Dissertations / Theses: 'Otimização de projeto'

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Blasi, Junior Francisco. "Otimização em loops no Projeto Xingo." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/276316.

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Abstract:

Orientador: Rodolfo Jardim de Azevedo
Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-05T13:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BlasiJunior_Francisco_M.pdf: 934725 bytes, checksum: 6a13eaaaee52e0aabb1a74f3c2c4669f (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: As otimizações implementadas em compiladores proporcionam uma melhora significativa de desempenho dos programas. Em muitos casos, proporcionam também a redução do tamanho do programa. Quase todos os programas em produção são compilados com diretivas de otimização, para obter máximo desempenho.Para o estudo de novas técnicas de otimização, faz-se necessário um ambiente de testes no qual essas técnicas possam ser incorporadas facilmente. O projeto Xingó foi desenvolvido com esse intuito. Gerando código C compilável, o Xingó proporciona facilmente a verificação do resultado das otimizações implementadas.Este trabalho mostra a implementa¸c¿ao de algumas otimizações em loops no projeto Xingó, demonstrando a viabilidade de novas otimizações serem incorporadas. Além disso, este trabalho analisa o resultado da utiliza¸c¿ao de ferramentas disponíveis no mercado que verificam a corretude de cada uma das otimizações e que avaliam o desempenho do sistema com as otimizações implementadas
Abstract: Software performance is signifcantly improved by the optimizations implemented on the compilers. In some cases, the compiler optimizations also reduces the size of the software.It is necessary to have a test environment in order to study the result of optimization technics. The Xingó project was developed with such a concept in mind. By generating C compilable code, Xingó allows easy visualization of the results of new optimization technics.This work shows the implementation of some loop optimizations on the Xingó project, demonstrating that it can incorporate new optimizations. Besides that, this work shows the results from the usage of available tools that checks each optimization correctness and also tools that analyses the performance of the system with the optimizations incorporated.
Mestrado
Engenharia de Computação
Mestre em Computação

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Ugarte, Ernesto de Las Casas de La Torre. "Otimização do projeto de embarcações pesqueiras." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-04072007-130257/.

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Abstract:

O propósito deste trabalho foi o de elaborar uma metodologia de projeto de embarcações pesqueiras como alternativa ao processo clássico baseado na seqüência da \"Espiral de Projetos\". A metodologia proposta faz uso de um algoritmo de otimização que tem como finalidade automatizar cada uma das etapas e aperfeiçoar o resultado final mediante a busca, dentro do espaço de soluções viáveis (chamadas de soluções satisfatórias), da solução \"ótima\", ou seja, a melhor solução para uma determinada condição. Devido ao fato de cada zona de pesca ter suas características particulares no que diz respeito a condições ambientais (altura das ondas e força do vento), arte de pesca desenvolvida na região e normas impostas pela Autoridade Marítima, foi feita, em particular, uma aplicação ao caso da pesca no litoral peruano, pois foram consideradas no desenvolvimento do trabalho peculiaridades e dados que estão presentes nesta região. Neste sentido, desenvolveu-se um programa automatizado e otimizado baseado em uma seqüência de cálculos que permite projetar, a partir dos requisitos do armador, as características de uma embarcação pesqueira que cumpre um conjunto de restrições impostas e que atende ao objetivo desejado, ou seja, a embarcação que represente, através dessas características, a melhor solução possível para uma função de mérito ou função objetivo imposta. Desta forma, utilizando a técnica da parametrização de embarcações semelhantes, assim como métodos conhecidos para cálculo de características e atributos associados a navios pesqueiros, e também um algoritmo matemático de busca, demonstrou-se que é possível projetar uma embarcação pesqueira, do tipo de cerco, a partir dos requisitos do armador, com bons resultados, em períodos curtos de tempo e dentro das margens esperadas em etapas preliminares de projeto.
The purpose of this work was to develop a methodology for a fishing vessel design as alternative to the classic process based on the sequence of the \"Design Spiral.\" The proposed methodology use an optimization algorithm that aims to automate each one of the stages of the design and to improve the final result by the search, among the space of viable solutions (calls of satisfactory solutions), of the optimal solution, in other words, to find the best solution for a determined condition. Due to different characteristics of each fishing area such as: environmental conditions (height of the waves and wind intensity), the fishing gear used in the region and the rules established by the local Maritime Authority, this tool contemplates specific applications to fishing in the Peruvian coasts. Therefore, the development of this tool considered the corresponding data available for the region and the particularities unique to this fishing ground. In this context, an automated and optimized program was created based on a sequence of calculations, allowing to project, under the owner\'s requirements, fitting the characteristics of a fishing vessel that contemplates the imposed restrictions while achieving the overall objective. In other words, the resulting vessel will achieve, through these characteristics, the best possible solution in terms of functionality and desired requirements. Therefore, using the parametric technique of similar vessels, as well as known methods for the calculation of characteristics and associated attributes for fishing vessels and the use of a search mathematical algorithm, it was demonstrated that it is possible to design a fishing vessel of the seiner type, from the requirements of the owner, with good results, in few periods of time and within expected rates in preliminary stages of the project.

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Ferreira, Pedro Henrique Ribeiro. "Projeto e otimização de árvores de manivelas." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-15092008-143121/.

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Abstract:

O presente trabalho objetivou ilustrar procedimentos de analise auxiliada por computador e metodologia de desenvolvimento para arvores de manivela tendo-se como meta sugestões de boas praticas de projeto visando a otimização de componentes segundo necessidades ditadas pelos clientes, competidores e legislações vigentes. Ilustrou-se uma lista das etapas principais do projeto e desenvolvimento de virabrequins com foco na analise dinâmica e estrutural do componente. Para estas etapas especificas, resumiu-se a teoria básica envolvida nos cálculos e analises necessários e, para casos de abordagens consagradas distintas na resolução de um mesmo problema, realizou-se uma comparação de precisão e custo envolvidos. Posteriormente, aplicou-se o conjunto de ferramentas analisadas em um estudo de caso com uma arvore de manivelas de quatro cilindros em linha, obtendo-se o desempenho estrutural e dinâmico do componente seguido de uma otimização paramétrica. Observou-se um potencial de ganho de precisão desde o calculo do carregamento aplicado no componente a otimização do mesmo, com o uso de métodos clássicos aplicados a nova tecnologia de software e hardware disponível. Concluiu-se que a organização adequada e utilização específica das ferramentas disponíveis trazem benefícios expressivos na qualidade dos resultados, melhor utilização dos recursos disponíveis e visão global do vinculo de diferentes parâmetros de desempenho.
In the current dissertation it was aimed to illustrate procedures regarding computer aided analysis and methodology for development of crankshafts seeking best practices suggestions to design and focusing on component optimization. These methods must adequate component design to customer, competitors and laws demands. Main development and design tasks for crankshafts were shown centering attention on dynamic and structural analysis. The basic needed theory for these specific tasks with calculus and analyses was summarized and, when more than one common approach was applicable, a cost and precision comparison was performed. Afterward, these tools were applied in a case study where main performance parameters for an inline four cylinder engine crankshaft were obtained. The component was analyzed structurally and dynamically for a subsequent parametric optimization. A potential benefit in precision was observed from applied loads calculation to the mentioned optimization by using available classic methods and modern software and hardware technology mutually. It was concluded that, with an adequate project organization and specific usage of available methods, expressive results can be obtained in results quality, best resources employment and general understanding of performance parameters links.

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Souza, Valeska Martins de. "PROJETO DE CONTROLADOR ROBUSTO VIA OTIMIZAÇÃO CONVEXA." Universidade Federal do Maranhão, 2002. http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/319.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valeska Martins Souza.pdf: 622283 bytes, checksum: 075dc5eb2d1ecc78b4ecd96ae57ab70e (MD5) Previous issue date: 2002-02-13
In this dissertation a new methodology of based convex optimization in linear matrix inaqualities is proposal as basic instrument for the synthesis of robust controllers of discrete and linear dynamic systems that take care of to the specifications of perturbations of worse case.
Nesta dissertação é proposta uma nova metodologia de otimização convexa baseada em desigualdades matriciais lineares como instrumento básico para a síntese de controladores robustos de sistemas dinâmicos discretos e lineares que atendam às especificações de pertubações de pior caso.

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Júnior, Paulo Roberto Caixeta. "Otimização multidisciplinar em projeto de asas flexíveis." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-22122006-111540/.

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Abstract:

A indústria aeronáutica vem promovendo avanços tecnológicos em velocidades crescentes, para sobreviver em mercados extremamente competitivos. Neste cenário, torna-se imprescindível o uso de ferramentas de projeto que agilizem o desenvolvimento de novas aeronaves. Os atuais recursos computacionais permitiram um grande aumento no número de ferramentas que auxiliam o trabalho de projetistas e engenheiros. O projeto de uma aeronave é uma tarefa multidisciplinar por essência, o que logo incentivou o desenvolvimento de ferramentas computacionais que trabalhem com várias áreas ao mesmo tempo. Entre elas se destaca a otimização multidisciplinar em projeto, que une métodos de otimização à modelos matemáticos de áreas distintas de um projeto para encontrar soluções de compromisso. O presente trabalho introduz a otimização multidisciplinar em projeto (Multidisciplinary Design Optimization - MDO) e discorre sobre algumas aplicações possíveis desta metodologia. Foi realizada a implementação de um sistema de MDO para o projeto de asas flexíveis, considerando restrições de aeroelasticidade dinâmica e massa estrutural. Como meta, deseja-se encontrar distribuições ideais de rigidezes flexional e torcional da estrutura da asa, para maximizar a velocidade crítica de flutter e minimizar a massa estrutural. Para tanto, foram utilizados um modelo dinâmico-estrutural baseado no método dos elementos finitos, um modelo aerodinâmico não-estacionário baseado na teoria das faixas e nas soluções bidimensionais de Theodorsen, um modelo de previsão de flutter que utiliza o método K e, por fim, um otimizador baseado no método de algoritmos genéticos (AGs). São apresentados os detalhes empregados em cada modelo, as restrições aplicadas e a maneira como eles interagem ao longo da otimização. É feita uma análise para a escolha dos parâmetros de otimização por AG e em seguida a avaliação de dois casos, para verificação da funcionalidade do sistema implementado. Os resultados obtidos demonstram uma metodologia eficiente, que é capaz de buscar soluções ótimas para problemas propostos, que com devidos ajustes pode ter enorme valor para acelerar o desenvolvimento de novas aeronaves.
The aeronautical industry is always trying to speed up technological advances in order to survive in extremely competitive markets. In this scenario, the use of design tools to accelerate the development of new aircraft becomes essential. Current computational resources allow greater increase in the number of design tools to assist the work of aeronautical engineers. In essence, the design of an aircraft is a multidisciplinary task, which stimulates the development of computational tools that work with different areas at the same time. Among them, the multidisciplinary design optimization (MDO) can be distinguished, which combines optimization methods to mathematical models of distinct areas of a design to find compromise solutions. The present work introduces MDO and discourses on some possible applications of this methodology. The implementation of a MDO system for the design of flexible wings, considering dynamic aeroelasticity restrictions and the structural mass, was carried out. As goal, it is desired to find ideal flexional and torsional stiffness distributions of the wing structure, that maximize the critical flutter speed and minimize the structural mass. To do so, it was employed a structural dynamics model based on the finite element method, a nonstationary aerodynamic model based on the strip theory and Theodorsens two-dimensional solutions, a flutter prediction model based on the K method and a genetic algorithm (GA). Details on the model, restrictions applied and the way the models interact to each other through the optimization are presented. It is made an analysis for choosing the GA optimization parameters and then, the evaluation of two cases to verify the functionality of the implemented system. The results obtained illustrate an efficient methodology, capable of searching optimal solutions for proposed problems, that with the right adjustments can be of great value to accelerate the development of new aircraft.

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Biasibetti, Fernando. "Otimização de projeto de válvula utilizando os conceitos de projeto de experimentos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2013. http://hdl.handle.net/10183/96422.

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Abstract:

Esta dissertação apresenta um estudo desenvolvido com o intuito de consolidar uma metodologia para a otimização de projeto de porta-sedes de uma válvula de esfera trunnion. Este trabalho está dividido em dois artigos. Primeiramente, é apresentado um estudo comparativo entre diferentes modelos de porta-sedes, realizado com o apoio do método dos elementos finitos (FEA). O porta-sede de melhor desempenho foi determinado utilizando a Função de Perda Quadrática Multivariada. O objetivo principal deste primeiro artigo é identificar os principais parâmetros da geometria de um porta-sede, que possam garantir o desempenho funcional da válvula e correspondente atendimento dos requisitos de qualidade. O segundo artigo descreve uma aplicação da metodologia de Projeto de Experimentos (DOE), conduzida com o intuito de identificar a configuração geométrica da válvula que conduza a condição ótima de funcionamento, fornecendo, desta forma, subsídio para a área de Desenvolvimento de Produtos na elaboração de válvulas mais robustas. Uma das principais contribuições deste trabalho é a constatação que os quatro fatores controláveis incluídos no estudo exercem efeito significativos sobre as variáveis de resposta utilizadas (pressão de contato e força de reação). Excetuando-se o fator “pressão de operação da válvula”, que caracteriza a condição operação, mas não é um parâmetro de projeto, o fator que revelou efeito mais pronunciado sobre as variáveis resposta foi a “área da pista de vedação”.
This thesis presents a study conducted in order to consolidate a methodology for seat-retainer design optimization of a trunnion ball valve. This work is divided in two papers. Initially a comparative study between different seat-retainer models, developed with the support of the finite element analysis (FEA), is presented. The best performance seat-retainer was determined using the Multivariate Quadratic Loss Function. The main purpose of this first article is to identify the main parameters of the seat-retainer geometry, which could ensure the functional performance of the valve and corresponding quality requirements. The second paper describes an application of Design of Experiments (DOE) methodology, conducted in order to identify the geometric configuration of the valve that leads to the optimal operating condition, providing thereby, contribution to the Product Development area in designing more robust valves. The main contribution of this work is the finding that the four control factors included in the study exert significant effect on the response variables used (contact pressure and reaction force). Except for the factor "valve operating pressure" that characterizes the operation condition, but is not a design parameter, the factor that showed more pronounced effect on the response variables was the “seat sealing area”.

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Tambellini, Flavio. "Otimização do projeto termohidraulico de caldeiras flamotubulares escocesas." [s.n.], 1992. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263311.

