Identifica����o modal e simulação da resposta s��smica de barragens ab��bada

Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laborat��rio Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obten����o do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no ��mbito do protocolo de coopera����o ente o ISEL e o LNEC

Simulação de processos de adsor����o recorrendo ao Aspen Chromatography

As opera����es de separa����o por adsor����o t��m vindo a ganhar import��ncia nos ��ltimos anos, especialmente com o desenvolvimento de t��cnicas de simulação de leitos m��veis em colunas, tal como a cromatografia de Leito M��vel Simulado (Simulated Moving Bed, SMB). Esta tecnologia foi desenvolvida no in��cio dos anos 60 como m��todo alternativo ao processo de Leito M��vel Verdadeiro (True Moving Bed, TMB), de modo a resolver v��rios dos problemas associados ao movimento da fase s��lida, usuais nestes métodos de separa����o cromatogr��ficos de contracorrente. A tecnologia de SMB tem sido amplamente utilizada em escala industrial principalmente nas ind��strias petroqu��mica e de transforma����o de a����cares e, mais recentemente, na ind��stria farmac��utica e de qu��mica fina. Nas ��ltimas d��cadas, o crescente interesse na tecnologia de SMB, fruto do alto rendimento e eficiente consumo de solvente, levou �� formula����o de diferentes modos de opera����o, ditos n��o convencionais, que conseguem unidades mais flex��veis, capazes de aumentar o desempenho de separa����o e alargar ainda mais a gama de aplica����o da tecnologia. Um dos exemplos mais estudados e implementados �� o caso do processo Varicol, no qual se procede a um movimento ass��ncrono de portas. Neste ��mbito, o presente trabalho foca-se na simulação, an��lise e avalia����o da tecnologia de SMB para dois casos de separa����o distintos: a separa����o de uma mistura de frutose-glucose e a separa����o de uma mistura rac��mica de pindolol. Para ambos os casos foram considerados e comparados dois modos de opera����o da unidade de SMB: o modo convencional e o modo Varicol. Desta forma, foi realizada a implementa����o e simulação de ambos os casos de separa����o no simulador de processos Aspen Chromatography, mediante a utiliza����o de duas unidades de SMB distintas (SMB convencional e SMB Varicol). Para a separa����o da mistura frutose-glucose, no quediz respeito �� modeliza����o da unidade de SMB convencional, foram utilizadas duas abordagens: a de um leito m��vel verdadeiro (modelo TMB) e a de um leito m��vel simulado real (modelo SMB). Para a separa����o da mistura rac��mica de pindolol foi considerada apenas a modeliza����o pelo modelo SMB. No caso da separa����o da mistura frutose-glucose, procedeu-se ainda �� otimiza����o de ambas as unidades de SMB convencional e Varicol, com o intuito do aumento das suas produtividades. A otimiza����o foi realizada mediante a aplica����o de um procedimento de planeamento experimental, onde as experi��ncias foram planeadas, conduzidas e posteriormente analisadas atrav��s da an��lise de vari��ncia (ANOVA). A an��lise estat��stica permitiu selecionar os n��veis dos fatores de controlo de modo a obter melhores resultados para ambas as unidades de SMB.

Estudo de falha em placas laminadas usando métodos anal��ticos e num��ricos

Trabalho Final de Mestrado para obten����o do grau de Mestre em Engenharia de Manuten����o

Modelagem e simulação da din��mica do arrastamento por ar

Os compostos org��nicos vol��teis constituem uma fonte vulgar de contamina����o da ��gua subterr��nea, a qual pode ser eliminada pela tecnologia do arrastamento por ar (air stripping) em colunas com enchimento desordenado e utilizando fluxos das fases em contra-corrente. Prop��e-se neste trabalho uma nova metodologia de dimensionamento destas colunas, para qualquer tipo de enchimento e de contaminante, onde n��o h�� necessidade de se arbitrar nenhum di��metro, onde se evita o recurso a ��bacos experimentais e onde o regime hidr��ulico conveniente �� seleccionado �� partida. O procedimento proposto foi algoritmizado e convertido num programa em linguagem C++. Para verificar e testar n��o s�� o dimensionamento mas tamb��m o comportamento te��rico estacion��rio e din��mico construiu-se de raiz uma coluna experimental. Seleccionou-se como contaminante uma solu����o de clorof��rmio em ��gua destilada. A experimenta����o permite, ainda, corrigir o coeficiente de transfer��ncia de massa global te��rico estimado pelas correla����es de Onda e que depende de in��meros par��metros nem sempre control��veis experimentalmente. Apresenta-se, em seguida, um modelo original de simulação din��mica do comportamento da coluna e que �� constitu��do por um sistema de equa����es diferenciais n��o lineares (par��metros distribuidos). No entanto, se os d��bitos forem arbitrados como constantes, o sistema passa a ser linear apesar de n��o possuir solu����o anal��tica evidente (p.e. por transforma����es integrais). A discretiza����o por diferen��as finitas permitiu superar estas dificuldades. Existe uma not��vel concord��ncia entre os valores experimentais e os previstos no modelo.

