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Otimização de sistemas hidroenergéticos.; Hydropower systems optimization.

Lopes, João Eduardo Gonçalves
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 29/05/2001 Português
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66.1%
A dissertação trata da aplicação de técnicas de programação não linear para otimização da operação de sistemas hidroenergéticos. Foi analisado o desempenho de diferentes funções objetivo para a otimização energética, assim como de regras para deplecionamento de sistemas hidroenergéticos com configurações em paralelo e em série. Neste caso, foi utilizado um sistema hipotético de reservatórios para permitir maior adequação do sistema aos conceitos que foram testados. O sistema Paranapanema foi escolhido como caso de estudo. Para esta bacia discutem-se aspectos ligados às séries hidrológicas, que constituem o principal dado de entrada do processo de otimização. A aplicação ao sistema Paranapanema foi efetuada com otimização de períodos de até 20 anos. Foram definidas novas regras baseadas na observação dos resultados da otimização de longo período e também apresentados padrões de variação da geração e dos volumes dos reservatórios. Foram feitas comparações com a operação real observada. Apresentou-se uma aplicação à operação de tempo real, que define políticas de operação para curto prazo. Essa aplicação tem horizonte de 12 meses, partindo-se do mês atual e considerando cenários futuros baseados em prognósticos climáticos. Os resultados mostram que a partir das regras definidas é possível ter um entendimento do processo de otimização. Os padrões de variação da geração e dos volumes auxiliam na elaboração de políticas de operação. Dessa forma se tem uma visão abrangente da otimização de um sistema hidroenergético considerando os resultados da otimização dentro de um ciclo sazonal conjuntamente com as implicações da otimização de longo período.; An application analysis of nonlinear programming is developed for hydropower systems optimization. The Paranapanema system is chosen like case study and treats aspects tied to hydrological series...

Modelo de planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de produção de energia elétrica.; Operation planning model of electrical energy hydrothermal systems.

Lopes, João Eduardo Gonçalves
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 13/04/2007 Português
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46.08%
Esta tese trata do desenvolvimento de um modelo de otimização para planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de produção de energia elétrica, chamado SolverSIN. São abordados ao longo do texto os seguintes itens: a estruturação do problema de planejamento da operação hidrotérmica, o reservatório equivalente de energia potencial, o balanço hidroenergético, o balanço de energia e o balanço de intercâmbios entre sistemas de produção de energia. O modelo foi testado e avaliado no Sistema Interligado Nacional de Energia Elétrica (SIN), o sistema hidrotérmico brasileiro, um dos mais complexos do mundo. Foi feita a caracterização da operação histórica do SIN para determinação das funções de perdas e das funções de custo térmico, fundamentais para viabilizar o equacionamento proposto. O modelo "SolverSIN" foi escrito em duas linguagens computacionais, um em Planilha eletrônica e outro em linguagem GAMS. A principal contribuição desse modelo é dar suporte à tomada de decisão operacional, envolvendo sistemas hidrotérmicos com eficiência, transparência e precisão. A eficiência do modelo está associada à proposta metodológica, baseada no balanço de energia entre fontes de produção de energia elétrica e as equações de balanço hidroenergético aplicadas aos reservatórios equivalentes de energia potencial. A otimização é feita empregandose a Programação Não Linear (PNL) com utilização das rotinas SNOPT...

Uma arquitetura neuro-genética para otimização não-linear restrita; Neuro-genetic architecture for constrained nonlinear optimization

Bertoni, Fabiana Cristina
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 15/10/2007 Português
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Os sistemas baseados em redes neurais artificiais e algoritmos genéticos oferecem um método alternativo para solucionar problemas relacionados à otimização de sistemas. Os algoritmos genéticos devem a sua popularidade à possibilidade de percorrer espaços de busca não-lineares e extensos. As redes neurais artificiais possuem altas taxas de processamento por utilizarem um número elevado de elementos processadores simples com alta conectividade entre si. Redes neurais com conexões realimentadas fornecem um modelo computacional capaz de resolver vários tipos de problemas de otimização, os quais consistem, geralmente, da otimização de uma função objetivo que pode estar sujeita ou não a um conjunto de restrições. Esta tese apresenta uma abordagem inovadora para resolver problemas de otimização não-linear restrita utilizando uma arquitetura neuro-genética. Mais especificamente, uma rede neural de Hopfield modificada é associada a um algoritmo genético visando garantir a convergência da rede em direção aos pontos de equilíbrio factíveis que representam as soluções para o problema de otimização não-linear restrita.; Systems based on artificial neural networks and genetic algorithms are an alternative method for solving systems optimization problems. The genetic algorithms must its popularity to make possible cover nonlinear and extensive search spaces. Artificial neural networks have high processing rates due to the use of a massive number of simple processing elements and the high degree of connectivity between these elements. Neural networks with feedback connections provide a computing model capable of solving a large class of optimization problems...