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Abstract:

Orientador: Leonardo Goldstein Junior
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-15T20:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tambellini_Flavio_M.pdf: 4119121 bytes, checksum: a0770ccf83a3b0efbdc8f36389721d75 (MD5) Previous issue date: 1992
Resumo: O projeto termohidráulico de caldeiras flamotubulares é realizado em geral de maneira empírica. Este trabalho pretende permitir que o cálculo seja feito a partir de equações fundamentais, com ênfase no tratamento da radiação térmica. Para tanto foi feito levantamento e análise da informação disponível e, posteriormente, considerados cada um dos ítens que influem no projeto, como o comprimento da chama, a liberação da energia de combustão e a variação dos parâmetros geométricos, permitindo chegar num projeto otimizado do ponto de vista de atendimento da especificação com um custo mínimo
Abstract: The thermal-hydraulic design of fired tube shell boilers is usually performed in an empirical way. This work proposes a procedure based on fundamental principles, emphasizing the radiation heat transfer. In order to fulfill this premise, the available information was analysed, special consideration being reserved for the itens which most influence the design, as the flame length, the distribution of the energy liberated from the flame and the goemetrical parameters. The procedure wich was developed alowed the design to reach to an optimum in terms of attending the specifications and minimizing costs
Mestrado
Mestre em Engenharia Mecânica

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Franco, Maisa Damazio. "Otimização topológica aplicada ao projeto de microestruturas osteocompatíveis." Universidade do Estado de Santa Catarina, 2014. http://tede.udesc.br/handle/handle/2064.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maisa Damazio Franco.pdf: 2101632 bytes, checksum: 7f995c92c59dbfc8861058e76fa73036 (MD5) Previous issue date: 2014-12-17
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Due to problems such as osteoarthritis and fractures, it is observed an increasingly amount of prosthesis implant surgery, as for example, hip prosthesis. These implants must be made with biocompatible materials such as titanium, and must have mechanical properties close to the bone, which has characteristics of porous materials. The objective of this work is the design of optimum titanium microstructures, in order to minimize the difference between the tensor of elastic properties of the bone and of the prosthesis material. For this purpose, two well established tools are used: the topology optimization and the continuous homogenization method, by means of asymptotic expansion. The efficacy of the formulation is verified by designing different microstructures.
Devido aos problemas como osteoartrite e fraturas, cada vez mais tem se recorrido às cirurgias de implante de prótese, como por exemplo, os implantes de quadril. Estas próteses devem ser produzidas com materiais biocompatíveis, como por exemplo, o titânio, e devem possuir propriedades mecânicas próximas à do meio ósseo, que apresenta características de materiais porosos. O objetivo deste trabalho é o projeto otimizado de microestruturas de titânio, de modo a minimizar a diferença entre o tensor de propriedades elásticas do osso e do material da prótese. Para isso, são utilizadas duas ferramentas bem estabelecidas na literatura: a otimização topológica de meios contínuos e o método de homogeneização por expansão assintótica. A eficácia da formulação é verificada por meio do projeto de diferentes microestruturas.

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Bahia, Miguel Tobias. "Otimização topológica aplicada ao projeto de mecanismos flexíveis." Florianópolis, SC, 2005. http://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/102156.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
Made available in DSpace on 2013-07-16T00:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224359.pdf: 3367417 bytes, checksum: 84bfea3199190d0b5ad2a9677b9e80f1 (MD5)

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Oliveira, Julio Cesar de. "Projeto e otimização de antenas helicoidais não uniformes." Universidade Federal de Minas Gerais, 2013. http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9JHMJ2.

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Abstract:

In this dissertation, uniform helical antennas are used as a starting point to generate nonuniform optimized antennas . Improvements in the gain and input impedance are obtained by varying the helix shape using a second order polynomial function. The the polynomial approximation coefficients are found using the deep-cut version of the ellipsoidal optimization algorithm. The use of the well known formulae and diagrams for the design of uniform helical antennas as a initial point of the deterministic method can reduce the search domain and provides a fast convergence rate. To simulate the behavior of the antennas, the Method of Moments (MoM) is applied to the Electric Field Integral Equation-EFIE. The antennas are fed using a Delta-Gap voltage source and the conducting plane at the base of the antennas are represented by the Image Theory. Results are presented for WiFi application using a center frequency of 2.45 GHz. It shows that the input impedance and the antenna length can be considerably improved using a simple and efficient parametrization.
Nesta dissertação, antenas helicoidais uniformes são usadas como ponto de partida para gerar antenas otimizadas não-uniformes. As melhorias no ganho e impedância de entrada são obtidas variando-se a forma da hélice usando uma função polinomial de segunda ordem. Os coeficientes da aproximação polinomial são encontrados com a utilização do algoritmo de otimização elipsoidal na versão de corte profundo (Deep-cut). A utilização de fórmulas e esquemas bem conhecidos na concepção de antenas helicoidais uniformes é considerada como ponto inicial do método elipsoidal. Isso reduz consideravelmente o domínio de pesquisa e proporciona uma elevada taxa de convergência. Para simular o comportamento das antenas, o Método dos Momentos é aplicado à Equação Integral de Campo Elétrico-EICE. As antenas são alimentadas usando um modelo de fonte de tensão do tipo Delta-Gap e o plano condutor existente na base das antenas é representado por meio do método das imagens. Os resultados são apresentados para antenas banda estreita para aplicações emWiFi (frequência central de 2,45 GHz). Os resultados mostram que a impedância de entrada e o comprimento da antena podem ser consideravelmente melhorados usando-se uma parametrização simples e eficiente.

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Ravagnani, Mauro Antonio da Silva Sa. "Projeto e otimização de redes de trocadores de calor." [s.n.], 1994. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266488.

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Abstract:

Orientador: Alberto Luiz de Andrade
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Made available in DSpace on 2018-07-20T05:31:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ravagnani_MauroAntoniodaSilvaSa_D.pdf: 3963857 bytes, checksum: 25a55db7dbf16bd53e8bdc0243201327 (MD5) Previous issue date: 1994
Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um programa computacional para síntese de redes de trocadores de calor incorporando o dimensionamento termohidráulico dos equipamentos. O programa desenvolvido utiliza os conceitos da chamada Tecnologia Pinch ("Pinch Technology"). Para a síntese da rede são definidos inicialmenteos seus objetivos com relação ao custo global mínimo, L
Abstract: In this work a computational program was developed interfacing heat exchanger network synthesis and detailed heat exchanger design. The program uses the concepts of Pinch Technology. To the network synthesis are defined initially the targets with respect to the global minimumcost, optimum ATmin, minimum exchange area, minimum number of units and the hot and cold utilities demand. The network is synthesized using the Pinch Design Method. After these, the network is evolved, identifying and breaking loops without changes in the utilities demand. After the evolution, the exchangers are designed considering pressure drop and fouling, using the Bell-Delaware method. The program was developed in modular form, and the utilization of each module is explained using literature problems. An industrial problem is used to show the applicability of the program developed. The results shown the consistency in the methodology reflecting the importance of the termohidraulic design in the heat exchanger network synthesis
Doutorado
Sistemas de Processos Quimicos e Informatica
Doutor em Engenharia Química

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Lima, e. Silva Rafael Augusto de 1984. "Projeto mecânico de biela automotiva baseado em otimização estrutural." [s.n.], 2013. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265973.

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Abstract:

Orientador: Marco Lúcio Bittencourt
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-24T09:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaeSilva_RafaelAugustode_M.pdf: 10555723 bytes, checksum: 1d037ebafbabc24e214c06ad76c5f54a (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: O trabalho descreve o projeto mecânico convencional de uma biela automotiva de motor de combustão interna e apresenta uma metodologia alternativa baseada em métodos de otimização estrutural com o objetivo de reduzir a massa do componente. Para tal, é feita a descrição de todos os parâmetros de projeto assim como a definição de critérios de projeto. Em virtude da criticidade da aplicação selecionada, motor de ciclo Diesel utilizado em caminhões de trabalho pesado com picos de pressão de combustão de até 240 bar, a biela foi projetada sem bucha utilizando-se extensivamente os métodos numéricos. O Método dos Elementos Finitos foi aplicado para cálculo de tensões, deslocamentos, pressões de contato, flambagem, fadiga e para a síntese modal de componentes utilizados na análise dinâmica de multicorpos com mancais elasto-hidrodinâmicos. Dois modelos de fadiga dos materiais foram estudados: o modelo americano baseado no diagrama de Goodman e tensões principais e o modelo alemão baseado no diagrama de Haigh e efeito do gradiente de tensões multiaxiais; dos quais concluiu-se que o modelo americano é suficiente para o projeto da biela ao passo que o modelo alemão traz oportunidades adicionais de redução de massa. A otimização topológica, otimização de forma e análise de sensibilidade permitiram a obtenção de uma biela 210g (3\%) mais leve e com melhor desempenho dos mancais hidrodinâmicos. Finalmente, concluiu-se que o Método da Otimização Topológica apresenta oportunidades interessantes aos projetistas na fase de conceituação de produtos como alternativa aos desenhos convencionais, no entanto, demanda esforço adicional para o atendimento de todos os critérios de projeto do componente
Abstract: The present work consists of the conventional mechanical design description of an internal combustion engine connecting rod and also the proposal of an alternative methodology based on optimization methods with the objective of reducing the component mass. Therefore, it is performed a detailed view of all design parameters as well as the definition of design criteria. Because of the critical application selected, Diesel engine of heavy duty truck with combustion pressure reaching up to 240bar, the connecting rod was designed without bushing and with extensive use of numerical methods. The Finite Element Method was applied to assess stresses, displacements, contact pressures, buckling, fatigue and to perform the Component Modal Synthesis for multi-body dynamics simulation with elasto-hydrodynamic bearings. Two fatigue models were studied: the American model based on Goodman's diagram and principal stresses and the German model based on Haigh's diagram and multiaxial stress gradient effect; from which it was concluded that the American model is enough to design the connecting rod, while the German model presents additional weight reduction opportunities. The topology optimization, shape optimization and sensitivity analysis enabled a 210g (3\%) lighter connecting rod with improved bearings performance. Finally, it was concluded that the Topology Optimization Method presents good opportunities for the design engineers in the conceptual phases of product development with alternatives to the conventional designs. However, additional effort is necessary to fit the concept into all design criteria
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica

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Franco, André Luiz Carneiro. "Otimização aplicada ao projeto de enrolamentos de máquinas CA." Universidade Federal de Goiás, 2015. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/5067.

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Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T14:42:53Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)
Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T14:44:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-01-07T14:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-09-15
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG
This work presents an analysis and optimization metho dology for the AC machines stator windings design, based on magnetomotive force harmonic distortion study. For that, the three-phase double layer integral and fractional-slot windings are chosen. At first, magnetomotive force in conventional windings study is p erformed, comparing harmonic analysis by distortion and Fourier sp ectrum with the traditional calculation metho dology of winding factors. In relation to the metho d, the stator windings arrangement optimization using genetic algorithms is prop osed, in order to suggest alternative optimized layouts. The results are presented and discussed.
Este trabalho apresenta metodologia para análise e otimização de geometrias de enrolamentos de estator de máquinas CA, baseada no estudo da distorção harmônica associada à curva de força magnetomotriz no entreferro. Para tal, opta-se p elo estudo dos enrolamentos trifásicos de dupla camada integrais e fracionários. Primeiramente é realizado o estudo da força magnetomotriz dos enrolamentos convencionais, confrontando a análise harmônica através da distorção e espectro de Fourier com a metodologia tradicional de cálculo dos fatores de enrolamento. Definido o método, propõe-se a otimização do arranjo de enrolamentos de estator utilizando algoritmos genéticos, com o objetivo de sugerir geometrias alternativas otimizadas. Os resultados obtidos são apresentados e discutidos.

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Peig, Daniel Brooke. "Modelo para otimização do projeto de sistemas de ultrafiltração." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-11082011-122538/.

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Abstract:

A proposta deste trabalho foi a concepção de um modelo para o dimensionamento otimizado de sistemas para tratamento de água baseados na tecnologia de Ultrafiltração com membranas de fibra-oca pressurizadas. O modelo relaciona o comportamento das membranas com a qualidade da água bruta através de resultados de ensaios em unidade piloto ou de bancada e equações de bloqueio de poros. A validação desta relação foi realizada através da análise dos dados de uma planta piloto operada em dois períodos distintos em regimes de fluxo variando de 60 a 70L/m².h e alimentada com água bruta proveniente de um manancial de superfície. Os resultados apontaram para a predominância do mecanismo de obstrução através da formação de torta e indicaram uma boa aderência das equações do modelo físico à realidade observada. Variáveis econômicas foram incorporadas ao modelo de forma a permitir a otimização através da busca do mínimo custo total de propriedade. Uma análise de sensibilidade demonstrou que os parâmetros de projeto mais impactantes no custo total, quantidade de membranas, duração do ciclo de filtração e duração do ciclo de contralavagem, podem variar seu peso em diferentes regiões do mundo influenciando o dimensionamento. Outras variáveis de projeto como a vazão de ar de limpeza demonstraram ser pouco significantes para a redução do custo total. A otimização do modelo foi realizada através de um algoritmo de busca numérica para as variáveis de duração do ciclo de filtração e quantidade de membranas, os resultados a partir das informações colhidas na planta piloto levaram a um projeto arrojado, porém dentro das recomendações gerais dos fabricantes de membranas. Como conclusão é possível afirmar que o modelo de dimensionamento do projeto é capaz de reduzir os custos totais de uma estação de tratamento de água baseada na tecnologia de ultrafiltração além de demonstrar potencial para a otimização dinâmica de plantas já instaladas.
The goal of this work was the development of an optimal design model for water treatment plants based in the pressurized hollow-fiber ultrafiltration membrane technology. The model uses operational data from pilot plants or bench scale units as input and pore blocking equations to predict the behavior of the membranes. The correlation between the fouling model adopted and the pilot plant results was evaluated using a pilot plant operated in two different time frames with flux rates from 60L/m²h to 70L/m²h and fed with raw water from a lake. The results from this validation have shown that the major fouling mechanism is the cake filtration and the theoretical curves had a good fitting with the operational data. To allow the cost optimization, economic variables were added to the model. A sensitivity analysis demonstrated that the most significant design parameters on the overall cost were the membrane area, the duration of the filtration cycle and the duration of the backwash cycle. According to the analysis, since the costs of the commodities and membranes are different from a region to the other, the optimal system design will also be different. Other design parameters like the membrane aeration rate have shown almost no impact on the total operating cost. The model optimization for the membrane quantity and the filtration cycle duration was based on bi-dimensional discrete numeric algorithm. The results from the optimization using the pilot plant data were compatible with the typical ranges and limits proposed by the membrane manufacturers. The design model proposed was able to reduce the total costs of new plants and demonstrated a good potential for the dynamic optimization of existing plants.

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Ribeiro, Rafael Maximo Carreira. "Procedimento de projeto de embarcações trimarã por otimização multiobjetivo." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-07032016-111321/.

