NLP-CISUC/PROPOR_FOS_Classification huggingface dataset:
Proposta e Estudo de Soluções para Otimização de Rotas em Ambientes de Mobilidade de Redes

Palavras-chave: IPv6,Network mobility,Route optimisation,Simulation

No mundo de hoje, no qual se acentua a tendência para que todo o tipo de comunicações recorra à arquitetura TCP/IP e crescem, em número e tipo, os dispositivos que utilizam ligações sem fios, a mobilidade em ambiente IP assume um papel de extrema importância. Por esse facto, tem sido grande a atenção da comunidade científica à proposta e desenvolvimento de soluções de mobilidade IP de nós individuais e de redes. O NEMO Basic Support Protocol, IETF RFC 3963, foi desenvolvido com o objetivo de fornecer mobilidade de redes de forma imediata e transparente para a Internet atual. Contudo, a sua simplicidade está na génese das suas maiores limitações, que resultam em claros problemas de desempenho. Por outro lado, nenhuma das alternativas propostas com o intuito de resolver estas limitações conseguiu reunir consenso. Nesta tese é apresentada uma mudança de paradigma, que consiste em envolver os dispositivos finais nos processos de mobilidade de redes. A proposta Optimised Mobility for Enhanced Networking, OMEN, faculta os mecanismos necessários para que os dispositivos finais tomem consciência da sua condição de mobilidade e possam recorrer aos mecanismos de otimização de rotas já previstos no MIPv6, de forma a não estarem sujeitos às limitações do RFC 3963. Com esta medida consegue-se resolver o problema da decisão da altura ideal para otimizar a rota de um determinado fluxo e, ao mesmo tempo, permitir que os elementos da infraestrutura de rede móvel fiquem dedicados às suas funções de encaminhamento de pacotes, resultando num incremento acentuado do desempenho da rede e num decréscimo do consumo de energia. As simulações realizadas mostram que a proposta OMEN apresenta valores de desempenho de comunicação e de perda de pacotes substancialmente melhores que as restantes soluções existentes, corroborando as vantagens da mudança de paradigma. Para a realização dos diversos estudos de comparação das soluções foi necessário desenvolver um emulador que permitisse resolver as limitações de falta de implementação das soluções de mobilidade de redes e, ao mesmo tempo, permitir simulações de larga escala e de carga na rede. O emulador desenvolvido, denominado mobSim, foi executado num cluster de grandes dimensões, dado o tamanho e complexidade dos cenários de simulação.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Metodologia de Análise Inversa para Determinação Simultânea dos Parâmetros de Leis Constitutivas, com Recurso a um Provete Cruciforme

Palavras-chave: Análise inversa,Leis constitutivas,Identificação de parâmetros,Ensaio de tracção biaxial,Provete cruciforme,Simulação numérica,Estampagem de chapa

O presente trabalho centra-se no desenvolvimento de uma metodologia de análise inversa, para determinação dos parâmetros de modelos constitutivos utilizados para descrever o comportamento plástico de chapas metálicas, baseada na informação adquirida num ensaio de tracção biaxial de um provete cruciforme. Esta metodologia foi desenvolvida e testada com recurso a um programa de elementos finitos (DD3IMP), desenvolvido para simular numericamente a deformação plástica de chapas metálicas a três dimensões. A geometria do provete cruciforme foi escolhida de modo a permitir obter, simultaneamente, valores elevados de deformação plástica e de gradientes de deformação, para pontos situados ao longo dos eixos de simetria do provete. Ou seja, a geometria escolhida, de entre várias possíveis do provete cruciforme, permite obter deformações elevadas para um amplo conjunto de trajectórias de deformação. Realizou-se uma análise directa baseada em resultados numéricos obtidos em ensaios de tracção biaxial do provete cruciforme, com a geometria seleccionada. O comportamento plástico do material é descrito pelo critério de plasticidade de Hill’48 e pela lei de encruamento de Swift. A análise directa incidiu sobre aos parâmetros do critério de anisotropia de Hill’48 e da lei de encruamento de Swift e utilizou variáveis possíveis de obter experimentalmente neste tipo de ensaio, após um determinado nível de carregamento, tais como as trajectórias de deformação e os valores de deformação plástica equivalente em cada ponto e a evolução das forças de tracção durante o ensaio. As tendências apresentadas pelas variáveis seleccionadas, em função do comportamento do material, foram identificadas e quantificadas por análise directa, o que permitiu desenvolver uma metodologia de análise inversa para identificação, simultânea, dos parâmetros do critério de anisotropia do critério de Hill’48 e da lei de encruamento de Swift. A metodologia proposta foi testada e validada, com base em resultados gerados por simulação numérica de materiais fictícios com diferentes tipos de comportamento plástico, que se assumem como sendo resultados experimentais do ensaio de tracção biaxial do provete cruciforme.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Algoritmos e estratégias de gestão do problema de contacto com atrito em grandes deformações: aplicação à estampagem de chapas metálicas

