Desenvolvimento experimental e simulação numérica de uma réplica térmica de placa de circuito impresso

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Estudo de um método para simulação e teste de sistema de freio

The brake system of a Formula SAE car has determinant character in the quality of the project. Any flaw in the design of the brakes, the vehicle is rejected for the competition. The project well done, and its smooth operation, depends on some variables that should be studied and linked to the brake components, as needed by the vehicle. After the calculations, the components were defined according to commercial availability. So it is interesting simulation of braking when the vehicle will be submitted before the implementation of the brake system, saving time and cost. This project also enable the comparison between components from different brands. This work shows the study of a method that would allow simulate and test the brake system in an upcoming project for a bench test

Análise teórica e simulação computacional de um sistema de resfriamento líquido de processadores de computadores pessoais

This paper aims to study the thermal aspects involved in a liquid cooling system for processors, analyzing their competitiveness and efficiency across the fins and fan system usually used by personal computers, because electronic components become more potent and consequently current methods of cooling are becoming ineffective. The liquid cooling system and air cooling system have different heat transfer mechanisms that involve mainly convection and conduction heat transfer modes, and, furthermore, requires an analysis of fluid dynamics, which can evaluate the losses involved in the closed system, consisting in an exchanger heat pipe and water blocks in liquid cooling system or heat sink and turbo-axial fan in the air cooling system

Modelagem e simulação do mecanismo biela manivela e análise estrutural de biela automotiva

Nowadays, the automotive industry is working to optimize the design of engines, in order to reduce the fuel consumption with acceptable efficiency ratio. This undergraduate thesis is aimed at perform a kinematic/dynamic analysis of a slider-crank mechanism that is part of a four stroke internal combustion engine, the same engine that was used in the analysis described by Montazersadhd and Fatemi (2007). Two algorithms were developed based on Kane’s method to calculate velocities and accelerations of the mechanism bodies, and provide the acting forces at connecting rod joints. A SimMechanics model was developed to simulate the engine, and monitoring the same parameters that were calculated with the algorithms. The results obtained with both approaches were satisfactory and showed good agreement with the values provided by Montazersadhd and Fatemi (2007). The obtained results showed that the axial component of the rod joint efforts was caused by the pressure exerted on the piston head,whereas the radial component was related with the action of inertia loads. Besides, this thesis presents a connecting rod assembly mesh that is going to be used for static and fatigue finite element analysis in the future

Projeto mecânico de um modelo para túnel de vento e validação de seus componentes à partir de simulações em software de elementos finitos

The objective of this study was to develop a model that allows testing in the wind tunnel at high angles of attack and validates its most critical components by analyzing the results of simulations in finite element software. During the project this structure suffered major loads identified during the flight conditions and, from these, we calculated the stresses in critical regions defined as the parts of the model that have higher failure probabilities. All aspects associated with Load methods, mesh refining and stress analysis were taken into account in this approach. The selection of the analysis software was based on project needs, seeking greater ease of modeling and simulation. We opted for the software ANSYS® since the entire project is being developed in CAD platforms enabling a friendly integration between software's modeling and analysis

Otimização do processo de soldagem por resistência elétrica em compósitos PEI/fibras contínuas para aplicações aeronáuticas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Simulação sequencial de atributos diagnósticos do solo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação dos parâmetros tempo, corrente e pressão na soldagem por resistência elétrica de compósitos PEI/fibras contínuas: influência na resistência mecânica

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

Metodologia de simulação numérica do comportamento térmico em equipamentos eletroeletrônicos

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

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 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.

Flexibilidad discreta de mecanismos y estructuras

Cada vez con más frecuencia los procesos de diseño y fabricación de componentes mecánicos demandan herramientas de simulación que permitan el estudio dinámico de mecanismos con piezas deformables. Esto plantea dificultades numéricas debidas fundamentalmente al carácter no lineal de la dinámica de estos dispositivos; no linealidad fundamentalmente geométrica asociada a los grandes desplazamientos y/o grandes deformaciones. Existen en la literatura modelos de vigas no lineales capaces de resolver con precisión este tipo de problemas, aunque suelen ser computacionalmente costosos. Este trabajo pretende explorar la posibilidad de sustituir los elementos continuos deformables tipo viga por otros equivalentes formados por elementos rígidos interconectados con una flexibilidad discreta concentrada en los nodos. De esta manera, se pretende sustituir elementos que tienen una flexibilidad continua por otros equivalentes que la tienen discreta, concentrada en las articulaciones. Existen precedentes de estudios de discretización de vigas en barras rígidas unidas por muelles y resortes de flexión [3]. La novedad de este trabajo es que representa la rigidez a flexión y tracción mediante potenciales de penalización asociados a restricciones. Se estudiará una viga biapoyada sencilla en pequeñas deformaciones para establecer una equivalencia entre la viga continua y la viga discretizada con restricciones que representan la flexión. Para ello se obtendrá una relación entre la penalización a emplear y las características mecánicas de la viga y su discretización. El modelo resultante se implementará en un entorno de cálculo de C++, disponible en el grupo de investigación, para realizar diferentes cálculos que permitan evaluar los resultados.