Utilização da metaheurística do recozimento simulado na otimização do planejamento de sistemas regionais de tratamento de efluentes e sua expansão da capacidade.; Simulated annealing for the optimal planning of regional effluent systems.

Machado, Enéas Souza
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/05/2009 Português
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45.96%
O presente trabalho discorre sobre o uso da metaheurística do Recozimento Simulado (Simulated Annealing) na otimização do planejamento de sistemas regionais de tratamento de efluentes e na sua expansão da capacidade. O primeiro modelo desenvolvido trata da otimização espacial de um sistema regional: dadas fontes de efluentes e locais potenciais para instalação de estações de tratamento, o modelo busca a configuração regional de menor custo. O modelo é composto de duas fases: a primeira é um modelo hidráulico que valida a rede proposta através da solução da equação universal de perda de cargas e uma otimização por Recozimento, visto haver inúmeras soluções, já que a rede pode ter qualquer sentido de fluxo. Esta otimização hidráulica visa minimizar o bombeamento do sistema. A segunda fase compreende a otimização do sistema regional, onde novas configurações e/ou alterações de diâmetros são testadas. Esta segunda otimização também é resolvida via Recozimento com o intuito de minimizar o custo do sistema. O segundo modelo trata da expansão da capacidade do sistema: o período de planejamento é dividido em duas etapas. O Recozimento é aplicado nas duas etapas. Soluções propostas para a segunda etapa são passo a passo testadas para a primeira etapa...

Otimização exergoeconômica de sistema tetra-combinado de trigeração.; Exergoeconomic optimization of tetra-combined trigeneration system.

Burbano Jaramillo, Juan Carlos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 03/06/2011 Português
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46.06%
A energia é o maior contribuinte para os custos de operação de uma indústria, portanto, estudos para melhoria da eficiência dos sistemas que utilizam alguma fonte de energia são indispensáveis. O presente trabalho tem por objetivo a obtenção de configurações ótimas para satisfazer demandas de eletricidade e cargas térmicas de aquecimento e refrigeração a partir de uma fonte primaria de energia, avaliando o impacto dessas nos custos de produção de eletricidade, vapor e água gelada. Estes tipos de sistemas são conhecidos como sistemas de trigeração. A avaliação de desempenho dos sistemas de trigeração é conduzida através da aplicação da análise exergética e exergoeconômica das alternativas propostas para a determinação do rendimento exergético e custos em base exergética de produção de utilidades desse tipo de sistema. Após apresentar uma breve discussão sobre o uso eficiente e racional de energias primárias e mostrar um panorama da situação para a aplicação de sistemas de trigeração para satisfazer demandas energéticas na indústria e o setor terciário, são descritas diferentes tecnologias envolvidas neste tipo de sistemas e algumas configurações propostas por vários pesquisadores nos anos recentes. O trabalho mostra o impacto das tecnologias de trigeração nos custos em base exergética dos produtos: eletricidade...

Optimization analysis of dual-purpose systems

Ferreira, Eduardo Manfredini; Balestieri, José Antônio Perrella; Zanardi, Mauricio Araujo
Fonte: Elsevier B.V. Publicador: Elsevier B.V.
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 936-944
Português
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This paper aims to analyze dual-purpose systems focusing the total cost optimization; a superstructure is proposed to present cogeneration systems and desalination technologies alternatives for the synthesis process. The superstructure consists of excluding components, gas turbines or conventional steam generators with excluding alternatives of supplying fuel for each combustion system. Also, backpressure or condensing/extraction steam turbine for supplying process steam could be selected. Finally one desalination unit chosen between electrically-driven or steam-driven reverse osmosis. multi-effect and multistage flash should be included. The analysis herein performed is based on energy and mass conservation equations, as well as the technological limiting equation of equipment. The results for ten different commercial gas turbines revealed that electrically-driven reverse osmosis was always chosen together with both natural gas and gasified biomass gas turbines. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo de algoritmos estocásticos de otimização para avaliação da oxidação de etanol a acetaldeído; Study of stochastic optimization algorithms for the evaluation of oxidation of acetaldehyde