Palavras-chave: Elementos finitos sólidos,Modelos constitutivos,Elastoplasticidade,Contacto com atrito,Simulação numérica

O objectivo deste trabalho é o desenvolvimento de modelos, algoritmos e métodos numéricos para a simulação numérica do processo de estampagem de chapas metálicas, que contribuam para aumentar a robustez e eficiência numérica dos programas de simulação e melhorar a precisão dos resultados obtidos. Os vários desenvolvimentos propostos são implementados e testados no programa de elementos finitos DD3IMP. O contributo deste trabalho incide fundamentalmente em cinco áreas distintas: (i) a descrição das ferramentas; (ii) o algoritmo de detecção de contacto; (iii) o método de regularização do problema de contacto com atrito; (iv) o modelo de atrito e (v) a validação experimental dos modelos e algoritmos desenvolvidos. Neste contexto: apresenta-se um estudo numérico de optimização da descrição das ferramentas por superfícies paramétricas de Bézier; procede-se à optimização do algoritmo de gestão das ferramentas a força imposta; implementa-se um algoritmo de detecção de contacto global mais robusto; estudam-se estratégias distintas para a optimização do valor do parâmetro de penalidade e associa-se à lei de Coulomb um modelo que estabelece a evolução do coeficiente de atrito em função da pressão de contacto. A comparação dos resultados numéricos e experimentais permitiu constatar que os desenvolvimentos introduzidos no programa DD3IMP conduziram a uma melhoria significativa na precisão da simulação.  Palavras-chave: Estampagem; Simulação Numérica; Grandes Transformações; Elastoplasticidade; Modelos Constitutivos; Contacto com Atrito; Elementos Finitos Sólidos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
A indentação de materiais maciços e filmes finos : modelação e análise inversa

Palavras-chave: Dureza -- ensaio,Filmes finos,Ensaios de materiais

O ensaio dinâmico de dureza Vickers é utilizado na caracterização mecânica de materiais maciços e revestidos. O método dos elementos finitos é aplicado para efectuar a simulação numérica tridimensional do ensaio de dureza. A modelação do ensaio e a optimização dos parâmetros influentes na simulação numérica são objecto de estudo detalhado. É proposta uma metodologia para efectuar a determinação da complacência, desenvolvida com base no estudo da curva de carga-descarga. A geometria da indentação é relacionada com as propriedades mecânicas. No caso de materiais maciços, é proposta uma metodologia de análise inversa para determinar a curva de tensão-deformação plástica, com base na curva de carga-descarga do ensaio dinâmico de dureza, obtida com um único indentador. Em materiais revestidos, são estudadas a geometria da indentação e as distribuições de tensão e de deformação. É também tratado o problema da determinação do módulo de elasticidade de revestimentos com recurso a modelos. A finalizar, é proposta uma metodologia de análise inversa para determinar o módulo de elasticidade de revestimentos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Novos materiais nanoestruturados para aplicações electroquímicas