Ensino-aprendizagem de enfermagem em simulação clínica: desenvolvendo competência profissional para prevenção de úlceras por pressão

O desenvolvimento de competências profissionais em processos de ensino-aprendizagem insere a simulação na perspectiva tecnológica realística de situações clínicas para atingir objetivos educacionais, visando segurança e qualidade. A ação competente operacionaliza saberes pela combinação de conhecimentos, habilidades e atitudes. A competência avaliação de risco para úlcera por pressão é privativa do enfermeiro, o agravo é indicador de qualidade e segurança do paciente. O objetivo do estudo foi avaliar o processo de ensino-aprendizagem ante a estratégia de simulação clínica, visando o desenvolvimento da competência profissional avaliação de risco para úlceras por pressão e seus respectivos conhecimentos, habilidades e atitudes. Fundamentou-se, teoricamente, o estudo, nos preceitos da andragogia, no modelo de Simulação da National League for Nursing/Jeffries, nas concepções de competências de Le Boterf e recomendações para prevenção de úlcera por pressão do NPUAP/ EPUAP. Trata-se de estudo descritivo com análise quanti e qualitativa, desenvolvido no Laboratório de Simulação da Universidade Federal do Piauí, em Teresina, com estudantes de enfermagem do último ano do curso. Constou de três etapas: construção e validação de conteúdo do instrumento para conhecimentos, habilidades e atitudes da competência, elaboração do plano de aula e sequência didática do cenário de simulação, aplicação de pré/pós-teste sobre o componente \"conhecimento\", aula expositiva, execução do cenário de simulação pelos estudantes, avaliação dos cenários pelo comitê de juízes e debriefing por grupo focal, após o cenário. Verificou-se confiabilidade do construto e do instrumento de medida da competência com concordância predominando de 80 a 100% de pertinência. O instrumento constou de 32 itens: conhecimento (14), habilidades (8) e atitudes (10), com escala de resposta de cinco pontos, de nada (1) a extremamente (5). Inicialmente o estudo contou com 35 estudantes. Desses, 29 (82,8%) participaram da simulação. Predominou o sexo feminino 22 (76%), faixa etária de 21 a 24 anos, 24 (82,7%) e procedentes de Universidades Públicas do Estado do Piauí (83%). Os resultados mostraram melhores níveis de combinação de saberes para o componente conhecimentos, após a aplicação das estratégias de ensino autorreferidos pelos estudantes. Na avaliação dos conhecimentos, habilidade e atitudes, durante o cenário, houve discordância entre os juízes: para o juiz 1 predominaram parâmetros negativos da escala (nada e muito pouco) e para o juiz 2 e 3 os positivos (bastante e extremamente). As comparações pelo teste de variância ANOVA mostraram diferenças significativas entre juiz 1 e 2 (p-valor = < 0,01) e juiz 1 e 3 (p-valor=<0,01) para todos os componentes. A análise dos dados obtidos, durante o debriefing, originou cinco categorias com suas respectivas unidades de registro temáticas pela análise de conteúdo de Bardin. Os resultados sugerem que a estratégia é capaz de resgatar o raciocínio operativo dos estudantes durante a ação, desenvolver pensamento crítico-reflexivo sobre a competência, identificar lacunas de aprendizagem, promover satisfação aos estudantes e melhorar a autoimagem profissional. Conclui-se que a estratégia possibilita o desenvolvimento da competência avaliação de risco para úlcera por pressão nas dimensões de saberes (conhecimento), fazeres (habilidades) e querer-agir, saber-agir e poder-agir (atitudes), explorados neste estudo.

Desenvolvimento de estratégias de otimização contínua e discreta para problemas de fluxo de potência ótimo

O objetivo do presente trabalho é a investigação e o desenvolvimento de estratégias de otimização contínua e discreta para problemas de Fluxo de Potência Ótimo (FPO), onde existe a necessidade de se considerar as variáveis de controle associadas aos taps de transformadores em-fase e chaveamentos de bancos de capacitores e reatores shunt como variáveis discretas e existe a necessidade da limitação, e/ou até mesmo a minimização do número de ações de controle. Neste trabalho, o problema de FPO será abordado por meio de três estratégias. Na primeira proposta, o problema de FPO é modelado como um problema de Programação Não Linear com Variáveis Contínuas e Discretas (PNLCD) para a minimização de perdas ativas na transmissão; são propostas três abordagens utilizando funções de discretização para o tratamento das variáveis discretas. Na segunda proposta, considera-se que o problema de FPO, com os taps de transformadores discretos e bancos de capacitores e reatores shunts fixos, possui uma limitação no número de ações de controles; variáveis binárias associadas ao número de ações de controles são tratadas por uma função quadrática. Na terceira proposta, o problema de FPO é modelado como um problema de Otimização Multiobjetivo. O método da soma ponderada e o método ε-restrito são utilizados para modificar os problemas multiobjetivos propostos em problemas mono-objetivos. As variáveis binárias associadas às ações de controles são tratadas por duas funções, uma sigmoidal e uma polinomial. Para verificar a eficácia e a robustez dos modelos e algoritmos desenvolvidos serão realizados testes com os sistemas elétricos IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras. Todos os algoritmos e modelos foram implementados em General Algebraic Modeling System (GAMS) e os solvers CONOPT, IPOPT, KNITRO e DICOPT foram utilizados na resolução dos problemas. Os resultados obtidos confirmam que as estratégias de discretização são eficientes e as propostas de modelagem para variáveis binárias permitem encontrar soluções factíveis para os problemas envolvendo as ações de controles enquanto os solvers DICOPT e KNITRO utilizados para modelar variáveis binárias não encontram soluções.