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Abstract:

O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um modelo de síntese para o projeto conceitual de uma embarcação rápida do tipo trimarã, destinada ao transporte de passageiros. Tal modelo visa possibilitar o entendimento dos mecanismos que governam o projeto deste tipo de navio, através de analises comparativas (atributos de desempenho) entre diferentes soluções de projeto, em função dos parâmetros escolhidos para sua representação (variáveis de projeto). Foram desenvolvidos dois modelos de síntese, em programas comerciais distintos. Cada modelo gera a superfície do casco, a partir de series sistemáticas, e calcula a resistência ao avanço dividindo-a nas parcelas viscosa e de ondas. A parcela viscosa e calculada pela aproximação de placa plana e a parcela de ondas calculada pela teoria de navio no. São feitas, ainda, estimativas preliminares do fator de forma e da resistência adicional em ondas. O arranjo geral dos principais espaços e subsistemas foi parametrizado com base no arranjo de embarcações semelhantes e o conforto dos passageiros a bordo e calculado segundo padrões estabelecidos por sociedades classificadoras internacionais. As variáveis de projeto escolhidas foram o comprimento do casco central e razões entre as demais dimensões, de modo a permitir o calculo das dimensões principais de cada casco e o posicionamento relativo entre eles. Com isso, tem-se que, ao mudar o valor do comprimento, escala-se o casco mantendo-se todas as proporções. A vantagem buscada ao se utilizar esta abordagem e a extinção das restrições geométricas implícitas, pois estarão embutidas diretamente nas restrições explícitas que definem os limites de exploração de cada variável de projeto. Estes modelos foram integrados a procedimentos de otimização mono e multiobjetivo, com base em diferentes versões do algoritmo genético, e aplicados a um problema de projeto exemplo. As funções de mérito, ou funções objetivo, escolhidas para este problema foram a potencia requerida pela embarcação para navegar na velocidade de projeto e a disponibilidade operacional da embarcação, calculada a partir dos índices de conforto dos passageiros. Com isso, descobriu-se que os parâmetros com maior influencia na resistência ao avanço e no conforto dos passageiros são o comprimento do casco central e sua razão de comprimento por boca. O posicionamento relativo entre os cascos e extremamente importante para a resistência de ondas geradas pela embarcação, mas não e possível observar nenhuma grande tendência em relação a posições que privilegiam seja a resistência seja o comportamento, pois o posicionamento ótimo para cada objetivo depende tanto do número de Froude quanto das demais dimensões da embarcação.
The present work studies the development of a synthesis model for the conceptual design of a fast trimaran passenger vessel, in order to understand the mechanisms that govern the design of such a vessel through a comparative analysis (performance parameters) between different design solutions, as a function of the variables chosen to uniquely represent them (design variables). Two separate models were developed, using different commercial softwares. Each model generates the hull surface based on systematic hull series and calculates the ship\'s forward resistance as the sum of the viscous and wave components. The viscous component is estimated by at plate approximation, corrected by a form factor, and the wave component is calculated according to thin ship theory. A preliminary estimate of the ship\'s added resistance in waves is also made. The general layout of the main volumes and systems was parametrized following design trends of similar ships and passenger comfort on board was calculated using international classification societies standards. The design variables chosen were the length of the center hull, the ratios between the main dimensions of each hull as to allow for their calculation and two coeficients regarding the relative positioning of the center and side hulls. The advantage sought by adopting this approach is the elimination of implicit geometrical constraints, once they will be automatically included in the explicit constraints defining the exploration range of each design variable. These models were then coupled to mono and multi objective optimization procedures, based on different versions of the genetic algorithm, and applied to a case study.The objective functions taken for this problem were the required power to achieve the design speed and the operational availability, measured from passengers comfort thresholds. It was found that the parameters with the most influence on the forward resistance, and thus on required power, and on passengers comfort level are the center hull length and its length to breadth ratio. The relative positioning of the side hulls play an important role on the total wave resistance of the ship, although it was not possible to observe any clear trend concerning positions that would favor nor the ship forward resistance neither its seakeeping performance. This is due the fact that the optimum positions of the side hulls are also a function of the Froude number and the remaining design variables.

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Júnior, Paulo Roberto Caixeta. "Otimização multidisciplinar em projeto de asas flexíveis utilizando metamodelos." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-28092011-103532/.

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Abstract:

A Otimização Multidisciplinar em Projeto (em inglês, Multidisciplinary Design Optimization - MDO) é uma ferramenta de projeto importante e versátil e seu uso está se expandindo em diversos campos da engenharia. O foco desta metodologia é unir disciplinas envolvidas no projeto para que trabalhem suas variáveis concomitantemente em um ambiente de otimização, para obter soluções melhores. É possível utilizar MDO em qualquer fase do projeto, seja a fase conceitual, preliminar ou detalhada, desde que os modelos numéricos sejam ajustados às necessidades de cada uma delas. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um código de MDO para o projeto conceitual de asas flexíveis de aeronaves, com restrição quanto ao fenômeno denominado flutter. Como uma ferramenta para o projetista na fase conceitual, os modelos numéricos devem ser razoavelmente precisos e rápidos. O intuito deste estudo é analisar o uso de metamodelos para a previsão do flutter de asas de aeronaves no código de MDO, ao invés de um modelo convencional, o que pode alterar significativamente o custo computacional da otimização. Para este fim são avaliados três técnicas diferentes de metamodelagem, que foram escolhidas por representarem duas classes básicas de metamodelos, a classe de métodos de interpolação e a de métodos de aproximação. Para representá-las foram escolhidos o método de interpolação por funções de base radial e o método de redes neurais artificiais, respectivamente. O terceiro método, que é considerado um método híbrido dos dois anteriores, é chamado de redes neurais por funções de bases radiais e é uma tentativa de acoplar as características de ambos em um único metamodelo. Os metamodelos são preparados utilizando um código para solução aeroelástica baseado no método dos elementos finitos acoplado com um modelo aerodinâmico linear de faixas. São apresentados resultados de desempenho dos três metamodelos, de onde se pode notar que a rede neural artificial é a mais adequada para previsão de flutter. O processo de MDO é realizado com o uso de um algoritmo genético multi-objetivo baseado em não-dominância, cujos objetivos são a maximização da velocidade crítica de flutter e a minimização da massa estrutural. Dois estudos de caso são apresentados para avaliar o desempenho do código de MDO, revelando que o processo global de otimização realiza de fato a busca pela fronteira de Pareto.
The Multidisciplinary Design Optimization, MDO, is an important and versatile design tool and its use is spreading out in several fields of engineering. The focus of this methodology is to put together disciplines involved with the design to work all their variables concomitantly, at an optimization environment to obtain better solutions. It is possible to use MDO in any stage of the design process, that is in the conceptual, preliminary or detailed design, as long as the numerical models are fitted to the needs of each of these stages. This work describes the development of a MDO code for the conceptual design of flexible aircraft wings, with restrictions regarding the phenomenon called flutter. As a tool for the designer at the conceptual stage, the numerical models must be fairly accurate and fast. The aim of this study is to analyze the use of metamodels for the flutter prediction of aircraft wings in the MDO code, instead of a conventional model itself, what may affect significantly the computational cost of the optimization. For this purpose, three different metamodeling techniques have been evaluated, representing two basic metamodel classes, that are, the interpolation and the approximation class. These classes are represented by the radial basis function interpolation method and the artificial neural networks method, respectively. The third method, which is considered as a hybrid of the other two, is called radial basis function neural networks and is an attempt of coupling the features of both in single code. Metamodels are prepared using an aeroelastic code based on finite element model coupled with linear aerodynamics. Results of the three metamodels performance are presented, from where one can note that the artificial neural network is best suited for flutter prediction. The MDO process is achieved using a non-dominance based multi-objective genetic algorithm, whose objectives are the maximization of critical flutter speed and minimization of structural mass. Two case studies are presented to evaluate the performance of the MDO code, revealing that overall optimization process actually performs the search for the Pareto frontier.

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Resmini, Filipe Nunes. "Projeto e otimização de geradores síncronos a ímãs permanentes e introdução a otimização de gamas." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2013. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/122870.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013.
Made available in DSpace on 2014-08-06T17:29:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322572.pdf: 5317607 bytes, checksum: 48e8d99a52f11a206728d52ad4ace4ef (MD5) Previous issue date: 2013
O método clássico de projeto de máquinas elétricas é geralmente baseado apenas em equações analíticas e hipóteses, e é aprimorado com o auxílio de métodos numéricos. Devido a estes fatores este processo pode ser lento e muito dependente da experiência do projetista. Este trabalho traz uma metodologia de projeto de geradores síncronos a ímãs permanentes que, além das equações, utiliza redes de relutâncias e algoritmos de otimização, de modo a obter projetos de alta qualidade de maneira mais eficiente. Este método é apresentado com o desenvolvimento de dois geradores síncronos simultaneamente, onde a cada etapa é aplicado o Método de Elementos Finitos para avaliação dos resultados e validação dos modelos. A última seção do texto introduz o conceito de Otimização de Gamas, uma teoria que tem por objetivo encontrar a solução ótima para uma série de máquinas diferentes ao invés de otimizar cada máquina individualmente.

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Souza, Rodrigo Felix de. "Projeto conceitual de aeronaves de treinamento através de técnica de otimização multidisciplinar." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2005. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=686.

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Abstract:

Este trabalho consiste na utilização de técnicas de otimização multidisciplinar no projeto conceitual de uma aeronave militar de treinamento avançado. Devido ao projeto conceitual envolve várias disciplinas com elevado grau de integração, tais como aerodinâmica, estrutura, qualidade de vôo e propulsão, a junção entre a teoria da otimização multidisciplinar com a metodologia de atendimento de metas torna-se essencial para que o objetivo de desenvolver o projeto que melhor atenda aos requisitos de missão seja alcançado. A metodologia de atendimento de metas consiste em um conjunto de metas e restrições de projeto, aos quais estão associadas a um conjunto de objetivos que podem ser sub ou sobre atendidos. As metas e restrições estão relacionadas com os requisitos de projeto e os objetivos com as características da aeronave. Esta metodologia ée utilizada por sua formulação minimizar o problema de otimização multiobjetivo; e teoria da otimização multidisciplinar, devido às suas características de integração entre as diversas disciplinas analisadas. Assim, aliando-se a metodologia de atendimento de metas com a filosofia de projeto da teoria da otimização multidisciplinar, tem-se a ferramenta necessária para a obtenção dos resultados do projeto conceitual otimizando, idéia principal deste trabalho.

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Ramos, Vasco Miguel da Fonseca. "DECOPT - Sistema para auxilio no projeto de sistemas." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2013. http://hdl.handle.net/10362/10462.

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Abstract:

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma aplicação que auxilie no projeto de sistemas. Projetar um sistema consiste em procurar o melhor comportamento possível, tomando em consideração certas especificações inicialmente propostas. Ou seja, maximizar o desempenho do sistema, minimizar o consumo de recursos e cumprir diversas restrições ao seu funcionamento. Para se atingir estes objetivos no presente trabalho, recorre-se a técnicas de otimização, mais concretamente, a algoritmos de procura através de enxames de partículas (PSO). Começa-se por usar o algoritmo PSO original, pois é o algoritmo básico, a partir do qual derivam todos os outros algoritmos desta classe. O algoritmo MOPSO desenvolvido é uma variação do algoritmo PSO original, de modo a caracterizar os possíveis compromissos associados a situações onde existe mais do que um objetivo a otimizar. Nesta situação não existe uma solução ótima, mas sim um conjunto de soluções ótimas. Finalmente, escolheu-se o algoritmo PSO com a utilização da topologia em anel. Este algoritmo permite que haja mais do que um agrupamento de partículas, promovendo a criação de sub-enxames, de forma a encontrar, não só a solução ótima global, mas também soluções localmente ótimas. A combinação deste algoritmo em conjunto com a técnica Maxmin permite a resolução de problemas de otimização multi-objetivo. A análise dos resultados experimentais obtidos mostra que, com os devidos parâmetros introduzidos, o algoritmo PSO original pode atingir uma convergência de 100%. Mostra também que o algoritmo MOPSO produz um conjunto de soluções de compromisso, sendo uma boa aproximação da Fronteira de Pareto real do problema. Finalmente, o algoritmo PSO em anel é utilizado de duas formas: pode ser utilizado como forma de melhorar a convergência na otimização de um único objetivo ou, em projetos em que coexistem múltiplos objetivos, é usado para melhorar o detalhe com que a Fronteira de Pareto é determinada.

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Neiva, Rodrigo Queiroz. "Técnica de otimização aplicada em projeto conceitual de mísseis táticos." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2016. http://repositorio.unb.br/handle/10482/21866.

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Abstract:

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.
Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-10-05T14:19:48Z No. of bitstreams: 1 2016_RodrigoQueirozNeiva.pdf: 7130497 bytes, checksum: e113e90caf4fdd323c036d7af21eab61 (MD5)
Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-01T20:08:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RodrigoQueirozNeiva.pdf: 7130497 bytes, checksum: e113e90caf4fdd323c036d7af21eab61 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-12-01T20:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RodrigoQueirozNeiva.pdf: 7130497 bytes, checksum: e113e90caf4fdd323c036d7af21eab61 (MD5)
O projeto conceitual de mísseis táticos impõe o desafio de lidar com uma ampla gama de variáveis e parâmetros de projeto e atender a determinados requisitos operacionais. Além disso, a limitação de recursos e a competitividade estabelece que seja obtida não somente uma solução que atenda aos requisitos, mas uma concepção mais vantajosa. Nesse contexto surge a necessidade de uma ferramenta de auxilio ao projetista, na fase de projeto conceitual de mísseis táticos, que empregue técnica de otimização multiparamétrica e multiobjetiva. O presente trabalho visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para auxílio no projeto conceitual de mísseis táticos, mediante a otimização da configuração geral do míssil. O programa desenvolvido, denominado Scorpio 1.0, incorpora modelos teóricos simplificados e de rápida avaliação nas áreas de aerodinâmica, propulsão, peso e trajetória de voo. Para o processo de otimização é empregada técnica de algoritmos genéticos. O Scorpio 1.0 foi avaliado em diferentes etapas. Inicialmente foi verificada sua capacidade de otimizar a solução de uma função de teste. Em seguida foi averiguada a precisão dos modelos teóricos utilizados ao se comparar a previsão de desempenho e características, dada pelo programa, com os valores reais de um míssil de cruzeiro existente. Os resultados indicados pelo programa apresentaram boa aproximação dos dados do míssil real. Posteriormente foi verificada a capacidade de repetibilidade de resultados em execuções com configurações idênticas, quando o programa indicou soluções próximas nos diferentes casos. Por fim, o programa foi utilizado demonstrativamente para otimização de um míssil em fase de desenvolvimento no Brasil. Os resultados obtidos indicaram um míssil com massa de lançamento de aproximadamente 68% da previsão inicial dos participantes do projeto, atendendo aos requisitos e restrições de projeto, demonstrando assim a viabilidade do uso do programa Scorpio 1.0 para otimização de mísseis táticos em fase de projeto conceitual. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Conceptual design of tactical missiles imposes the challenge of dealing with a wide range of design variables and parameters and fulfilling certain operational requirements. In addition , limited resources and competitiveness requires not only a solution that meets the requirements , but a more advantageous design. In this context, the need for a tool to aid the designer in the conceptual design of tactical missiles arises, making use of multiparametric and multiobjective optimization techniques. The objective of this work is to develop a computational tool to assist in the conceptual design of tactical missiles, by the optimization of the general configuration of the missile. The developed program, called Scorpio 1.0, incorporates simplified theoretical models and rapid assessment in areas such aerodynamics, propulsion, weight and flight trajectory. For the optimization process is employed technique of genetic algorithms. The Scorpio 1.0 was evaluated in difentes steps. Initially it was verified its ability to optimize the solution of a test function. Then has been investigated the accuracy of the theoretical models used comparing the prediction of performance and features, foreseen by the program, with the data of an existing cruise missile. The results indicated by the program showed good approximation to the reference missile data. It was later verified the program‟s results repeatability capacity at different executions with identical configurations, when the program indicated close solutions in different cases. Finally, the program was used demonstratively for optimization of a missile under development at Brazil. The results indicated a missile with launch mass of approximately 68% of the initial value, foreseen by the project participants, while still meeting the requirements and restrictions, thus demonstrating the feasibility of using the Scorpio 1.0 for optimization of tactical missiles in conceptual design phase.