Transfer��ncia de massa atrav��s de arrastamento por ar: resultados de simulação laboratorial e num��rica

O tolueno tem uma vasta aplica����o industrial e apresenta alguns riscos para a sa��de humana. Legisla����o comunit��ria, recentemente publicada, exige que se cumpra a m��dio prazo padr��es m��nimos de qualidade apontando como limite m��ximo de concentra����o de tolueno na ��gua destinada a consumo humano o valor de 1 ppm. O processo de arrastamento por ar em colunas com enchimento desordenado �� uma das t��cnicas de remo����o dispon��veis, embora ainda pouco implementada no nosso pa��s. Neste trabalho simulou-se, laboratorial e numericamente, a remo����o do tolueno da ��gua atrav��s desta tecnologia sob condi����es operat��rias pr��-estabelecidas. A simulação �� escala laboratorial foi executada numa instala����o piloto constitu��da por uma coluna de vidro acr��lico com 0.137metros de di��metro interno preenchida desordenadamente com an��is Raflux de polietileno com 15mil��metros de calibre numa altura de 1.10 metros. A experimenta����o efectuada abrangeu ensaios realizados quer em regime permanente quer em regime transit��rio. As simula����es num��ricas do comportamento de uma coluna com id��nticas caracter��sticas, em estado estacion��rio e em estado transiente, foram efectuadas com ���software��� espec��fico concebido para MatLab. Este software permite a descri����o do regime hidrodin��mico e da transfer��ncia de massa deste processo de acordo com os modelos de Robbins [Robbins, 1991] e Onda [Onda, 1968], respectivamente, inseridos num modelo global fenomenol��gico traduzido num sistema de equa����es ��s derivadas parciais de 1�� ordem, do tipo hiperb��lico, com uma vari��vel espacial axial e uma vari��vel temporal. A resolu����o deste modelo �� efectuada atrav��s de algoritmos e estrat��gias espec��ficas nomeadamente a implementa����o num��rica dos métodos expl��cito de Euler para resolu����o do sistema de ED0s que traduz o estado estacion��rio primitivo e de diferen��as finitas com esquema expl��cito associado a manipula����o de matrizes esparsas para resolu����o do sistema de EDPs que traduz o estado din��mico. A concord��ncia entre os resultados obtidos na teoria e na pr��tica, pese embora as dificuldades encontradas no controlo anal��tico das amostras, permite concluir que o modelo proposto possui um rigor fenomenol��gico suficiente e que o modelo num��rico associado possibilita um elevado grau de exactid��o e de fiabilidade. A aplica����o desenvolvida pode constituir uma importante ferramenta de apoio �� an��lise din��mica desta opera����o unit��ria �� escala industrial, reduzindo o esfor��o experimental e os respectivos custos associados. Constitui igualmente a base para uma implementa����o de um potencial sistema de controlo por actua����o antecipada com base num modelo que reveste a forma de um sistema de par��metros distribu��dos.

Desenvolvimento de modelo de primeiros princ��pios para simulação din��mica de uma coluna de destila����o cont��nua

Trabalho Final de Mestrado para obten����o do grau de Mestre em Engenharia Qu��mica e Biol��gica

TRFS: desenvolvimento de um prot��tipo para simulação microsc��pica de tr��fego

Disserta����o para obten����o do grau de Mestre em Engenharia Civil na ��rea de Especializa����o de Vias de Comunica����o e Transportes

Avalia����o do desempenho de liga����es tubulares em estruturas de ve��culos pesados de passageiros por simulação num��rica

