Random Group Problem-Based Learning in Engineering Dynamics

Dynamics problem solving is highly specific to the problem at hand and to develop the general mind framework to become an effective problem solver requires ingenuity and creativity on top of a solid grounding on theoretical and conceptual knowledge. A blended approach with prototype demo, problem-based learning, and an opinion questionnaire was used during first semester of 2013. Students working in randomly selected teams had to interact with classmates while solving a randomly selected problem. The approach helps improve awareness of what is important to learn in this class while reducing grading load. It also provides a more rewarding contact time for both pupils and instructor.Comment: 24 pages, 5 figures, 1 table, 24 reference

Correlações para a predição da curva de altura de bombas centrífugas baseadas em dados experimentais

Orientador: Antonio Carlos BannwartDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de GeociênciasResumo: A performance hidráulica de bombas centrífugas depende de várias entre suas dimensões hidráulicas, mas a maioria delas não é facilmente acessível. Por este motivo, a performance hidráulica da bomba deve sempre ser disponibilizada pelo seu fabricante. No entanto, para proteger sua propriedade intelectual, fabricantes raramente compartilham com o público informações mais detalhadas sobre a hidráulica da bomba. Como consequência, os usuários dos equipamentos e pesquisadores não têm acesso a todas as informações de que podem necessitar. Na literatura há diversos modelos propostos para predizer a performance hidráulica de bombas centrífugas. No entanto, até as melhores simulações por CFD não conseguem predizer a performance das bombas com precisão. Neste trabalho, uma abordagem simples (modelo) disponível na literatura, baseada nos princípios de fluido dinâmica, que prediz a performance hidráulica de bombas com poucas e acessíveis dimensões hidráulicas, é validada com uma grande variedade de dados experimentais. Os dados de oitenta testes de diferentes tipos de bomba, cobrindo uma ampla extensão de velocidades específicas, foram considerados. A partir desta análise, correlações entre os coeficientes da equação do modelo e os principais dados hidráulicos das bombas foram propostas. Em seguida, diversos métodos de predição da altura no shut-off disponíveis na literatura foram analisados para que fosse possível definir o que melhor predissesse a altura no shut-off considerando os dados de teste. Finalmente, para cada tipo de bomba, a melhor combinação entre correlações e método de predição de altura no shut-off foi selecionada para reduzir o erro na predição das curvas de altura completas. Dadas todas as premissas e simplificações, o objetivo deste trabalho é apresentar um método aplicável para diversos tipos de bomba que facilmente prediz a curva de altura com erro razoávelAbstract: The hydraulic performance of centrifugal pumps depends on several hydraulic dimensions of the pump, but most of them are not easily accessible. Therefore, the pump¿s hydraulic performance always has to be informed by the pump manufacturer. Furthermore, in order to protect their intellectual property, manufacturers rarely share more detailed information about the pump hydraulics with the public. As a consequence, pump users and researchers don¿t have access to all the data they possibly need. In literature, there are several proposed models to predict the hydraulic performance of centrifugal pumps. However, even the best CFD simulations can¿t predict the pump performance accurately. In this work, a simple approach (model) available in literature, based on fluid dynamics principles, that predicts a pump¿s hydraulic performance with only a few accessible hydraulic dimensions, is validated with several experimental data. Eighty tests of different types of pumps, with a large range of specific speeds were considered. From this analysis, correlations among the coefficients of the model equation and the main hydraulic data of the pumps were proposed. Afterwards, several shut-off head prediction methods available in literature were analyzed in order to define the one that best predicts the shut-off head of the given tested data. Finally, for each pump type, the best combination of correlations and shut-off head prediction method was selected to reduce the error on the whole head curve prediction. Given all the assumptions and simplifications, the objective of this work is to present a method applicable to several pump types that easily provides a prediction of the whole head curve with reasonable errorMestradoExplotaçãoMestra em Ciências e Engenharia de Petróle