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Peres, Wesley. "Projeto de controladores de sistemas de potência utilizando otimização bioinspirada." Universidade Federal de Juiz de Fora, 2016. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1702.

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Abstract:

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-06T12:01:24Z No. of bitstreams: 1 wesleyperes.pdf: 8553175 bytes, checksum: 6f7d954432a35224645decbd6b1e94f7 (MD5)
Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-02T13:24:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 wesleyperes.pdf: 8553175 bytes, checksum: 6f7d954432a35224645decbd6b1e94f7 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-07-02T13:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 wesleyperes.pdf: 8553175 bytes, checksum: 6f7d954432a35224645decbd6b1e94f7 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28
Os Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP) têm sido usados por décadas para fornecer amortecimento às oscilações eletromecânicas através do controle de excitação dos geradores síncronos. No presente trabalho, são propostas metodologias para o projeto de estabilizadores por meio do ajuste de ganho e fase. O ajuste é realizado de forma simultânea (coordenada), considerando múltiplos pontos de operação com o objetivo de garantir a robustez dos controladores. Duas estruturas são consideradas: a descentralizada, que utiliza somente sinais locais, e a hierárquica, que utiliza sinais remotos. A dinâmica do sistema elétrico de potência é modelada em espaço de estados e o procedimento de ajuste é formulado como um problema de otimização para a maximização do coeficiente de amortecimento do autovalor dominante do sistema em malha fechada considerando todos os pontos de operação. As metodologias, aqui abordadas, são baseadas em métodos de otimização bioinspirados no comportamento de enxames: Enxame de Partículas e Eco-localização de Morcegos. São desenvolvidas metodologias híbridas baseadas no acoplamento dos métodos bioinspirados com o Método do Gradiente Descendente para o refinamento dos ganhos dos controladores de forma a melhorar a busca local do processo de otimização. Com o objetivo de manter a diversidade da população, estratégias baseadas em multipopulações também são propostas. As metodologias propostas foram validadas através da simulação de sistemas teste de pequeno e médio porte, que são normalmente utilizados na literatura especializada. Os resultados são considerados promissores e acredita-se que as metodologias propostas possam ser de grande valor nessa área de conhecimento.
Power system stabilizers have been used for decades in order to provide the necessary damping of power system oscillations through generators excitation control. In this thesis, methodologies for stabilizers design (gain and phase compensation tuning) are presented. All stabilizers are simultaneously designed (coordinated design) taking into account a set of pre-specified operating conditions in order to ensure robustness. Two control structures are considered: decentralized (based on the use of local signals) and hierarchical (that uses remote signals). The power system dynamic is modeled in state space and the tuning procedure is formulated as an optimization problem in order to maximize the damping coefficient associated to the dominant pole in closed-loop operation for all operating conditions. The proposed methodologies are based on optimization algorithms bio-inspired in swarm behavior: Particle Swarm Optimization and Bat Algorithm. Hybrid methodologies are developed through coupling bio-inspired methods to the Steepest Descent method in order to enhance the local search procedure during the optimization process (only the stabilizers gain are adjusted in the local search). Multipopulational approaches are also developed in order to prevent the population diversity lost. The proposed methodologies are validated by using small and medium-sized benchmark power systems. The results are considered to be promising and the proposed methodologies are found of a great value in this research field.

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Lima, Cicero Ribeiro de. "Projeto de mecanismos flexíveis usando o método de otimização topológica." Universidade de São Paulo, 2002. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-08082003-111039/.

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Abstract:

Mecanismos flexíveis são mecanismos onde o movimento é dado pela flexibilidade da estrutura ao invés da presença de juntas e pinos. Tem grande aplicação em dispositivos de mecânica de precisão, área biomédica, e mais recentemente na construção de microeletromecanismos (MEMS em inglês). Várias técnicas são usadas no projeto de mecanismos flexíveis, sendo que entre elas, a Otimização Topológica tem se mostrado a mais genérica e sistemática. O método de Otimização Topológica combina um método de otimização com o método dos elementos finitos (MEF). A utilização da Otimização Topológica permite que um engenheiro ou cientista projete o mecanismo para a sua aplicação específica sem precisar adquirir conhecimentos específicos sobre estruturas e mecanismos flexíveis. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é aplicar o método de Otimização Topológica no projeto de mecanismos flexíveis, usando o modelo de material SIMP (método de densidades). O projeto é definido como sendo um problema de otimização de uma estrutura flexível, sujeito à restrição na quantidade de material, onde a função objetivo é maximizar o deslocamento numa dada região do domínio da estrutura quando submetida a um dado carregamento em outra região. Para ilustrar a implementação do método são apresentados resultados de topologias bidimensionais de mecanismos flexíveis.
Compliant Mechanisms consist of mechanisms where the movement is giving by the structural flexibility rather than the presence of joints and pins. They are applied to precision mechanic devices, biomedical field, and more recently to the design of microelectromechanical systems (MEMS). Many techniques has been applied to design compliant mechanisms. Among them, topology optimization method is a generic and systematic method. Topology optimization combines optimization algorithms with finite element method and allows an engineer or a scientist to design a compliant mechanism for its application without having to acquire specific knowledge about structures or compliant mechanisms. Therefore, the objective of this work is to apply topology optimization to design compliant mechanisms. The topology optimization method implemented is based on the SIMP material model. The design is defined as the optimization problem of a flexible structure, subject to an amount of material constraint, where the objective function is to maximize the output displacement in a certain region of the structure domain due to an applied load to other region. To illustrate the implementation of the method, two-dimensional topologies of compliant mechanisms are presented as a result.

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Nishitani, Wagner Shin. "Projeto de micromecanismos multifásicos usando o método da otimização topológica." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17112006-145448/.

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Abstract:

Um micromecanismo é, essencialmente, um dispositivo de dimensões milimétricas ou até micrométricas que executa uma tarefa específica como atuar como garra, pinça, grampo, etc. Quando acoplados a um sistema eletrônico, são chamados de sistemas microeletromecânicos ou \"Micro-Electro-Mechanical Systems\" (MEMS). Esses dispositivos são quase todos constituídos por mecanismos flexíveis, onde o movimento é dado pela flexibilidade de sua estrutura, sem juntas e pinos. Uma das formas de atuação de micromecanismos é a eletrotermomecânica, onde uma atuação elétrica sobre o próprio mecanismo é convertida em calor, por efeito Joule, que gera tensões térmicas responsáveis pela deformação estrutural desejada. Recentemente, vários grupos de pesquisa no mundo estão desenvolvendo micromecanismos fabricados com dois (ou até mais) materiais, o que permite obter maiores deformações sem que seja excedido o limite de resistência do material e mais flexibilidade no projeto de micromecanismos que realizem diferentes tarefas quando sujeito a diversas atuações (multiflexíveis). As técnicas de processo de fabricação de micromecanismos atingiram um alto nível de maturidade. No entanto, a modelagem e, em particular, o desenvolvimento de métodos computacionais sistemáticos para o projeto estão ainda no seu estágio inicial. Atualmente, o projeto de micromecanismos com vários materiais vem sendo realizado por métodos de tentativa e erro, dependendo da intuição e experiência do projetista. Além disso, o projeto genérico de um MEMS eletrotermomecânico é uma tarefa complexa, que leva em conta conhecimentos multidisciplinares. Dessa forma, o objetivo desse trabalho de mestrado foi desenvolver um software para o projeto de MEMS multifásicos, atuados eletrotermicamente, usando um método de projeto genérico e sistemático, como o Método de Otimização Topológica (MOT). Utilizando um modelo de interpolação de material de função de pico, qualquer número de materiais pode ser considerado sem que haja aumento na quantidade de variáveis de projeto se comparado à otimização com apenas um material e vazio. Visando maximizar o deslocamento de saída contra uma peça de rigidez conhecida, foram projetados mecanismos atuados por tensão elétrica, alguns considerando multiflexibilidade. Um estudo da influência dos parâmetros da otimização foi realizado. Como uma alternativa à atuação eletrotermomecânica, foram projetados mecanismos atuados por fluxo de calor.
A micromechanism is essentially a device of milimetric, or even micrometric, dimensions that can actuate as a gripper, tweezers, clamp, etc. When coupled to an electronic system, they are called \"Micro-Electro-Mechanical Systems\" (MEMS). Almost all of these devices are constituted by compliant mechanisms, where the motion is allowed by the compliance of its own structure, rather than the presence of joint and pins. One of the forms of micromechanisms actuation is the electrothermomechanical, where an electric actuation applied to the mechanism is converted in heat, by Joule effect, that generates the thermal stress responsible for the desired structural deformation. Recently, many research groups around the world are developing micromechanisms manufactured with two (or even more) materials, what allows larger displacements without exceeding the materials ultimate tensile strength, and gives more flexibility in the design of micromechanisms that accomplish different tasks when under different actuations (multiflexible mechanisms). The manufacturing process techniques of micromechanisms reached a high level of maturity, however, the modelling and, particularly, the development of systematic computational methods for design are still in early stages. Nowadays, micromechanism design with many materials is being carried on by \"try and error\" methods, depending on designer intuition and experience. Also, a generic design of an electrothermomechanical MEMS is a complex task that needs multidisciplinary knowledge. Thus, the objective of this work is to develop a software for the design of multi-phase MEMS, electrothermomechanically actuated, using a method for systematic and generic design, such as Topology Optimization Method (TOM). Using a peak function material interpolation model, any number of materials can be considered without increasing the amount of design variables if compared to an optimization with only one material and void. Mechanisms actuated by electric tension were designed considering the maximization of output displacement against a work piece with known stiffness. The design of microactuators considering multiflexibility was also performed. A study of optimization parameters influence is presented. As an alternative to electrothermomechanical actuation, some mechanisms actuated by heat flow were designed.

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Possignolo, Rafael Trapani. "Projeto de um coprocessador quântico para otimização de algoritmos criptográficos." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-21062013-101915/.

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Abstract:

A descoberta do algoritmo de Shor, para a fatoração de inteiros em tempo polinomial, motivou esforços rumo a implementação de um computador quântico. Ele é capaz de quebrar os principais criptossistemas de chave pública usados hoje (RSA e baseados em curvas elípticas). Estes fornecem diversos serviços de segurança, tais como confidencialidade e integridade dos dados e autenticação da fonte, além de possibilitar a distribuição de uma chave simétrica de sessão. Para quebrar estes criptossistemas, um computador quântico grande (2000 qubits) é necessário. Todavia, alternativas começaram a ser investigadas. As primeiras respostas vieram da própria mecânica quântica. Apesar das propriedades interessantes encontradas na criptografia quântica, um criptossistema completo parece inatingível, principalmente devido as assinaturas digitais, essenciais para a autenticação. Foram então propostos criptossitemas baseadas em problemas puramente clássicos que (acredita-se) não são tratáveis por computadores quânticos, que são chamadas de pós-quânticas. Estes sistemas ainda sofrem da falta de praticidade, seja devido ao tamanho das chaves ou ao tempo de processamento. Dentre os criptossistemas pós-quânticos, destacam-se o McEliece e o Niederreiter. Por si só, nenhum deles prevê assinaturas digitais, no entanto, as assinaturas CFS foram propostas, complementandos. Ainda que computadores quânticos de propósito geral estejam longe de nossa realidade, é possível imaginar um circuito quântico pequeno e dedicado. A melhoria trazida por ele seria a diferença necessária para tornar essas assinaturas práticas em um cenário legitimamente pós-quântico. Neste trabalho, uma arquitetura híbrida quântica/clássica é proposta para acelerar algoritmos criptográficos pós-quânticos. Dois coprocessadores quânticos, implementando a busca de Grover, são propostos: um para auxiliar o processo de decodificação de códigos de Goppa, no contexto do criptossistema McEliece; outro para auxiliar na busca por síndromes decodificáveis, no contexto das assinaturas CFS. Os resultados mostram que em alguns casos, o uso de um coprocessador quântico permite ganhos de até 99; 7% no tamanho da chave e até 76; 2% em tempo de processamento. Por se tratar de um circuito específico, realizando uma função bem específica, é possível manter um tamanho compacto (300 qubits, dependendo do que é acelerado), mostrando adicionalmente que, caso computadores quânticos venham a existir, eles viabilizarão os criptossistemas pós-quânticos antes de quebrar os criptossistemas pré-quânticos. Adicionalmente, algumas tecnologias de implementação de computadores quânticos são estudadas, com especial enfoque na óptica linear e nas tecnologias baseadas em silício. Este estudo busca avaliar a viabilidade destas tecnologias como potenciais candidatas à construção de um computador quântico completo e de caráter pessoal.
The discovery of the Shor algorithm, which allows polynomial time factoring of integers, motivated efforts towards the implementation of a quantum computer. It is capable of breaking the main current public key cryptosystems used today (RSA and those based on elliptic curves). Those provide a set of security services, such as data confidentiality and integrity and source authentication, and also the distribution of a symmetric session key. To break those cryptosystem, a large quantum computer (2000 qubits) is needed. Nevertheless, cryptographers have started to look for alternatives. Some of which came from quantum mechanics itself. Despite some interesting properties found on quantum cryptography, a complete cryptosystem seems intangible, specially because of digital signatures, necessary to achieve authentication. Cryptosystems based on purely classical problems which are (believed) not treatable by quantum computers, called post-quantum, have them been proposed. Those systems still lacks of practicality, either because of the key size or the processing time. Among those post-quantum cryptosystems, specially the code based ones, the highlights are the McEliece and the Niederreiter cryptosystems. Per se, none of these provides digital signatures, but, the CFS signatures have been proposed, as a complement to them. Even if general purpose quantum computers are still far from our reality, it is possible to imagine a small dedicated quantum circuit. The benefits brought by it could make the deference to allow those signatures, in a truly post-quantum scenario. In this work, a quantum/classical hybrid architecture is proposed to accelerate post-quantum cryptographic algorithms. Two quantum coprocessors, implementing the Grover search, are proposed: one to assist the decoding process of Goppa codes, in the context of the McEliece and Niederreiter cryptosystems; another to assist the search for decodable syndromes, in the context of the CFS digital signatures. The results show that, for some cases, the use of the quantum coprocessor allows up to 99; 7% reduction in the key size and up to 76; 2% acceleration in the processing time. As a specific circuit, dealing with a well defined function, it is possible to keep a small size (300 qubits), depending on what is accelerated), showing that, if quantum computers come to existence, they will make post-quantum cryptosystems practical before breaking the current cryptosystems. Additionally, some implementation technologies of quantum computers are studied, in particular linear optics and silicon based technologies. This study aims to evaluate the feasibility of those technologies as potential candidates to the construction of a complete and personal quantum computer.