Palavras-chave: Materiais nanoestruturados

Esta tese apresenta os resultados dos estudos de desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados para aplicação em electroquímica como materiais de eléctrodo. Os estudos focaram-se no desenvolvimento de filmes ultrafinos nanoestruturados de diversos materiais, construídos por diferentes métodos de deposição e que se destinam às aplicações em diferentes tipos de eléctrodo. Foi dada atenção especial ao desenvolvimento de filmes nanoestruturados para revestimento de cristais piezoeléctricos de quartzo com vista à aplicação em microbalanças de quartzo electroquímicas (EQCM). Filmes nanoestruturados de carbono grafite foram depositados por pulverização catódica sobre cristais piezoeléctricos, produzindo materiais de eléctrodo com boas propriedades físicas e químicas. Da mesma forma, a técnica de deposição de filmes camada sobre camada, foi usada na construção de filmes ultrafinos automontados de ácido hilurônico (HA) e mioglobina (Mb). Foi efectuado um estudo de electropolimerização de monómeros fenazínicos à base de vermelho neutro (NR), azul de metileno (MB) e verde de metileno (MG) sobre eléctrodos de cristais piezoeléctricos de quartzo revestidos de ouro, modificados com filmes ultrafinos de carbono e filmes polianiónicos e, eléctrodos compósitos de carbono. Também foram estudados outros tipos de materiais nanoestruturados. Foram efectuados estudos de caracterização de eléctrodos de materiais compósito fabricados com pó de carbono grafite e acetato de celulose. Além disso, foram efectuados estudos de corrosão em filmes de cobre nanoestruturados depositados por pulverização catódica. Todos os materiais foram caracterizados electroquimicamente por voltametria e por espectroscopia de impedância electroquímica. Também foram efectuados estudos de superfície por microscopia de força atómica e, nalguns casos, por microscopia Raman confocal e microscopia electrónica de varrimento com análise por energia dispersiva de raios-X. Os estudos de caracterização demonstraram as potencialidades dos novos materiais como materiais de eléctrodo apresentando boa estabilidade. Alguns destes novos materiais são capazes de substituir eléctrodos metálicos em diversas aplicações, abrindo novas oportunidades para a investigação dos processos de eléctrodo e para a aplicação em sensores e biossensores electroquímicos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Propagação de incêndios florestais por focos secundários

Palavras-chave: Incêndio florestal

A propagação de incêndios florestais por focos secundários pode ser dividida em três fases distintas: (1) libertação das partículas; (2) elevação das partículas em combustão na pluma térmica; (3) transporte, pelo vento, das partículas em combustão; e (4) contacto da partícula com o solo. A presente tese apresenta o estudo do transporte de partículas pelo vento (fase 3) e a combustão que ocorre durante esse transporte. Os combustíveis analisados foram pinhas individuais de Pinus pinaster, as escamas constituintes dessas pinhas, e cascas do tronco de árvores de Eucalyptus globullus.  Para além de um aprofundamento na compreensão do fenómeno dos focos secundários, aplicado especificamente aos combustíveis analisados, este trabalho teve como objectivo último a criação de um programa que permite simular o transporte, pelo vento, de uma partícula incandescente depois de ter sido elevada a uma determinada altura pela pluma térmica. Nesta perspectiva foram realizados diversos ensaios de caracterização dos combustíveis mencionados, ensaios de combustão das partículas e ensaios de caracterização do seu comportamento aerodinâmico.  O estudo efectuado focou-se apenas em duas dimensões, concentrando-se no plano vertical que passa pelo centro de gravidade da partícula e é paralelo à direcção do escoamento. Os ensaios realizados pretenderam representar as constantes alterações da orientação e as transformações físicas que uma partícula em combustão conhece ao longo do seu transporte.  Os ensaios foram realizados em diversos equipamentos existentes no Laboratório de Estudo sobre Incêndios Florestais (LEIF) da Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial (ADAI) da Universidade de Coimbra. Destes equipamentos salientam-se o Túnel de Combustão Vertical e o Túnel Oblíquo. Os resultados apresentados dividem-se nos seguintes tópicos: •	Estudo das propriedades físicas dos combustíveis analisados; •	Análise da combustão em função das características físicas, da velocidade relativa do escoamento a que são sujeitas e da sua orientação relativamente ao vento incidente; •	Análise das velocidades terminais e dos coeficientes aerodinâmicos (coeficiente de resistência, coeficiente de sustentação e coeficiente de momento) das partículas em combustão ao longo do seu transporte. •	Criação e validação de um programa que integra os diversos modelos empíricos obtidos e que permite prever a trajectória de uma partícula incandescente libertada durante uma situação de incêndio. A contribuição mais evidente deste estudo consiste na determinação de parâmetros aerodinâmicos e de combustão específicos que conferem maior rigor na simulação das trajectórias de combustíveis com uma importância fulcral na floresta portuguesa. O programa final obtido aplica-se fundamentalmente à fase do transporte em que a partícula já não é elevada, sendo unicamente sujeita à acção do vento horizontal e à força gravítica.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Modelos de Previsão do Teor de Humidade de Combustíveis Florestais