Simulação de compressores abertos de grande porte

Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, 1992É apresentado neste trabalho um modelo matemático aplicado a compressores abertos de grande porte. O modelo consiste de um conjunto de equações algébricas e diferenciais que resolvem os mais variados processos envolvidos num compressor em funcionamento. Após implementado num programa de simulação dinâmica, este modelo permite a avaliação do desempenho do compressor, através de um índice que individualiza as perdas de massa e energia envolvidas. Levantamentos experimentais para a determinação das chamadas áreas efetivas de escoamento e força são realizados, como também a determinação numérica dos modos normais e respectivas freqüências naturais, parâmetros empíricos necessários à resolução das equações de escoamento e dinâmicas. O efeito do batente na movimentação da válvula de sucção é considerado. Para a válvula de descarga é levado em conta um efeito de rigidez variável, devido a presença do booster, uma segunda palheta sobreposta à palheta principal, que atua de forma a otimizar o projeto do sistema de descarga do compressor. A modificação de parâmetros geométricos e de funcionamento é feita com o objetivo de avaliar a reação do compressor em termos de melhora do desempenho. Assim, pode-se distinguir as alterações que levam a um aperfeiçoamento de projeto

Assessing performance of post-fire hillslope erosion control measures designed for different implementation scenarios in NE Portugal: simulations applying USLE

Wildfires are common in NE Portugal, annually affecting large areas and contributing to increase soil degradation in a territory under severe erosion risk. Wildfires dominantly occur in forests and scrubland that cover mountain areas all over the region. Post-fire measures, required for erosion control in such hillslopes, if applied, currently lack background design. The research aimed at assessing the performance of erosion control measures in hillslopes representing different implementation scenarios in Bragança District, NE Portugal (6608 km2). Methodology applied involved building up regional scenarios for simulated application of common post-fire measures (seeding and contour barriers), using USLE procedures. Variability of precipitation, soil and slope gradient across the region was represented by 14 simulation scenarios, for which potential erosion was calculated with USLE R, K and S factors, regionally assessed in previous work by the authors. Scenarios correspond to a range of susceptibility of burnt areas across the region, represented by potential erosion. Different sediment retention degrees and spacing of contour barriers (made with burnt vegetation residues) were simulated, exploring USLE L factor to estimate their effectiveness in reducing erosion. Seeding herbaceous vegetation as a post-fire measure was simulated applying USLE C factor and considering vegetation growth rates typical of each scenario. Post-fire measures were classified according to their performance in reducing potential erosion to tolerable rates in the different implementation scenarios: low, moderate, and high performance with, respectively, erosion rates > 10 Mg ha-1 y-1, 10 – 2 Mg ha-1 y-1, and < 2 Mg ha-1 y-1. Seeding is a low performance measure and reseeding next post-fire year is recommended. Contour barriers show generally high performance, yet dependent on design parameters. In fact, increasing barrier retention degree is more effective than reducing the spacing between barriers, a result that highlights the need for well-built contour barriers. The combination of the two measures has a high performance in most scenarios, thus recommending its wide application across the region. These results point out the importance of adequately designed post-fire measures, adapted to the regional diversity of potential erosion conditions, in order to mitigate impacts and accelerate recovery of NE Portugal burnt areas.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Uma formulação do método dos elementos de contorno para a análise de vigas de Timoshenko

Resumo: As equações para o cálculo dos deslocamentos de uma viga de Timoshenko são deduzidas para o Método dos Elementos de Contorno - MEC. É desenvolvida uma formulação do Método dos Elementos de Contorno, do tipo de domínio, para a análise dinâmica das vigas de Timoshenko. O método de Houbolt é empregado para o esquema de marcha no tempo. Vigas com os tipos de apoio usuais, submetidas a diferentes tipos de cargas dinâmicas são analisadas. Os resultados são comparados com as soluções analíticas disponíveis ou com as soluções fornecidas pelo Método das Diferenças Finitas. O Método dos Elementos de Contorno - Domínio mostrou ser uma técnica numérica eficiente e possuir excelentes qualidades para a resolução dos mais diversos problemas dentro do estudo das vigas