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Filho, Alberto Adade. "Projeto de sistemas de controle multivariáveis robustos utilizando otimização multicritérios." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1991. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1846.

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Abstract:

O projeto de sistemas de controle multivariáveis requer na prática, o atendimento simultâneo de múltiplos requisitos e critérios de desempenho. Isto e a complexidade dos modelos, ampliada adicionalmente pelas incertezas associadas, torna, em geral, o problema de projeto suficientemente dificil limitando seriamente a aplicabilidade dos métodos analiticos existentes. Geralmente recorre-se a grandes simplificações e efetua-se elevado número de iterações de projeto, na tentativa de se achar uma solução satisfatória para o problema originalmente formulado. Nesta situação, o projetista, muitas vezes, é confrontado com tomadas de decisão em condições bastante desfavoráveis e o esforço e custo de projeto podem tornar-se excessivamente altos. Este trabalho objetiva estabelecer um formalismo teórico-computacional para projeto assistido por computador de controladores robustos para sistemas multivariáveis, empregando, na sua parte algoritmica, um enfoque de otimização multicritérios e em sua parte conceitual, conhecimentos formais e práticos da área de controle, particularmente sobre desempenho e a estrutura e parametrização de controladores. Em complementação, neste trabalho desenvolve-se uma versão preliminar de um programa computacional para projeto, implementando o essencial da abordagem proposta, no sentido de operacionalizar o método e estabelecer uma base de definições e conhecimentos na parte computacional, que sedimentem desenvolvimentos correlatos. O método requer do projetista informações relativamente simples e diretas e assim a sua tomada de decisões é efetuada sob contornos mais nitidos.

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Waltrich, Maicon. "Projeto e otimização de cassetes de refrigeração para aplicações comerciais." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2012. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93407.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009
Made available in DSpace on 2012-10-24T21:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273146.pdf: 10177382 bytes, checksum: f3b6e0684c26348a9d7d2bcb9a9545f3 (MD5)
O presente trabalho apresenta uma metodologia para o projeto de cassetes de refrigeração onde os componentes do cassete (e.g., condensador, evaporador, compressor) são selecionados através de um algoritmo de otimização baseado na simulação numérica do sistema de refrigeração. Para tanto, modelos matemáticos foram desenvolvidos para cada um dos componentes do cassete, especialmente para os trocadores de calor (evaporador e condensador), uma vez que estes afetam tanto o desempenho quanto o custo do produto. Um modelo tri-dimensional inédito foi então proposto para simular o comportamento termohidráulico de trocadores de calor tubo-aleta com base nos princípios fundamentais da conservação da massa, energia e da quantidade de movimento aplicados tanto ao domínio do ar como do fluido refrigerante. Os resultados das simulações foram validados contra dados experimentais obtidos testando-se diferentes trocadores de calor em um túnel de vento especialmente projetado para esta finalidade. Os sub-modelos do evaporador e do condensador foram então acoplados aos sub-modelos desenvolvidos para o compressor e o dispositivo de expansão com a finalidade de simular o comportamento global do sistema de refrigeração. Os resultados das simulações foram validados contra dados experimentais obtidos testando-se diferentes cassetes de refrigeração em um calorímetro desenvolvido especialmente para esta aplicação, quando se verificou que as previsões do modelo para as pressões de evaporação e condensação, potencia consumida, capacidade de refrigeração e coeficiente de performance apresentaram uma boa concordância com os dados experimentais, com erros na faixa de ±10%. Apos o exercício de validação, o modelo foi empregado para otimizar tanto as geometrias do condensador e do evaporador quanto para selecionar o compressor com base em diferentes critérios de avaliação de desempenho que levam em conta tanto o COP do sistema como o custo do produto. Dois novos cassetes foram então projetados, construídos e testados com base nos resultados da otimização, apresentando uma relação COP / custo ate duas vezes superior ao produto original. Como resultado, propôs-se uma metodologia computacional de projeto e otimização que pode ser empregada a quaisquer sistemas de refrigeração que façam uso de trocadores de calor compactos do tipo tubo-aleta.

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Carvalho, Elissa Soares de. "Projeto e otimização de um gerador síncrono de polos lisos." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2012. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95807.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011
Made available in DSpace on 2012-10-26T06:07:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296897.pdf: 1709038 bytes, checksum: 759468a446e7265c214a62887d4ebf12 (MD5)
É apresentado, nesta dissertação, o projeto de um gerador síncrono de polos lisos, quatro polos, de 17,5 MVA, seguido de sua otimização por algoritmo genético com o objetivo de alcançar a máxima razão de curto-circuito (RCC) sem modificar as dimensões externas de uma máquina WEG padrão, com o mínimo de comprometimento das demais características. A escolha do RCC como função objetivo é motivada por uma presente necessidade de um segmento específico do mercado de energia brasileiro que tem crescido significativamente na última década: a geração e venda de energia elétrica proveniente da indústria sucroalcoleira. A razão de curto-circuito (RCC) define a capacidade de recuperação rápida de um gerador diante de flutuações da rede o que a torna uma característica altamente desejável para um gerador operando nestas condições. Por outro lado, altos valores de RCC significam o aumento das perdas Joule no rotor, o que leva a um aumento de seu volume e consequentemente ao aumento dos custos de fabricação da máquina. O equilíbrio entre preservar as principais dimensões e alcançar o requisito técnico desejado é o objetivo deste trabalho.
This dissertation presents the design of a 17.5MVA four poles round rotor synchronous generator, following by a genetic algorithm optimization in order to meet the maximum short circuit ratio (SCR) maintaining the main external dimensions of a standard WEG machine, without compromising the other performance requirements. The choice of SCR as an objective function is motivated by a present need of a specific segment of Brazilian energy market that has been growth significantly for the last decade: generation and selling of electric energy from sugarcane industry. SCR defines the generator capacity of fast recovering facing grid fluctuations, becoming highly desirable if the generator is connected to the grid. In counterpart larger SCR also means larger air gap, which implies in an increase of Joule losses of rotor, leading to an increase of rotor volume and to higher costs. The balance between preserving cost through keeping the generator main dimensions and achieving technical requirements is the purpose of this work.

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Schmitz, Claudio. "Projeto e otimização de motores BLDC de ímãs permanentes superficiais." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2017. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/175323.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017.
Made available in DSpace on 2017-05-02T04:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345508.pdf: 3912458 bytes, checksum: 3dd31a82f6d2f007f1230ce752b9a02b (MD5) Previous issue date: 2017
O presente trabalho aborda o projeto de motores síncronos com ímãs permanentes, em específico os motores de corrente contínua sem escovas (BLDC). Os motores de ímãs permanentes, se comparados aos de indução, são de melhor desempenho, o que justifica as suas utilizações. Com a preocupação de se obter um projeto competitivo no mercado, a técnica de otimização também é abordada nas etapas de projeto. É realizado o projeto de um motor de pequeno porte o qual é otimizado considerando o modelo térmico. Para verificar a eficácia do método e validar os resultados, os dados de saída da otimização são validados pelo método dos elementos finitos. Aspectos como combinação do número de ranhuras e polos, esquema de bobinagem, harmônicas, perdas, indutâncias e influência da comutação no torque também são abordados, o que permite realizar uma melhor análise do projeto para que soluções mais eficientes, econômicas e sustentáveis possam ser propostas.

Abstract : This work discusses the design of permanent magnet synchronous motors, in particular the brushless direct current motors (BLDC). Permanent magnet motors when compared to induction motors present better performance justifying their use. In order to obtain a competitive design, an optimization technique is also discussed. The design of a small motor is optimized considering the thermal model. Finite Element simulations are performed to verify the effectiveness of the design methodology and validate the optimization procedure. Aspects such as combinations of slots and poles numbers, winding scheme, harmonics, losses, inductances and influence of switching in torque are also discussed allowing a better design for more efficient, economic and sustainable solutions.

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Júnior, José de Sá Carvalho. "Otimização de estruturas unidimensionais sob excitação harmônica." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1990. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1446.

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Abstract:

No presente trabalho é investigada a distribuição ótima de área de uma barra submetida à solicitação harmônica. Procura-se soluções em todo o intervalo em que a freqüência de excitamento está compreendida entre a freqüência fundamental e a segunda freqüência natural da estrutura. Resultados anteriores somente foram conseguidos prara freqüências de excitamento inferiores à fundamental, ou para freqüências de solicitação não abrangendo todo o intervalo referido acima. Para obtenção das soluções acoplou-se a análise por elementos finitos, com técnicas de programação matemática não-linear, utilizando-se a rotina "ADS" - "Automated Design Synthesis", dentro da qual adotou-se como otimizador o Método das Direções Viáveis Modificado. Os resultados obtidos parecem confirmar as suspeitas iniciais de que a solução ótima no segundo intervalo a partir de uma determinada freqüência de excitamento, teria uma massa concentrada localizada em seu interior.

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Dedini, Franco Giuseppe 1957. "Projeto e otimização de uma transmissão planetaria por rolos de tração." [s.n.], 1985. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265667.

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Abstract:

Orientador : Hans Ingo Weber
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas
Made available in DSpace on 2018-09-11T20:41:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dedini_FrancoGiuseppe_M.pdf: 4134880 bytes, checksum: b33c557362e95964abf0b93bd00f7e4e (MD5) Previous issue date: 1985
Resumo: Este trabalho reune alguns aspectos básicos utilizados no projeto e otimização das transmissões por tração. As transmissões por tração são objeto de uma revisão histórica, através da descrição dos principais modelos de transmissões continuamente variáveis por tração (TCVT) e planetários de razão fixa, em uso no mundo. Apresentam-se também princípios de elasticidade dos corpos e lubrificação aplicados a estas transmissões. O conceito de otimização é apresentado como função da vida esperada para o equipamento dentro de uma dada confiabilidade. A análise de vida para os elementos da transmissão e um resumo sobre confiabilidade e distribuição de weibull são subsídios para a elaboração de cartas de referência para a geometria otimizada de diversas transmissões planetárias por tração. Uma máquina para ensaios de lubrificantes é descrita e são apresentados resultados para diversos lubrificantes nacionais
Abstract: Some basic aspects of the design and optimization traction drives are presented. An historic review is made several continuously variable transmissions are described as well as planetary fixed rate traction drives. There is made a brief presentation of the related principles of elasticity and hydrodynamic lubrication. The optimization is done for a maximal expected life given a certain reliability. The analysis of expected life for the elements of the transmission is made and a synopsis of reliability and the Weibull distribution is presented: This allows to define reference charts for the optimized geometry of fixed rate planetary traction drives. There is also described the operation of a test rig for the analysis of lubricants and the several results for brazilian lubricants are presented
Mestrado
Mestre em Engenharia Mecânica

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Forti, Antonio Wagner. "Projeto e otimização de uma transmissão continuamente variavel (CVT) para bicicletas." [s.n.], 1997. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/264404.

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Abstract:

Orientador: Franco Giuseppe Dedini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-22T23:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Forti_AntonioWagner_M.pdf: 9186148 bytes, checksum: 20790d382a88e251be2b7ffed3540ed8 (MD5) Previous issue date: 1997
Resumo: O objetivo deste trabalho é mostrar as vantagens de usar uma Transmissão Continuamente Variável por Tração (TD-CVT) em bicicletas. Tal proposta, está baseada em estudos que mostram a influência da freqüência de pedalar e da potência produzida na prática do ciclismo. O sistema estudado (ciclista+bicicleta+transmissão) é descrito pelas equações de Lagrange do movimento. Simulações numéricas de três diferentes tipos de trajetos, e dois valores de potência fornecidos ao sistema, são usados para comparar a performance de diferentes tipos de transmissões escalonadas disponíveis para bicicletas, e bicicletas utilizando CVT's. Curvas de energia gasta, tempo, energia/tempo e energia x tempo são usadas para comparar o desempenho das transmissões. Quanto as TD-CVT's, elas transferem potência mecânica de uma fonte para a carga através de elementos rolantes em contato com um filme de fluido de tração; operam com alta tensão nos contatos; e, o cálculo de sua vida para um dado número de ciclos de tensão sem ocorrer falhas está relacionado a uma probabilidade. Por isso, a maioria das TDCVT são projetadas para trabalharem um certo número de horas com uma determinada velocidade e carga de operação, com uma probabilidade de sobrevivência de 90%. Uma análise da vida por fadiga para TD-CVT, baseada na teoria de fadiga de Lundberg-Palmgren, foi usada para calcular o tempo de vida de uma TD-CVT tipo esfera e cone para bicicletas, levando em consideração os efeitos do tipo de trajeto e da potência fornecida ao sistema
Abstract: The objective of this work is to show the advantages of using a Continuously Variable Transmission Traction Drive (TD-CVT) in bicycles.The proposal of a TD-CVT for bicycle, is based on studies that show the influence of pedaling rate and power output on energy expenditure in bicycling. The system studied (rider+bicyl1e+transmission) is described by the Lagrange's Equations of Motion. Numerical simulations for three different types of route and two values of power are used to compare the performance of different types of step-variable transmission of commercial bicycle sand the CVT-based bicycles.The curves of spent energy, time, the ratio energy/time and the product energy and time are used to compare the performance of these transmissions. TD-CVT' s transfer mechanical power from a source to a load efficiently by means of metal rollers running on a film of traction fluid against mating metal rollers. A TD-CVT operates in the high-contact-stress, and the achievement of a given number of stress repetitions without failures can only be assigned a probability. So most drives are rated against the 90% probability of surviving the number of stress repetitions associated with the rated number of hours of operation at the rated speed and load. A contact fatigue life analysis for traction drives based on modified Lundberg-Palmgren fatigue theory is used to predict life time for a ball-cone TD-CVT on a bicycle,taking into account the effects of kind of route and power output that supply the system
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica

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Koga, Adriano Akio. "Projeto de dispositivos de microcanais utilizando o método de otimização topológica." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-01092011-160125/.