Palavras-chave: Teor de Humidade,Sorção,Tempo de resposta,Precipitação

O teor de humidade de um combustível florestal reveste-se de enorme importância na problemática dos incêndios florestais devido à sua influência em vários aspetos, nomeadamente no risco, na ignição, na ocorrência, na propagação, na intensidade e na extinção de um incêndio florestal.  No presente estudo apresentam-se resultados provenientes do programa de monitorização do teor de humidade de combustíveis florestais que se tem vindo a realizar, no centro de Portugal, desde 1986. Foi analisada a representatividade espacial e temporal do teor de humidade das espécies caracterizadas assim como a relação entre elas. Foi igualmente analisado o número de amostras necessárias para a sua correta caracterização assim como a comparação do teor de humidade determinado por secagem em estufa e do teor de humidade determinado pelo analisador rápido de humidade. Foi verificado que, quando o teor de humidade é reduzido, os resultados obtidos através do analisador rápido de humidade são bem correlacionáveis com o teor de humidade obtido por secagem em estufa. Devido à sua representatividade, os resultados obtidos no programa de monitorização da Lousã podem ser utilizados como indicadores do teor de humidade e do risco de incêndio de uma região mais vasta do território Português  A modelação dos processos de adsorção e de dessorção e do teor de humidade de equilíbrio abaixo do ponto de saturação das fibras dos combustíveis florestais finos pode resultar em previsões mais precisas dos processos de secagem e humidificação. Com base em resultados laboratoriais e de campo realizados com agulhas mortas da espécie Pinus pinaster foram testados modelos de previsão das curvas de sorção e das isotérmicas do teor de humidade de equilíbrio. Os modelos apresentaram uma capacidade de previsão média a elevada para todos os casos testados. O melhor ajuste das curvas de sorção foi obtido através da aplicação dos modelos normalmente aplicados a produtos alimentares e agrícolas e para o teor de humidade de equilíbrio, o melhor ajuste foi obtido pela aplicação dos modelos normalmente aplicados a combustíveis florestais.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Coletor solar de baixo custo. Aplicação à secagem de produtos agroalimentares

Palavras-chave: Coletor solar,Matriz porosa metálica,Secadores solares,Secagem de alimentos,Secagens descontínuas

A energia solar apresenta-se como uma alternativa às fontes não-renováveis e apresenta um enorme potencial a ser explorado, nomeadamente no que a Portugal diz respeito.  Dentro dos dispositivos que visam o aproveitamento desta forma de energia, os coletores solares térmicos surgem com grande interesse para um conjunto vasto de aplicações, dentro das quais surge o aquecimento de ar. Neste particular, é destacado o acoplamento de coletores a secadores solares. A presente tese aborda a construção e teste de um coletor solar para aplicação à secagem de produtos agroalimentares, um tema de indubitável interesse na atualidade. Este é do tipo placa plana (FPC), estacionário e não concentrador. É utilizada no mesmo uma matriz porosa metálica como elemento absorvedor que consiste num material de uso corrente (palha-de-aço), caracterizado por elementos estruturais de diâmetro muito pequeno ( d≈0,09mm), elevada porosidade (ε =0,99) e uma área de transferência de calor de 359,18m2.m-3. O dispositivo em estudo apresenta assim um baixo custo e simplicidade de construção, pretendendo ser uma solução eficaz para acoplamento a instalações de secagem, nomeadamente do tipo indireto ou misto. Os testes efetuados, demonstraram que este coletor permite aquecer ar até temperaturas máximas do ar próximas de 80ºC (correspondentes a um máximo de cerca de 50ºC) com um rendimento térmico que ronda os 40%, quando usado um vidro duplo como cobertura. Estes valores coadunam-se e até superam em certos casos, os referidos na literatura para outros coletores do tipo “single pass”. Por outro lado as temperaturas atingidas são iguais ou superiores às requeridas para processos de secagem da maioria dos produtos agroalimentares. Foi igualmente estudada a secagem convectiva de um produto biológico (pera). Os resultados obtidos através de dados experimentais e por modelo matemático, usando a lei de Fick com uma condição de fronteira convectiva, demonstram que as secagens efetuadas em modo descontínuo apresentam vantagens significativas. Por um lado a imposição de pausas no processo, e nomeadamente o aumento do número das mesmas permite, nas condições analisadas, um incremento significativo do ponto de vista de uma poupança energética, sendo que esta pode ir até aos 17% para três pausas. Por outro lado demonstra-se a particular adaptabilidade de uma metodologia descontínua ao uso da energia solar (de natureza essencialmente intermitente) fornecendo-se uma ferramenta preliminar de planeamento de secagens, com possível adaptação dos períodos de pausa aos ciclos diurnos e noturnos de um processo de secagem solar.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Caraterização da decomposição térmica e do efeito gerado pela reação de um explosivo plástico de base RDX em cenário de cookoff