Nesta Disserta����o ir-se-�� avaliar o desempenho de algumas liga����es existentes nos ve��culos pesados de passageiros, atrav��s do Regulamento Euroc��digo 3. Nos ��ltimos anos ocorreram diversos acidentes envolvendo este tipos de ve��culos, em que os mesmos causaram v��timas mortais e feridos graves. Ser��o testadas por simulação num��rica algumas liga����es pertencentes a elementos constituintes da superestrutura, em que esta �� normalmente afectada com a ocorr��ncia de acidentes. Assim sendo, o estudo de n��s de liga����o tem uma import��ncia fulcral para que uma superestrutura suporte situa����es extremas e que resista a solicita����es externas aplicadas. Iniciou-se esta Disserta����o com o estudo da sinistralidade e de acidentes que envolvem ve��culos pesados de passageiros. No cap��tulo 2 abordou-se um programa que promove simula����es num��ricas de acidentes e estudo do comportamento dos passageiros em caso de acidente, sendo referido o Regulamento que homologa os ve��culos pesados de passageiros e os seus principais métodos. Abordaram-se os principais constituintes da estrutura de um ve��culo pesado de passageiros. No cap��tulo 3, �� referido o Euroc��digo 3 em termos do estudo das liga����es tubulares usadas neste tipo de ve��culos. No cap��tulo 4, fez-se o estudo e selec����o de elementos a utilizar para a simulação num��rica de casos preconizados pelo Euroc��digo 3 e estudaram-se tr��s tipos de liga����es que s��o usadas na constru����o da superestrutura deste tipo de ve��culos, tendo-se retirado conclus��es deste estudo.

Modelamento e simulação de um sistema inversor trif��sico para inje����o de energia na rede de distribui����o a partir de fontes renov��veis do tipo FV

Este trabalho baseia se na necessidade de aumentar as fontes renov��veis de energia, reduzindo assim a depend��ncia de fontes n��o renov��veis, principalmente as poluentes como as de provenientes de combust��veis fosseis. A fonte de energia renov��vel explorada neste trabalho �� a advinda de energia solar, com a utiliza����o de pain��is solares e métodos de extra����o para converter esta energia em energia el��trica e assim poder utilizar esta energia de forma eficiente. A energia produzida por pain��is fotovoltaicos se apresenta em forma de corrente continua, tendo assim a necessidade do uso de conversores CC-CA, ou ditos inversores de tens��o, para utiliza����o da mesma, j�� que a maioria do equipamentos que utilizam energia el��trica s��o constru��dos em forma a serem abastecidos com energia el��trica em corrente alternada. Como este trabalho foca na inje����o da energia produzida pelos pain��is FV na rede de distribui����o de baixa tens��o, faz se necess��rio o uso de um PLL para garantir que o sistema inversor esteja em sincronismo com a rede de distribui����o e possa garantir a entrega de energia ativa. Por fim mas n��o menos importante, �� utilizado neste projeto t��cnicas de MPPT para garantir um maior aproveitamento da energia proveniente dos pain��is FV, ajudando assim a melhorar a efic��cia deste tipo de energia, sendo mais fi��vel e vi��vel.

Estudo de Ferramentas FEA Comerciais na Simulação Num��rica de Processos de Conforma����o de Chapas Met��licas. Aplica����o �� Ind��stria Autom��vel.

Os componentes obtidos atrav��s da conforma����o pl��stica de chapas t��m uma grande import��ncia, tanto na etapa de concep����o do produto como na etapa de produ����o na ind��stria autom��vel. Isto comprova-se pelo facto de, em m��dia, cada autom��vel integrar cerca de 500 componentes estampados para construir o chassis e a carro��aria [Alves 2003]. Deste total de componentes, 50 s��o de grandes dimens��es (portas, tejadilho, pain��is inferior e laterais, entre outros) e necessitam, em m��dia, de cinco ferramentas para o seu fabrico, sendo o custo estimado para cada ferramenta de 230 000 ��� [Col 2000, Alves 2003]. Para al��m da ind��stria autom��vel, a conforma����o pl��stica de chapas met��licas �� um processo tecnol��gico presente nas ind��strias relativas �� aeroespacial, petrol��fera, decora����o, alimentar, entre outras. Do ponto de vista do enquadramento econ��mico, cerca de 20% do custo total de um autom��vel novo �� devido �� incorpora����o de componentes met��licos estampados. [Alves 2003]. A press��o do ���Mercado Global��� faz com que os custos relativos �� mat��ria-prima, energia e m��o-de-obra sejam uma constante em termos de redu����o do seu impacte no or��amento das empresas fornecedoras destes produtos. �� neste contexto que surge a necessidade da realiza����o deste estudo de Benchmark de Softwares, tornando-se bastante importante, quer ao n��vel da competitividade industrial, quer ao n��vel da inova����o para novos produtos. A an��lise por elementos finitos desempenha um papel primordial no tryout virtual e otimiza����o das ferramentas e processos de conforma����o pl��stica. Os objetivos principais deste estudo de simulação num��rica s��o a identifica����o e compara����o dos resultados obtidos pelo AUTOFORM e pelo PAMSTAMP, para cada uma das vari��veis identificadas como as mais influentes na robustez dos processos de estampagem de chapa met��lica. Estas vari��veis identificadas s��o: consumo de material (Draw-in) ap��s conforma����o; for��as de conforma����o; valores de varia����o de espessura e dos valores de extens��o e resultados de Springback. Os resultados obtidos s��o comparados com os resultados experimentais e, desta forma, avalia-se a capacidade inovadora e a efic��cia de cada um dos softwares, obtendo-se assim, uma orienta����o mais real para o software mais indicado aos objetivos impostos pela ind��stria autom��vel. Para este efeito, a ind��stria autom��vel, como maior impulsionador e motor da investiga����o na ��rea da simulação num��rica aplicada aos processos de estampagem, tem aderido em peso ao Benchmarking. Um exemplo disto, �� o que acontece nas confer��ncias Numisheet. O Benchmark #2 da confer��ncia Numisheet 2008 �� analisado pormenorizadamente e os resultados num��ricos e experimentais s��o comparados e apresentados. Dois materiais distintos (a��o HC260LAD e liga de alum��nio AC170), assim como tr��s modelos com geometrias diferentes (com e sem freios) s��o apresentados neste relat��rio. Com vista �� redu����o dos ciclos tentativa-erro, tem-se adotado ciclos virtuais ou num��ricos e tem-se incrementado a interatividade entre as fases de concep����o e projeto, num conceito muito pr��prio, mas cada vez mais abrangente, denominado ���produ����o virtual���. �� nesta filosofia que se insere a simulação num��rica dos processos de conforma����o de chapa.