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Abstract:

Este trabalho propõe o estudo do projeto de dispositivos baseados em microcanais de fluido, tais como difusores, misturadores, válvulas, e trocadores de calor, através da aplicação do Método de Otimização Topológica (MOT). O MOT é um método computacional que permite obter um projeto otimizado de um sistema, através da distribuição de uma quantidade limitada de material num dado domínio de projeto. Neste caso, o MOT é aplicado a um domínio fluido, e permite obter a topologia otimizada (formato ótimo) dos microcanais, segundo uma determinada característica, seja esta, a minimização da perda de carga, ou a maximização da velocidade num dado ponto, ou ainda a maximização da troca de calor, no caso de trocadores de calor. Os canais utilizados nestas aplicações operam com baixo número de Reynolds, sendo um caso típico da aplicação das equações de escoamento de Stokes. A implementação do MOT é realizada sob a forma de rotinas computacionais, permitindo um projeto sistematizado dos canais. No processo de otimização, utiliza-se o Método dos Elementos Finitos (MEF) como método de análise dos fenômenos físicos envolvidos, e a Programação Linear Seqüencial (PLS) como algoritmo de otimização. Ao final, propõe-se um estudo multi-físico, aliando-se características otimizadas tanto do ponto de vista da eficiência do escoamento, quanto do ponto de vista da dissipação térmica no canal, combinando-os através de uma função multi-objetivo. Exemplos de projeto bidimensionais de dispositivos de fluido são apresentados para ilustrar o método.
This work proposes studying the design of micro channel devices, such as fluid diffusers, mixers, valves, and heat exchangers, through the application of the Topology Optimization Method (TOM). The TOM is a computational method that allows the distribution of a limited amount of material, inside a given design domain, in order to obtain an optimized system design. Herein, the TOM is applied to a fluidic domain, allowing the design of an optimized microchannel topology (optimal configuration), according to a given objective function, such as head loss minimization, maximum velocity in a given direction, or the heat transfer maximization, in a heat exchanger example. Especially this kind of channel devices, operates at low Reynolds number, thus, it can be modeled through Stokes flow equations. The optimization procedure applies the Finite Element Method (FEM) to perform the physical analysis, and Sequential Linear Programming (SLP) as the optimization algorithm. At the end, a multi-physics analysis is proposed, through a multi-objective cost function, that combines both flow and heat dissipation efficiency optimization. Two-dimensional designs of fluidic devices are presented as examples to illustrate the method.

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Carbonari, Ronny Calixto. "Projeto de atuadores piezelétricos flextensionais usando o método de otimização topológica." Universidade de São Paulo, 2003. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-08082003-124007/.

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Abstract:

Atuadores Piezelétricos Flextensionais consistem de uma estrutura flexível atuada por cerâmicas piezelétricas (ou “pilhas” de cerâmicas). A estrutura flexível conectada a piezocerâmica deve gerar deslocamentos e forças em diferentes pontos específicos do domínio, para uma direção especificada. Estes atuadores são usados em aplicações de mecânica de precisão, tal como, sistemas microeletromecânicos (MEMS), manipulador de células, interferometria laser, equipamentos de nanotecnologia, equipamentos de microcirurgias, nanoposicionadores, sonda de varredura microscópica, e etc. Porém, devido ao fato destes atuadores consistirem principalmente de um mecanismo flexível, seu projeto é complexo. A estrutura flexível comporta-se como um transformador mecânico pela amplificação para converter, direcionar e amplificar os pequenos deslocamentos gerados pela piezocerâmica (ordem de nanômetros). A estrutura flexível é projetada distribuindo-se flexibilidade e rigidez no domínio de projeto, o que pode ser obtido usando a otimização topológica. Portanto, o objetivo deste trabalho é implementar um método sistemático baseado no método de otimização topológica para projetar atuadores piezelétricos flextensionais. Essencialmente, o método de otimização topológica consiste em encontrar a distribuição ótima de material perfurando o domínio de projeto com infinitos microfuros. O material em cada ponto pode alterar de vazio a total presença de material, também assumindo material intermediário (ou compósito). A implementação do método de otimização topológica é baseado no modelo de material SIMP (Simple Isotropic Material with Penalization). O problema de otimização é posto como a maximização dos deslocamentos gerados (ou força de blocagem) em diferentes pontos e direções especificadas do domínio. Considerando o comportamento linear da piezocerâmica. Alterando a flexibilidade e a rigidez da estrutura flexível conectada a piezocerâmica obtém-se diferentes tipos de atuadores piezelétricos flextensionais, que podem ser projetados para determinadas aplicações. Para ilustrar o método, os exemplos mostrados são modelos bidimensionais (2D), uma vez que a maior parte das aplicações envolve dispositivos planos. Estes atuadores são fabricados usando corrosão química em chapas de cobre abaixo de 200 μm de espessura através do método de litografia. Técnica de corrosão química tem um baixo custo e permite-nos fabricar diversos protótipos para testes. Esta técnica pode ser facilmente utilizada no LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron – Campinas). Análise experimental destes protótipos são procedidas para medição de deslocamentos usando uma Probe Station. Como trabalho futuro, estes protótipos serão construídos em escala de MEMS.
Flextensional Piezoelectric Actuators consist of a flexible structure actuated by piezoelectric ceramics (or a stack of piezoceramics). The flexible structure connected to the piezoceramic must generate displacements and forces in different specified points of the domain, according to a specific direction. These actuators are applied to precision mechanic applications such as microelectromechanical systems (MEMS), cell manipulators, laser interferometers, nanotechnology equipment, microsurgery equipment, nanopositioners, scanning probe microscopy, etc. However, due to the fact these actuators essentially consist of a compliant mechanism their design is complex. The compliant structure behaves as a mechanical transform by amplifying and changing the direction of small output displacements generated by piezoceramics (order of nanometer). The flexible structure is designed by distributing flexibility and stiffness in the design domain, which can be archieved by using topology optimization. Therefore, the objective of this work is to implement a systematic method based on topology optimization method to design flextensional piezoelectric actuators. Essentially, the topology optimization method consists of finding the optimal material distribution in a perforated design domain with infinite microvoids. The material in each point can change from void to full material, also assuming intermediate (or composite) material. The implemented topology optimization method is based on the SIMP (Simple Isotropic Material with Penalization) material model. The optimization problem is posed as maximization of output displacements (or grabbing forces) in different specified directions and points of the domain. A linear behavior of piezoceramic is considered. By changing the flexibility and stiffness of flexible structure connected to the piezoceramics different types of flextensional piezoelectric actuators can be designed for a desired application. To illustrate the method, examples presented herein are limited to two-dimensional (2D) models once in most part of applications of these actuators they are planar devices. These actuators are manufactured by using chemical corrosion on a 200 um thickness copper plate through lithography method. Chemical corrosion technique has a low cost and it allow us to manufacture several prototypes for testing. For this technique, facilities of the micromachining laboratory of National Sincroton Light Laboratory (LNLS - Campinas) are used. Experimental analysis of these prototypes are conducted by measuring displacements using a probe station. As a future work, these prototypes will be built in a MEMS scale.

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Burgos, Diego Felipe Sarzosa. "Técnica de otimização multiobjetivo aplicada ao projeto preliminar de navios petroleiros." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-07112008-092055/.

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Abstract:

Este trabalho apresenta um processo racional para a seleção das dimensões e coeficientes de forma ótimos para um navio petroleiro usando a técnica dos algoritmos genéticos. É proposto um procedimento para balanceamento em função do peso e espaço disponível de carga, determinando sua viabilidade e permitindo balancear navios de peso ou de volume. A elaboração de um procedimento e sua implementação em um programa eficiente é muito importante no dimensionamento preliminar de um navio, assim, esta pesquisa é uma divulgação da técnica dos algoritmos genéticos como uma técnica robusta para o projeto preliminar do navio. Duas funções de mérito são usadas para avaliar cada projeto: custo e vazamento médio de óleo. Estes atributos são conflitantes entre si, isto é, um baixo custo corresponde a um alto vazamento e vice-versa. O vazamento médio de óleo é avaliado com a metodologia probabilística proposta pela INTERTANKO (INTERTANKO, 2002). A avaliação do vazamento médio, através de um adimensional, considera a possibilidade de ocorrência de eventos de encalhes e/ou colisão resultando, respectivamente, em dano ao fundo e ao costado. Para a estimativa do custo são utilizados dois modelos, apresentando-se uma comparação dos seus efeitos nos valores finais das dimensões principais. Além disso, para o procedimento de balanceamento, cinco modelos de peso do casco são testados e analisados os impactos na forma e distribuição da fronteira de Pareto. Um algoritmo genético é implementado para buscar os parâmetros de projeto ótimos e identificar a fronteira não-dominada de Pareto. O algoritmo é testado com quatro funções encontradas na literatura técnica. As funções de teste são convexas, não-convexa, descontínua e uma com quatro restrições funcionais. A implementação mostra resultados similares com os apresentados na literatura. Um navio Suezmax, um Aframax e um Panamax são usados como estudo de casos para comparar os resultados obtidos com o programa implementado. Um objetivo adicional deste trabalho é expor à comunidade naval a utilidade e efetividade dos algoritmos genéticos nos problemas de projeto multiobjetivo. O enfoque desta pesquisa está na metodologia implementada e na sua recomendação para o projeto preliminar de navios.
This paper shows the rational process of selecting the optimal dimensions and forms coefficients of tanker ships using the technique of genetic algorithm. It is proposed a procedure to balance designs in weight and useful space and assesses their feasibility so that weight and volume limited tankers can be balanced. The elaboration of a procedure and its implementation in an efficient program is so important in the preliminary dimension of a ship, so this paper is a divulgation of the genetic algorithm as robust technique for the preliminary ship design. Two objective attributes are used to evaluate each design: Total Cost and Mean Oil Outflow. This attributes are conflicting between them, that is, a low cost correspond a high outflow and vice versa. The Mean Oil Outflow is evaluated with the probabilistic methodology proposed by the INTERTANKO to IMO. The assessment of mean oil outflow, by a non dimensional parameter, supposes the event of grounding and/or collision resulting in bottom and side damage respectively. In estimating the cost two models are used performing a comparison of their effects on the final values of principal dimension. In addition, for the balance procedure, five hull weight models are tested and analyzed the impact on the form and distribution of Pareto frontier. A genetic algorithm is implemented to search the optimal design parameters and identify non-dominated frontier of Pareto. The algorithm is tested with four test functions found in the technical literature. The test functions selected are convex, non convex, discontinuing and one with four restrictions. The implementation shows similar results with those showed in others papers. A Suezmax, an Aframax, and a Panamax ships are used as case study in order to compare the gotten results by the implemented program. One additional goal of this work is to expose to naval community the usefulness and effectiveness of the genetic algorithm in the Multi-Objective design. The emphasis of this paper is on methodology of design implemented and is suggested for preliminary ship design.

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Júnior, Carlos do Carmo Pagani. "Projeto e otimização de filtros modais usando redes de sensores piezoelétricos." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-20102009-101624/.

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Abstract:

Filtros modais permitem que se identifique a contribuição de cada modo de vibrar na resposta dinâmica de uma estrutura, o que pode simplificar o projeto de sistemas dinâmicos em diversas aplicações como controle de vibrações, controle de forma, monitoramento de integridade estrutural e aproveitamento de energia. O objetivo desta dissertação é desenvolver uma metodologia para projetar e otimizar filtros modais a partir de uma rede de sensores piezelétricos discretos. É de especial interesse a relação entre a topologia da rede de sensores e o desempenho dos filtros modais obtidos pela soma ponderada dos sinais de tensão elétrica medida por cada sensor. A modelagem estrutural, usando o método dos elementos finitos com acoplamento eletromecânico, considera uma placa retangular de alumínio com trinta e seis sensores piezelétricos, em forma de pequenas pastilhas, colados sobre uma de suas superfícies. As topologias de rede consideradas neste trabalho consistem das possíveis combinações de trinta e seis sensores tomados doze a doze. Esta estratégia permite um amplo processo de otimização topológica a partir de um único modelo de elementos finitos. Duas funções-objetivo definem os índices de desempenho de cada topologia de rede avaliada, objetivando projetar filtros modais capazes de isolar a resposta dos primeiros modos de vibrar que maximizem a faixa de frequência e minimizem o número de sensores necessários. Em uma primeira abordagem ao problema de otimização topológica combinatorial, é utilizado o método de busca extensiva em um espaço de soluções reduzido. Em seguida, o problema é codificado para o uso de um algoritmo genético. Os resultados mostram que aumentos de 25% a 50% na faixa de frequência dos filtros modais podem ser obtidos a partir da otimização topológica da rede de sensores.
Modal filters allow identifying the contribution of each vibration mode to the dynamical response of a structure, which can simplify the design of dynamical systems in several applications, such as vibration control, shape control, structural health monitoring and energy harvesting. The aim of this dissertation is to develop a methodology to design and optimize modal filters by using a discrete array of piezoelectric sensors. The relationship between the sensors array topology and the performance of the modal filters, which are obtained by means of weighted sum of the voltage signs, draws special interest. The structural modeling through the finite element method with electromechanical coupling considers a retangular aluminum plate with thirty-six patch-shaped piezoelectric sensors bonded on one of its surfaces. The array topologies considered in this work consist of the possible combinations of thirty-six sensors taken twelve at a time. This strategy allows for a broad process of topological optimization by using only one finite element model. Two objective functions define the performance index associated with each evaluated array topology, aiming to design modal filters able to isolate the response of the first vibration modes that maximize the frequency band and minimize the number of sensors needed. As a first approach to the combinatorial topology optimization problem, the extensive search method is applied to a reduced solutions space. Next, the optimization problem is codified for using a genetic algorithm. The results show that an increase from 25% to 50% in the frequency band of the modal filters can be obtained from the topology optimization of the sensors array.

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SOUSA, Bruno Silva de. "Projeto de perfis aerodinâmicos utilizando técnicas de otimização mono e multiobjetivos." reponame:Repositório Institucional da UNIFEI, 2008. http://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/1641.

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Abstract:

Submitted by repositorio repositorio (repositorio@unifei.edu.br) on 2018-09-11T14:52:03Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_0033477.pdf: 1927790 bytes, checksum: abe8a1795a43e9c13345e84949ffe30f (MD5)
Made available in DSpace on 2018-09-11T14:52:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_0033477.pdf: 1927790 bytes, checksum: abe8a1795a43e9c13345e84949ffe30f (MD5) Previous issue date: 2008-07
Apresenta-se uma metodologia direta de otimização aerodinâmica para o projeto de aerofólios. Utiliza-se um esquema de parametrização geométrica por curvas Bézier para representação do formato dos aerofólios. Uma versão modificada do código de análise de escoamento XFoil é empregada como “solver” aerodinâmico. A busca das soluções ótimas é efetuada através de um algoritmo de busca aleatória controlada (CRSA) em conjunto com a técnica de ponderação de objetivos para tratamento de multiobjetivos. Esta metodologia é aplicada na otimização mono e multiobjetivos de aerofólios de três classes distintas: (i) aerofólios de alta sustentação, (ii) aerofólios laminares e (iii) aerofólios de grande autonomia. Os resultados obtidos indicam que a metodologia é flexível e apresenta um custo computacional aceitável.

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Sousa, Fabiano Luis de. "Otimização extrema generalizada: um novo algoritmo estocástico para o projeto ótimo." Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2002. http://urlib.net/sid.inpe.br/marciana/2003/03.18.15.39.