Palavras-chave: decomposição térmica,análise térmica,parâmetros cinéticos,equações de estado,simulação,cookoff,thermal decomposition,thermal analysis,kinetic parameters,equations of state,simulation,cookoff

Neste trabalho é feita a simulação numérica do processo de decomposição térmica de um explosivo plástico de base RDX confinado num veículo de teste de escala laboratorial submetido a um cenário de incêndio, designado na literatura por cookoff, e do processo de deformação e rotura das paredes do veículo de teste devido à violência da reação do explosivo após ignição. O trabalho compreendeu quatro fases. Na primeira fase procedeu-se à determinação dos parâmetros termoquímicos e cinéticos dos reagentes e do explosivo plástico de base RDX, considerando diferentes composições até à adição de todos os reagentes, a partir do tratamento das curvas de DSC e TG para diferentes métodos de análise térmica. A segunda fase envolveu a determinação dos parâmetros da equação de estado JWL para descrever o comportamento hidrodinâmico dos produtos da reação do explosivo plástico em regime de detonação. A terceira e quarta fase compreenderam a simulação do processo de decomposição térmica do exp.losivo até à ignição e pós-ignição respetivamente, em cenários de slow e fast cookoff (SCO e FCO), tendo por base o programa de elementos finitos ABAQUS 2D. Os resultados mostraram que entre os parâmetros termoquímicos e cinéticos, a energia de ativação é o parâmetro que mais afeta os resultados do tempo, temperatura e decomposição mássica no momento de ignição. Variações até ±10 % nos valores do calor de reação, calor específico e condutividade térmica exercem pouca influência na alteração dos resultados. Na simulação numérica do cookoff do PBX RH8515, o modelo cinético de SB (m, n) por comparação com o modelo cinético JMA (m), conduziu a valores de tempo e de temperatura no instante de ignição mais próximos dos resultados experimentais tanto para SCO como para FCO. Em cenário de SCO a diferença relativamente ao valor da temperatura de ignição experimental foi inferior a 2,4 % enquanto para FCO foi inferior a 0,5 %. Para o tempo no instante da ignição as diferenças foram superiores, sendo de 15 % para SCO e de 6,3 % para FCO. O efeito dinâmico da reação de detonação do explosivo após ignição mostrou ser suficiente para deformar e romper a parede cilíndrica na zona central do veículo de teste.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Caracterização de uma máquina térmica de Rankine para microcogeração

Palavras-chave: Ciclo orgânico de Rankine,Cogeração,Máquinas térmicas

O presente trabalho estuda as principais características de funcionamento de uma máquina térmica de Rankine para microcogeração. A caracterização da máquina tem como objectivo principal determinar os valores das eficiências e potências do Ciclo Orgânico de Rankine. Além disso, também se determinam os valores das eficiências e potências de cogeração. O fluido utilizado nos ensaios foi o fluido orgânico R245fa. A caracterização da máquina térmica de Rankine foi realizada em três fases. Na primeira fase foi variada a gama de grau de sobreaquecimento do fluido na fase gasosa do ciclo, mantendo sempre os outros parâmetros constantes, à excepção da rotação da bomba. Nesta primeira fase também se varia a potência do queimador. Numa segunda fase varia-se o caudal de água da rede que passa no condensador, ou seja, para onde se transfere a potência térmica do ciclo. Numa terceira e última fase, fez-se a variação da rotação da turbina. Cada variação ocorreu à volta de um ponto central definido. Fez-se ainda uma análise mais detalhada à tecnologia do Ciclo de Rankine e Ciclo Orgânico de Rankine através de pesquisas bibliográficas, análise de artigos e simulação de um ciclo com o programa EES.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias