma análise dos principais modelos de turbulência aplicados ao escoamento de ar em ambientes internos, assim como os processos de transferência de calor associados. Na modelagem numérica o método de volumes finitos é usado na discretização das equações de conservação, através do código comercial Fluent-Airpak, que foi usado nas simulações computacionais para a análise dos campos de velocidade e temperatura do ar. A utilização correta do programa computacional foi testada e validada para o problema através da simulação precisa de casos retirados da literatura. Os resultados numéricos foram comparados a dados obtidos de medições experimentais realizados no galpão e apresentou boa concordância, considerando a complexidade do problema simulado, o objetivo da simulação em face da diminuição da temperatura no interior do galpão e, também, em função das limitações encontradas quando da tomada das medições experimentais. Além disso, foram feitas simulações de estratégias de melhoria do ambiente térmico da Usina, baseadas na realidade levantada e nos resultados da simulação numérica. Finalmente, foram realizadas simulações do protótipo de solução proposto para a diminuição da temperatura interna do galpão o que possibilitará um aumento, na faixa de 20 a 30%, do tempo de permanência no interior do galpão.

Investigação das características I x V e C x V de NCPS puro, com nitrogênio substitucional carregado (-1 e +1) e com grupos doador (NO2)-aceitador (NH2) através de métodos derivados de hartree-fock

Neste trabalho, fizemos uma investigação sobre o estudo teórico das características I x V e C x V de Nanotubo Carbono de Parede Simples (NCPS) puro, com Nitrogênio substitucional carregado com cargas -1 (caracterizando um indicativo de dopagem tipo n) e +1 (caracterizando um indicativo de dopagem tipo p) e na presença de grupos doador (NO₂)-aceitador (NH₂), através da simulação computacional do estado fundamental de NCPS, bem como de sua estrutura eletrônica e propriedades ópticas, utilizando parametrizações semi-empíricas AM1 (Austin Mudel 1) e ZINDO/S-ClS (Zerner´s lntermediate Neglect of Differential Orbital/Spectroscopic - Cunfiguration lnteraction Single) derivadas da Teoria de Hartree-Fock baseada em técnicas de química quântica. Por meio deste modelo teórico analisamos as propriedades ópticas e eletrônicas, de maior interesse para esses materiais, a fim de se entender a melhor forma de interação desses materiais na fabricação de dispositivos eletrônicos, tais como TECs (Transistores de Efeito de Campo) ou em aplicações em optoeletrônica tais como DEL (Dispositivo Emissor de Luz). Observamos que NCPS com Nitrogênio substitucional apresentam defeitos conformacionais do tipo polarônico. Fizemos as curvas dos espectros UV-visível de Absorção para NCPS armchair e zigzag puro, com Nitrogênio substitucional carregado com cargas (-1 e +1) e na presença de grupos doador (NO₂)-aceitador (NH₂), quando perturbados por intensidades diferentes de campo elétrico. Verificamos que em NCPS zigzag ao aumentarmos a intensidade do campo elétrico, suas curvas sofrem grandes perturbações. Obtivemos as curvas p x E, I x V e C x V para esses NCPS, concluímos que NCPS armchair possui comportamento resistor, pois suas curvas são lineares e zigzag possui comportamento semelhante ao dos dispositivos eletrônicos importantes para o avanço tecnológico. Assim, nossos resultados estão de bom acordo com os resultados experimentais e teóricos de NCPS puro e com Nitrogênio encontrados na literatura.