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Abstract:

Neste trabalho uma nova ferramenta numérica para uso na otimização de projetos é apresentada. Baseada na teoria da Criticalidade Auto-Organizada (Self-Organized Criticality - SOC), ela destina-se a ser utilizada em problemas de otimização que apresentem características complexas, como a presença de um espaço de projeto não convexo ou mesmo disjunto, a existência no mesmo de múltiplas soluções sub-ótimas, severas não linearidades na função objetivo ou nas restrições e a utilização conjunta de variáveis contínuas, inteiras ou discretas. Denominada algoritmo da Otimização Extrema Generalizada (Generalized Extremal Optimization - GEO), ela extende o método da Otimização Extrema (Extremal Optimization - EO)de forma que possa ser aplicada a uma vasta classe de problemas. Embora seja um algoritmo estocástico, ele apresenta apenas um parâmetro livre a ser ajustado, diferentemente de outros algoritmos populares, como o Algoritmo Genético (Genetic Algorithm - GA)e o Recozimento Simulado (Simulated Annealing - SA), que apresentam pelo menos três. Esta é uma vantagem ""a priori"" do GEO sobre o GA e o SA, já que o processo de ajuste dos parâmetros livres para uma dada aplicação é muito menos custosa computacionalmente no GEO do que nestes. O algoritmo da otimização extrema generalizado é aqui apresentado na sua forma canônica e em uma implementação alternativa denominada GEOvar. O desempenho de ambas implementações foi avaliado para um conjunto de funções teste e comparado com versões do GA e do SA, mostrando-se competitivos à estes algoritmos. Utilizado para atacar dois problemas reais de projeto ótimo em engenharia aeroespacial, o algoritmo da otimização extrema generalizado mostrou-se capaz de encontrar soluções de alta qualidade (em alguns casos provavelmente a solução ótima), mesmo partindo de projetos inviáveis. Além disso, ele identificou características destes problemas que não eram intuitivamente óbvias. Do ponto de vista da teoria que inspirou o algoritmo, uma análise preliminar da dinâmica da busca pela solução ótima com o uso do mesmo, mostrou que esta pode apresentar características de SOC. Finalmente, pode-se afirmar que o algoritmo da otimização extrema generalizada mostrou ser um algoritmo com grande potencial à ser incorporado à ""caixa de ferramentas"" numéricas do engenheiro e do cientista.
In this work a new numerical tool for application on optimal design is presented. Based on the theory of Self-Organized Criticality (SOC), it is intended to be used in problems that present complex characteristics such as a non-convex or even disjoint design space, the presence of multiple sub-optimal solutions on it, severe non-linearities on the objective function or on the constraints and the use of a combination of continuos, discrete and integer variables. Called the Generalized Extremal Optimization algorithm (GEO), it extends the Extremal Optimization (EO)method in a way that it can be readly applied to a broad class of optimal design problems. Altought being a stochastic algorithm, it has only one free parameter to be set, diferently to other popular algorithms, such as the Genetic Algorithm (GA)or the Simulated Annealing (SA), that each have at least three of them. This is an ""a priori"" advantage of the GEO over the GA and the SA, since the setting process of the free parameter would present a lesser computional cost for the GEO than for the others. The generalized extremal optimization algorithm is presented here in its canonical form and in an alternative implementation called GEOvar. The performance of both implementations was assessed for a set of test functions and compared to versions of the GA and SA, showing to be competitive to both algorithms. Used to tackle optimal design problems in aerospace engineering, the generalized extremal optimization algorithm showed to be capable to find high quality solutions (in some cases probably the optimal), even starting from infeasible designs. Moreover, it identified characteristics of these problems that were not intuitively obvious at first sight. From the point of view of the theory that inspired the algorithm, a preliminar analisys of the search dynamics to find the optimal, showed that it can present characteristics of SOC. Finaly, it can be said that the generalized extremal optimization algorithm showed to be a highly potential candidate to be incorporated to the optimization numerical tool box of the engineer and of the scientist.

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Oliveira, Sérgio Vidal Garcia. "Otimização de projeto de fontes de alimentação para centrais de telecomunicações." Florianópolis, SC, 2001. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/81578.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
Made available in DSpace on 2012-10-19T05:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 189868.pdf: 2118490 bytes, checksum: 086dc7338c232f357a6ead8cba7696c8 (MD5)

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Ogawa, Carlos. "Otimização do projeto de máquinas de corrente contínua utilizando algorítmos genéticos." Florianópolis, SC, 2001. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/81596.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
Made available in DSpace on 2012-10-19T05:58:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T00:02:17Z : No. of bitstreams: 1 182446.pdf: 23622788 bytes, checksum: 9679400ed9317dcb138174e16967d36b (MD5)
O projeto eletromagnético das máquinas elétricas, nem sempre trivial pode ser ana-lisado como um problema de otimização. Dentro deste contexto, os Algoritmos Genéticos se apre-sentam como proposta para se alcançar uma boa solução para a área de projetos de máquinas de corrente contínua. Os Algoritmos Genéticos con-sistem numa técnica da Inteligência Artificial (IA) que utiliza um método computacional adaptativo de busca e otimização baseado na evolução natural das espécies. Através de mecanismos operadores inspirados na genética e critérios de seleção, o algoritmo evolui indivíduos a cada geração e, assim como no ambiente natural, acaba por evo-luir na maioria dos casos para uma nova popula-ção com indivíduos cada vez mais próximos da solução global do sistema. Assim, quando empre-gado no cálculo de máquinas elétricas, o algo-ritmo é capaz de "evoluir" um grupo de parâme-tros para uma das melhores configurações ele-tromagnéticas da máquina. A utilização desta técnica da IA, abrange as áreas onde não existem métodos exa-tos para otimização ou onde os métodos existentes são precários e insatisfatórios. Nas máquinas de corrente contínua, as inúmeras combinações de fatores elétricos, mecânicos, térmicos e magnéticos difi-cultam o desenvolvimento de uma seqüência de cálculo exata para todas as configurações de má-quinas propostas. Este trabalho apresenta a utilização desta técnica da IA para o projeto de máquinas de corrente contínua. Através da análise dos resultados obtidos em comparação com um projetista e também com o próprio ensaio do motor em laboratório é possível se justificar sua utilização nesta área de desenvolvimento.

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Pimenta, Marcelo de Figueiredo. "Otimização de estruturas de pontes rolantes protendidas." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1988. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1507.

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Abstract:

Este trabalho foi desenvolvido visando a otimização de estruturas de pontes rolantes protendidas, dimensionadas conforme a norma NBR-8400 da Associação Brasileira de Normas Técnicas. A estrutura da ponte rolante é tratada como um quadro rígido, constituído pelas vigas principais e cabeceiras. O carregamento devido a protensão, aplicada às vigas principais através de cabos, é considerado um caso especial de solicitação. O problema de programação matemática, da minimização do peso estrutural da ponte e cabos de protensão, sujeito às restrições de resistência e estabilidade impostas pela norma, é resolvido mediante a utilização da rotina CONMIN, baseada em um método de direções viáveis. As dimensões lineares da estrutura, incluindo o diâmetro dos cabos de protensão, são tomadas como variáveis de projeto. O sistema garante espessuras de chapa padronizadas para o projeto ótimo, permitindo sua direta utilização pelo sistema produtivo nacional. Para a verificação da eficiência do sistema é utilizada uma ponte de 100 t de capacidade, já fabricada e em operação. São feitas, ainda, análises de sensibilidade de vários parâmetros de projeto.

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Klava, Behno. "Desenvolvimento das etapas de análise e otimização estrutural de uma manga de eixo." Florianópolis, SC, 2003. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/86383.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2012-10-21T06:22:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 209127.pdf: 4499805 bytes, checksum: 005c9df1e1f8da11531961b3f9bf3579 (MD5)
O desenvolvimento tecnológico e a busca constante por sistemas cada vez mais confiáveis, com peso e custos menores, vem sendo a principal preocupação no projeto de sistemas e componentes estruturais. A determinação e adoção de uma metodologia para obtenção de componentes estruturais otimizados é o foco neste trabalho. São abordados questões relativas a metodologia de projeto de sistemas, sendo apresentadas as etapas de análise de componentes estruturais associadas a cada fase do desenvolvimento do projeto. No desdobramento das etapas são abordadas as ferramentas de análise na obtenção de melhores concepções para o componente. Desta forma, é enfatizada a importância da utilização de métodos numéricos na avaliação e obtenção das concepções propostas. Dentre os métodos numéricos, a utilização dos conceitos de otimização estrutural, junto ao método dos elementos finitos, conduz a determinação da melhor geometria para uma dada aplicação. A aplicação destas ferramentas junto às etapas de análise visa minimizar o tempo de desenvolvimento e os custos na concepção de um componente estrutural. O componente estrutural em estudo neste trabalho é a manga de eixo, a qual apresenta interface relacionada aos quatro sistemas responsáveis pelo controle dos movimentos veiculares: sistema de suspensão, sistema de direção, sistema de freio e sistema de transmissão. O material empregado na análise é o ferro fundido nodular ferrítico, utilizado no processo de fabricação de tal componente. Assim, ao término do trabalho é obtido uma manga de eixo dimensionada através da observação das etapas de análise e com geometria adequada aos estados de carga aplicados em um processo de otimização estrutural.

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Silva, Adriano Tiepo da. "Projeto de painéis integrais com minimização de peso." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2005. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2899.

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Abstract:

Placas retangulares reforçadas (painéis integrais) numa das direções e sujeitas a flambagem provocada por uma compressão uniaxial na direção dos reforçadores são estruturas de aplicação usual, principalmente no extradorso ou intradorso de asas de aeronaves. Neste trabalho desenvolve-se uma rotina de otimização no Excel para o projeto dessas placas com minimização do peso. A largura e o comprimento da placa são parâmetros conhecidos. As variáveis de projeto são o número de reforçadores, a espessura e altura de sua seção transversal retangular e a espessura do revestimento. São especificadas restrições geométricas relativas às próprias variáveis de projeto e restrições estruturais referentes à tensão de escoamento e às cargas de flambagem global e local (reforçadores e revestimento entre reforçadores).

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Godoy, Willians Roberto Alves de. "Projeto, análise e otimização de um absorvedor dinâmico de vibrações não linear." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-06112017-140840/.

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Abstract:

Absorvedores de vibração são comumente usados em aplicações com intuito de reduzir indesejadas amplitudes de vibração de estruturas e maquinas vibrantes. O conceito de um absorvedor de vibração linear consiste na ideia de projetar um subsistema com frequência de ressonância coincidente com uma dada frequência de interesse, tal que a amplitude de vibração do sistema primário e significativamente reduzida quando comparada a situação original, sem o absorvedor de vibração. Porem, uma deficiência dos absorvedores de vibração lineares típicos e sua estreita faixa de frequência de operação. Para superar essa deficiência, muitas tentativas de solução usando subsistemas não lineares tem sido propostas na literatura, ja que se apropriadamente projetados, eles podem aumentar a faixa de frequência de absorção de vibração e/ou melhorar a redução das amplitudes de vibração do sistema primário. Contudo, a síntese e o projeto de tais absorvedores não lineares não e tão simples e direta como no caso linear. Baseado na geometria de uma topologia proposta e encontrada na literatura, que compreende a inclusão de uma montagem do tipo snap through truss no lugar da mola linear do absorvedor de vibração, este trabalho tem intenção de apresentar um estudo sobre o projeto e otimização de um absorvedor dinâmico de vibrações não linear. Portanto, o efeito dos parâmetros do absorvedor e analisado quanto as perspectivas de redução das amplitudes de vibração do sistema principal como também de aumento da faixa de frequência de operação. A analise paramétrica do absorvedor foi promovida para responder questões sobre as variáveis de projeto, tanto físicas como geométricas. Realizou-se otimização do absorvedor com objetivo de sintoniza-lo a frequência de trabalho desejada, através de busca extensiva e algoritmos genéticos. Os resultados mostram que o absorvedor não linear proposto pode ser mais efetivo que seu correspondente linear em ambos os aspectos, na redução da máxima amplitude de vibração e no aumento da faixa de frequência de absorção. Portanto, apesar da dificuldade inicial de projeto, esse tipo de absorvedor representa uma alternativa interessante na atenuação das amplitudes de vibração ao longo de uma extensa faixa de frequência.
Dynamic vibration absorbers are commonly used in several applications in order to reduce undesired vibration amplitudes of vibrating machinery and structures. The concept of a linear vibration absorber is based on the idea of designing a subsystem with a resonance frequency coincident with a given frequency of interest such that the vibration amplitude of the primary system is significantly reduced when compared to the original situation (without the vibration absorber). But one of the known handicaps of typical linear vibration absorbers is their narrow frequency range of operation. To overcome this handicap, a number of tentative solutions have been proposed in the literature using nonlinear subsystems. If properly designed, they could enlarge the frequency range of vibration absorption and/or improve vibration reduction of the primary system. However, the synthesis and design of such nonlinear absorbers are not as straightforward as for their linear counterpart. A proposed design found in the open literature consists of replacing the linear spring of the vibration absorber by a nonlinear snap-through truss. This work aims to present a study on the design and optimization of a nonlinear dynamic vibration absorber based on snap-through absorber geometry. The effect of the absorber parameters was analyzed on both, the primary system vibration amplitude reduction and the frequency range of operation. Parametric analyses of the absorber were carried out to answer questions about the physical and geometric design variables. The absorber optimization was performed in two different ways, by extensive search and genetic algorithms, in order to tune it in the desired working frequency. The results show that the proposed nonlinear vibration absorber may be more effective than its linear counterpart both in terms of maximum vibration amplitude reduction and absorption frequency-range. Therefore, despite the increased design complexities such an absorber is an interesting alterna- tive in attenuating vibration amplitudes over a wide frequency range.

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Kiyono, César Yukishigue. "Método de otimização topológica aplicado ao projeto de sonotrodos para transdutores piezelétricos." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-02062008-140446/.