Comparação da variação de temperatura interna de um ambiente revestido com telhado verde e um com telhado convencional

A diminuição de áreas verdes em ambientes urbanos pode afetar negativamente o conforto térmico em microescala, sendo necessário um gasto futuro a fim de proporcionar uma temperatura agradável dentro de residências. Este trabalho teve como objetivo apresentar uma comparação da variação das temperaturas internas de um ambiente com telhado coberto por grama formando uma cobertura verde extensiva em relação a um telhado convencional de fibrocimento. Para a realização do experimento foram construídos dois cômodos nas mesmas dimensões com madeira de compensado naval, diferindo apenas na composição do telhado. Os módulos de telhado verde consistiram em uma caixa de madeira, sobreposta por uma camada de impermeabilização, uma camada de filtragem, substrato e placas de grama Zoysia japônica da família Poaceae. Ambos os cômodos estiveram expostos as mesmas condições durante todo o experimento, a fim de se verificar o comportamento das temperaturas internas medidas com termômetros digitais. Durante o período em que o experimento se sucedeu, de 16 de Abril a 17 de Julho, observou-se que o cômodo com telhado verde apresentou uma amplitude menor de variação de temperatura em relação ao cômodo com fibrocimento. Isto é, durante os momentos de maior aquecimento o telhado verde apresentou uma temperatura mais baixa, e nos períodos de pouca ou nenhuma radiação solar, o telhado verde em sua maioria das vezes não chegou a esfriar tanto como o de fibrocimento. Notou-se também que o telhado convencional tendeu a esfriar mais rápido com o chegar da noite

O papel do Estado nos esforços de promoção do desenvolvimento sustentável da Amazônia brasileira

This article reflects the importance of building inter-institutional arrangements among social actors with varying functions and capacities in order to formulate public policies. It focuses on the recent experience of the Amazonian Affairs Department, within the Brazilian Ministry of Environment, addressing the solution of development and environment problems. This experience has demonstrated the important role played by the state when building such arrangements, especially when the objective is ordering the access to and use of natural resources, a key issue in this part of the national territory, where there is conflict of interests, legitimate or not, regarding this patrimonyEste artigo faz uma reflexão sobre a construção de arranjos interinstitucionais envolvendo agentes sociais de diferentes níveis e funções, na formulação de políticas públicas. Essa reflexão tem por base a experiência recente da Secretaria de Coordenação da Amazônia, na busca de soluções para os problemas relacionados com as questões do desenvolvimento e do meio ambiente. Tal experiência permitiu constatar a importância do papel desempenhado pelo Estado na construção desses arranjos, em particular quando se tem como objetivo ordenar o acesso e o uso do patrimônio natural, aspecto fundamental nessa parcela do território nacional, onde se observam conflitos de interesses, legítimos ou não, em torno desse patrimônio

Políticas públicas e a formação de redes conservacionistas em microbacias hidrográficas: o exemplo do Paraná rural

Este artigo tem por propósito discutir estratégias que possam contribuir para o desempenho e alcance das políticas públicas. Para isso, toma-se como tema o programa Paraná Rural, implementado no Estado do Paraná. Seus resultados permitem que seja considerado, no geral, como uma experiência bem-sucedida de formulação e implementação de uma ação pública, desenvolvida com a intenção de provocar transformações na base técnica de produção agropecuária e na forma como os produtores rurais usam os recursos naturais, em especial o solo e a água.The present article is aimed at discussing strategies which can contribute to public policy performance and extent. For this purpose, let’s take Paraná Rural program, implemented in the State of Paraná, as a subject matter. Its results permit us to consider it, in general, a successful public action elaboration and implementation, developed in order to promote changes in the farming/livestock production technical basis and in the manner rural producers use natural resources, mainly soil and water