Dete����o e diagn��stico de falhas em sistemas de acionamento com m��quinas de indu����o hexaf��sicas

A automatiza����o dos processos industriais, onde os acionamentos eletromec��nicos representam a sua principal componente, levou �� necessidade destes equipamentos funcionarem de forma ininterrupta. No entanto, nenhum acionamento est�� isento da ocorr��ncia de uma falha, ou de uma combina����o de falhas simult��neas, resultando num deficiente funcionamento ou mesmo na sua paragem. Neste contexto, a m��quina de indu����o hexaf��sica apresenta-se especialmente indicada, pelas vantagens que o aumento do n��mero de fases possibilita, para sistemas que requerem uma elevada disponibilidade. O trabalho apresentado nesta disserta����o tem como objetivo principal o estudo da dete����o e diagn��stico de falhas num acionamento baseado em m��quina de indu����o hexaf��sica. A metodologia adotada no trabalho baseia-se no desenvolvimento de um modelo matem��tico adequado �� simulação e an��lise do funcionamento da m��quina hexaf��sica, em modo normal e com falha, e no desenvolvimento de estrat��gias/métodos de dete����o e diagn��stico de falhas, quer para a m��quina de indu����o hexaf��sica quer para o respetivo inversor. Os métodos propostos s��o baseados na an��lise de padr��es das correntes de fases. Deste trabalho resultou ainda a implementa����o de um prot��tipo laboratorial de acionamento hexaf��sico. Os resultados obtidos por simulação e provenientes dos ensaios experimentais permitem validar o modelo proposto para a m��quina de indu����o hexaf��sica, em modo normal e com falha, assim como os métodos de dete����o e diagn��stico de falhas propostos. �� ainda analisada a capacidade de funcionamento do acionamento desenvolvido em modo de falha

M��todes del proc��s de fabricaci��. Analogies i difer��ncies amb el proc��s a escala industrial. Import��ncia dels controls en la fabricaci��. 'Métodos del proceso de fabricaci��n. Analog��as y diferencias con el proceso a escala industrial. Importancia de los controles en la fabricaci��n'.

Primer cr��dito del m��dulo n��mero seis del ��rea de tecnolog��a dirigido a la segunda etapa del ciclo. El desarrollo de la programaci��n se realiza en dos fases. La primera fase se desarrolla en el centro, seleccionando, proyectando y construyendo un producto elegido. La segunda parte se realiza en una empresa, donde se estudian las analog��as y diferencias con el proceso utilizado en el aula. Expone los contenidos, objetivos did��cticos, enumera las actividades de aprendizaje de la fase previa a la realizaci��n, la de realizaci��n y la de visita a la empresa. Incluye todo el material de soporte a las actividades de aprendizaje del proceso de fabricaci��n en el ��mbito de la empresa, de los sistemas de fabricaci��n, de las operaciones de montaje, etc..

La realizaci��n de proyectos como eje de la estrategia docente en la ense��anza de los métodos de investigaci��n educativa.

Resumen basado en el de la revista. Contiene un anexo

Una experiencia de aprendizaje basado en problemas en la asignatura métodos de investigaci��n.

Resumen tomado de la publicaci��n

Una experiencia de aprendizaje basado en problemas en la asignatura métodos de investigaci��n.

Resumen tomado de la publicaci��n