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Abstract:

Este trabalho tem por finalidade desenvolver um método baseado em Otimização Topológica para projetar uma estrutura mecânica, chamada de sonotrodo, acoplada a um transdutor piezelétrico de potência (dispositivo mecânico capaz de transformar energia elétrica em deformação mecânica ou vice-versa). Um sonotrodo é uma estrutura utilizada para transmitir vibrações mecânicas de um transdutor piezelétrico, ajustando a amplitude e a distribuição dos deslocamentos gerados por essa vibração para obedecer aos requisitos do projeto do transdutor. Dentre as aplicações de transdutores piezelétricos utilizando sonotrodos, pode-se citar sonares para navegação, limpeza e solda ultrassônica, tomografia acústica, furadeiras ultrassônicas, corte ultrassônico de tecidos, etc. Os requisitos de projeto do sonotrodo variam para cada aplicação, desde a necessidade de se obter o deslocamento máximo em um único ponto do sonotrodo até a uniformização do deslocamento de um plano inteiro da estrutura. Para a obtenção do resultado ótimo, neste trabalho são aplicadas técnicas de Otimização Topológica (OT). OT é um procedimento para projetar o leiaute ótimo de estruturas distribuindo material dentro de uma região fixa. O método de OT é implementado utilizando a Programação Linear Seqüencial (PLS) como algoritmo de otimização, e é baseado na interpolação \"Simple Isotropic Material with Penalization\" (SIMP) como formulação de modelo de material. É apresentado também um estudo sobre a utilização do modelo de material \"Rational Approximation of Material Properties\" (RAMP) na tentativa de se reduzir instabilidades numéricas como modos localizados. O Método de Elementos Finitos (MEF) é aplicado para modelar o sonotrodo utilizando a formulação de elemento axissimétrico de quatro nós e de elemento em Estado Plano de Tensões Mecânicas (EPTM). É apresentada a implementação para OT estrutural contínua baseada em variáveis de projeto por nós, o que minimiza instabilidades numéricas, tais como \"instabilidade de tabuleiro\". As freqüências de ressonâncias e os modos de vibrar são computados através do método de Lanczos. É utilizado um algoritmo baseado na formulação \"Modal Assurance Criterion\" (MAC) para que um certo modo de vibrar seja encontrado, de modo que a freqüência de ressonância relacionada a esse modo seja otimizada. São apresentados exemplos para verificar a eficiência e a generalidade do método proposto, e também, um estudo sobre a influência dos parâmetros de otimização utilizadas no método. Por fim, são apresentados resultados que atendem a todos os requisitos de projeto, bem como seu pós-processamento, e análise no software comercial ANSYS®.
This work aims at the development of a method based on Topology Optimization to design a mechanical structure, called sonotrode, which is a device usually connected to a high power piezoelectric transducer (mechanical device capable of converting electric energy into mechanical displacement or vice-versa). A sonotrode transmits mechanical vibrations of a piezoelectric transducer, adjusting the amplitude and the distribution of these vibrations to fit the design needs of the transducer. Among applications of piezoelectric transducers using sonotrodes, we can cite navigation sonars, ultrasonic cleaning and melting, acoustic tomography, ultrasonic drilling, ultrasonic fabric cutting, etc. The design needs of the sonotrode differs for each application, ranging from obtaining maximum displacement in one single point of its structure, to obtaining uniform displacements on a whole face of the sonotrode. To improve the attainment of the optimum result, in this work \"Topology Optimization\" (TO) is applied to design the sonotrode. TO is a procedure to design the optimal layout of structures by distributing material within a fixed domain. The objective of the developed TO formulation is to find the best topology of the sonotrode that produces maximum and uniform displacements at one of its face. The TO method is implemented using the \"Sequential Linear Programming\" (SLP) as the optimization algorithm, and it is based on the \"Simple Isotropic Material with Penalization\" (SIMP) interpolation for material model formulation. It\'s also presented a study about the material model \"Rational Approximation of Material Properties\" (RAMP), in an attempt to reduce numerical instabilities like localized modes. \"Finite Element Method\" (FEM) is applied to model the sonotrode considering piezoelectric four-node axisymmetric elements. A node-based design variable implementation for continuum structural topology optimization is presented to minimize numerical instabilities such as \"checkerboard pattern\". The ressonance frequencies and modes are computed through Lanczos Method. A \"Modal Assurance Criterion\" (MAC) based formulation is used to track a certain mode, so that, the ressonance frequency related to this mode can be optimized. Examples are presented to verify the efficiency and the generality of the proposed method, and also, a study about the influence of the optimization parameters used in the method. Finally, results that meets all the design requirements are presented, as well as their post-processed topology, and the analysis in the commercial software ANSYS®.

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Neto, Helvécio Moreira de Almeida. "Projeto e otimização de circuitos de microondas por meio de algoritmo genético." Universidade de São Paulo, 2005. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-23022016-151326/.

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Abstract:

A área de projeto, modelagem e simulação de circuitos e dispositivos para microondas e ondas milimétricas é muito promissora para o uso de algoritmos de otimização, dada a atual complexidade advinda do número de parâmetros considerados e exigência de desempenho. Estes algoritmos são particularmente úteis quando se trata de circuitos e dispositivos que têm sido projetados com base em experiência de projetistas ou procedimentos de tentativa e erro. Várias abordagens têm sido propostas para auxiliar o projeto e otimização de circuitos e dispositivos. Dentre elas, o algoritmo genético (AG) tem se destacado por ser computacionalmente simples e eficaz na busca de soluções ótimas de problemas de otimização multitarefa. Os conceitos básicos e algumas ferramentas que úteis para a melhoria da convergência deste método de otimização são apresentados neste trabalho. Algoritmos baseados em AG são propostos para projetar circuitos de microondas a partir de curvas de resposta em freqüência desejadas. Os algoritmos devem determinar as configurações de circuitos equivalentes que realizem as características desejadas. Para ilustrar a versatilidade do programa, são apresentados exemplos de diversos filtros de microondas projetados com componentes discretos e microfitas, descontinuidades em guias de onda retangulares e filtros passa-faixa utilizando acopladores direcionais. Técnicas para a determinação de parâmetros de espalhamento de redes formadas por seções de microfita arbitrariamente conectadas são desenvolvidas. O objetivo do algoritmo é determinar uma configuração de associação de seções de microfitas que reproduza a curva de resposta em freqüência desejada. Vários resultados numéricos são apresentados e comparados com simulações realizadas em software comercial e atestam a versatilidade e aplicabilidade dos algoritmos propostos.
Optimization algorithms have proved to be a valuable tool for the design, modeling and simulation of circuits and devices for microwave and millimeter wave applications. These algorithms are particularly useful when the design of circuits and devices are based either on the designer experience or on trial-and-error procedures. Several approaches currently available in the literature are dedicated to the design of circuits and devices. Nevertheless, a special attention has been paid to the genetic algorithm (GA) approach by virtue of its simple computational procedures and efficiency to find the optimum solution of multitask problems. This work presents the basic GA concepts and proposes algorithms to design and optimize microwave circuits, including several filters based on microstrip technique, lumped elements, discontinuities in rectangular waveguides, and bandpass filters using directional couplers. Additionally, it is proposed a technique to evaluate the S-parameters of a circuit formed by arbitrarily-connected microstrip sections. The GA is employed in this case to find a configuration capable of exhibiting a pre-established frequency response. Several numerical results are presented and compared with simulations carried out with commercial software package. The results show the versatility and applicability of the proposed GA procedures in the design, modeling and simulations of microwave circuits.

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Pereira, Michel Henrique. "Modelo de otimização multiobjetivo aplicado ao projeto de concepção de submarinos convencionais." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-04072016-113233/.

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Abstract:

Este trabalho apresenta um modelo de otimização multiobjetivo aplicado ao projeto de concepção de submarinos convencionais (i.e. de propulsão dieselelétrica). Um modelo de síntese que permite a estimativa de pesos, volume, velocidade, carga elétrica e outras características de interesse para a o projeto de concepção é formulado. O modelo de síntese é integrado a um modelo de otimização multiobjetivo baseado em algoritmos genéticos (especificamente, o algoritmo NSGA II). A otimização multiobjetivo consiste na maximização da efetividade militar do submarino e na minimização de seu custo. A efetividade militar do submarino é representada por uma Medida Geral de Efetividade (OMOE) estabelecida por meio do Processo Analítico Hierárquico (AHP). O Custo Básico de Construção (BCC) do submarino é estimado a partir dos seus grupos de peso. Ao fim do processo de otimização, é estabelecida uma Fronteira de Pareto composta por soluções não dominadas. Uma dessas soluções é selecionada para refinamento preliminar e os resultados são discutidos. Subsidiariamente, esta dissertação apresenta discussão sucinta sobre aspectos históricos e operativos relacionados a submarinos, bem como sobre sua metodologia de projeto. Alguns conceitos de Arquitetura Naval, aplicada ao projeto dessas embarcações, são também abordados.
This thesis presents a multi-objective optimization model applied to concept design of conventional submarines (i.e. diesel-electric powered boats). A synthesis model that allows the estimation of weights, volume, speed, electrical load and other design features of interest is formulated. The synthesis model is integrated with a multi-objective optimization model based on genetic algorithms (specifically, the NSGA II algorithm). The multi-objective optimization consists of maximizing the submarine\'s military effectiveness and minimizing its cost. The military effectiveness is represented by an Overall Measure of Effectiveness (OMOE) established via the Analytic Hierarchy Process (AHP). The submarine\'s Basic Construction Cost (BCC) is estimated from its weight groups. At the end of the optimization process, a Pareto Front composed of non-dominated solutions is established. One of these solutions is selected for preliminary refinement and the results are discussed. This work also presents succinct discussion about submarine historical and operational aspects and design methodology. Some Naval Architectural concepts, applied to submarine design, are also discussed.

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Novotny, Antonio André. "Adaptatividade h na otimização topológica e projeto ótimo de malhas hp adaptativas /." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 1998. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/77727.

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Abstract:

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.
Made available in DSpace on 2012-10-17T06:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:48:25Z : No. of bitstreams: 1 137843.pdf: 8491287 bytes, checksum: a508cb695d83879998726241ee56d729 (MD5)

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Dill, Gustavo Kaefer. "Projeto de controladores robustos para sistemas de potência baseado em otimização paramétrica." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2013. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/122716.

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Abstract:

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013.
Made available in DSpace on 2014-08-06T17:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322373.pdf: 4260685 bytes, checksum: 277933928b21d0511191c3fb0a10333d (MD5) Previous issue date: 2013
Essa tese apresenta uma metodologia de controle robusto, baseada em otimização paramétrica, para a síntese de estabilizadores de sistemas de potência (ESP). O objetivo dos ESP é fornecer torque de amortecimento aos sistemas elétricos multimáquinas, quando sujeitos a oscilações eletromecâanicas, de baixa frequência.O projeto dos controladores para os sistemas de potência é baseado em otimização de funções mono-objetivo e multiobjetivo, de natureza não suave e não convexa. Métodos de otimização baseados na estimativa de derivadas e métodos baseados em heurística são utilizados para a solução das funções objetivo. Controladores de ordem fixa e realimentação de saídas são considerados, bem como estruturas que utilizam sinais remotos.O objetivo principal dos ESP é garantir, além da estabilidade do sistema a robustez e coordenação entre as fontes de amortecimento. A robustez dos controladores é considerada através de requisitos baseado no cálculo de valores singulares de sistemas e no pseudoespectro. Técnicas de controle multivariável são aplicadas para garantir a coordenação entre os ESP. Requisitos de estabilidade, robustez e coordenação são combinados e resolvidos simultaneamente através do método de projeto paramétrico.

Abstract : In this thesis a robust control methodology, based on parametric optimization,for power system stabilizers (PSS) synthesis is presented.The goal of PSS is to provide damping torque to the multi-machineelectrical systems, when subjected to oscillations of low frequency.The design of power systems controllers is based on optimization ofmono-objective and multiobjective functions that are nonsmooth andnonconvex. Optimization methods based on the estimated of derivativesand heuristics methods are used to solve the objective functions.Fixed order controllers, output feedback and control structures usingremote signals are considered.The main PSS purpose is to ensure stability, robustness and coordinationbetween the damping sources. Controller robustness is consideredby imposing requirements based on the singular value decompositionof the system and on the pseudospectrum. Multivariable control techniquesare applied to ensure coordination between the PSS. Stability,robustness and coordination requirements are combined and solved, simultaneously,by the proposed parametric design method.

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CHAVES, Daniel Augusto Ribeiro. "Projeto de redes ópticas de alta capacidade utilizando técnicas de otimização bioinspiradas." Universidade Federal de Pernambuco, 2012. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5152.

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Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9409_1.pdf: 2593707 bytes, checksum: c82123beb5138e539b7e5a7a30279094 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Nesta Tese são propostas diversas estratégias para projetar redes ópticas WDM de forma otimizada. As redes são consideradas com tráfego dinâmico e penalizadas pelas penalidades da camada física. As estratégias propostas lidam com os principais elementos que afetam a relação custo desempenho em uma rede óptica: o algoritmo de roteamento e atribuição de comprimentos de onda (RWA), a colocação de regeneradores (RP), a atribuição de regeneradores (RA), o projeto da topologia física da rede (PTD) e o dimensionamento dos dispositivos ópticos (DDO) que serão instalados na rede. Esses problemas são tratados tanto de forma separada quanto de forma integrada na Tese. Para o RWA, é proposta uma metodologia para se projetar algoritmos heurísticos de roteamento que têm como objetivo o aumento no desempenho da rede e que levam em conta as penalidades da camada física. Para a solução do RP são propostos algoritmos heurísticos e metaheurísticos para o projeto de redes ópticas translúcidas, considerando simultaneamente a otimização dos custos de capital (CapEx) e operacional (OpEx) e do desempenho da rede. O problema de PTD é tratado em conjunto com o DDO também de forma mutiobjetiva, considerando a otimização simultânea do CapEx e do desempenho (probabilidade de bloqueio). Um algoritmo multiobjetivo para realização da expansão de topologia (i.e. adição de novos enlaces a uma rede já existente) também é proposto. Além disso, são resolvidos conjuntamente os problemas de PTD, RP e RWA de forma mutiobjetiva considerando a otimização simultânea de CapEx e desempenho da rede. As otimizações das soluções são feitas utilizando as seguintes estratégias metaheuristicas propostas na área de inteligência computacional: Particle Swarm Optimization (PSO) e Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II)

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Lima, Marcelo de Oliveira. "Metodologia para o projeto completo de redes ópticas com topologia em hierarquia." Mestrado em Engenharia Elétrica, 2010. http://repositorio.ufes.br/handle/10/2039.

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Submitted by Priscila Oliveira (priscila.b.oliveira@ufes.br) on 2016-07-12T15:43:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertacaoMestradoMarcelodeOliveiraLima.pdf: 1008989 bytes, checksum: e772da2767635cb4f2452b9ac0cabc9f (MD5)
Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-08-11T17:48:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertacaoMestradoMarcelodeOliveiraLima.pdf: 1008989 bytes, checksum: e772da2767635cb4f2452b9ac0cabc9f (MD5)
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Este trabalho apresenta uma metodologia para o projeto físico e lógico de redes ópticas de comunicação com topologia em malhas hierárquicas. São determinadas as topologias lógica e física, além do roteamento e designação de comprimentos de onda, em função da localização geográﬁca dos nós da rede. A metodologia proposta consiste em três etapas que integram uma meta-heurística, inferência estatística e um modelo de programação linear inteira-mista. Na primeira um algoritmo genético deﬁne a estrutura hierárquica da rede óptica. Em seguida, um procedimento estatístico obtem estimativas para parâmetros de interesse que serão usados para deﬁnir critérios de qualidade para o projeto, limitando as variáveis do modelo de programação matemática resolvido na última etapa. São apresentados resultados de experimentos com o objetivo de validar a eﬁciência desta formulação quanto ao desempenho computacional e também com relação à qualidade das soluções, tendo como base de comparação limitantes inferiores para as métricas a serem otimizadas.
In this work we present a methodology for logical and physical design of optical networks based on mesh hierarchical topologies. The proposed method can, simultaneously, design the logical and physical topologies, and perform routing and wavelength assignment. It is based on three steps: the metaheuristics, the statistical inference and the model of mixed-integer linear programming. The ﬁrst one genetic algorithm deﬁnes the hierarchical structure of the optical network. Then, a statistical procedure to obtain estimate parameters of interest that will be used to deﬁne quality criteria for the project, limiting the model variables for the mathematical programming. We present experimental results in order to validate the efﬁciency of this formulation on the computational performance and also regarding the quality of solutions, based on comparison of lower bounds for the metrics to be optimized.

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Dissertations / Theses on the topic 'Otimização de projeto'

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