Leonel Moreno Molano
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/06/2010 Português
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A utilização de rotas verdes para obtenção de químicos é hoje uma área de grande interesse mundial. A necessidade de se desenvolver e estudar processos químicos que sejam, em sua integridade, independentes da via petroquímica são prementes. O etanal (acetaldeído), importante componente em diversos processos químicos, pode ser obtido pela oxidação do bioetanol. Entretanto, a conversão de bioetanol a acetaldeído é fortemente dependente da razão ar/etanol na alimentação e da temperatura. A baixas razões ar/etanol na alimentação, a conversão é mais baixa, mas a separação da corrente de produtos é menos custosa, em termos energéticos, pela inserção de menos nitrogênio no processo. Para obtenção de maiores conversões, altas razões de alimentação são requeridas, o que insere bastante nitrogênio ao processo, encarecendo a etapa de separação. Nesse sentido, este trabalho objetivou estudar a otimização do processo de obtenção de acetaldeído via oxidação do bioetanol em catalisador Fe-Mo. Para tanto, utilizou-se de modelagem já desenvolvida para o reator (em programação FORTRAN) e de simulador comercial para simular a etapa de separação da corrente de produtos. Visto que a modelagem do processo é não linear...

Otimização topológica multiobjetivo de estruturas submetidas a carregamentos termo-mecânicos; Multiobjective topology optimization of structures considering thermo-mechanical loads

Sergio Quispe Rodríguez
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 08/05/2015 Português
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46.06%
A otimização estrutural topológica é uma ferramenta aplicada atualmente em muitos campos da engenharia tendo se consolidado no meio acadêmico e industrial. Em muitos casos práticos os carregamentos mecânicos e térmicos ocorrem simultaneamente nas estruturas. Nestas situações, a aplicação do método de otimização estrutural topológica deve contemplar tanto os requisitos mecânicos, como os requisitos térmicos. Assim, uma abordagem multi-física e multi-objetivo precisa ser desenvolvida para a solução desta classe de problemas. O presente trabalho é dedicado ao estudo da aplicação do método BESO (BESO - Bi-directional Evolutionary Structural Optimization) à sistemas multi-físicos considerando inicialmente os carregamentos termo-mecânicos como forças de corpo ou seja, forças dependentes do projeto. As funções objetivo consideradas são a flexibilidade média da estrutura e a capacidade térmica do sistema. A análise termo-mecânica é realizada usando o método de acoplamento sequencial, onde obtêm-se inicialmente a resposta do campo térmico, ou aplica-se um campo previamente conhecido do ponto da estrutura e na sequência calculam-se as forças térmicas geradas e a dilatação da estrutura. Explora-se também a otimização termo-mecânica multiobjetivo...

Modelação e simulação de sistemas fotovoltaicos

Carvalho, Pedro Manuel Sampaio de
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /04/2013 Português
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Os sistemas fotovoltaicos produzem energia eléctrica limpa, e inesgotável na nossa escala temporal. A Agência Internacional de Energia encara a tecnologia fotovoltaica como uma das mais promissoras, esperando nas suas previsões mais optimistas, que em 2050 possa representar 20% da produção eléctrica mundial, o equivalente a 18000 TWh. No entanto, e apesar do desenvolvimento notável nas últimas décadas, a principal condicionante a uma maior proliferação destes sistemas é o ainda elevado custo, aliado ao seu fraco desempenho global. Apesar do custo e ineficiência dos módulos fotovoltaicos ter vindo a diminuir, o rendimento dos sistemas contínua dependente de factores externos sujeitos a grande variabilidade, como a temperatura e a irradiância, e às limitações tecnológicas e falta de sinergia dos seus equipamentos constituintes. Neste sentido procurou-se como objectivo na elaboração desta dissertação, avaliar o potencial de optimização dos sistemas fotovoltaicos recorrendo a técnicas de modelação e simulação. Para o efeito, em primeiro lugar foram identificados os principais factores que condicionam o desempenho destes sistemas. Em segundo lugar, e como caso prático de estudo, procedeu-se à modelação de algumas configurações de sistemas fotovoltaicos...

Status report on control optimization, stabilization and computer algorithms for aircraft applications.; Control optimization, stabilization and computer algorithms for aircraft applications

Fonte: Massachusetts Institute of Technology, Electronic Systems Laboratory Publicador: Massachusetts Institute of Technology, Electronic Systems Laboratory
Formato: v.; application/pdf
Português
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Description based on: 22nd, Mar./Sept.1977 Edited by: Michael Athans, Alan S. Willsky, 1979/80-; NASA Grant NGL 22-009-124. M.I.T. Project OSP 76265. Issued by: M.I.T. Electronic Systems Laboratory, -1978; M.I.T. Laboratory for Information and Decision Systems, 197 -

Optimization tools for the freight brokerage industry

Silver, Jeffrey L. (Jeffrey Lee), 1962-
Fonte: Massachusetts Institute of Technology Publicador: Massachusetts Institute of Technology
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 52 leaves; 2970379 bytes; 2974534 bytes; application/pdf; application/pdf
Português
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45.95%
The freight brokerage industry in North America was born of the deregulation of the trucking industry in 1982. In the two decades since, the industry has grown from nothing to $50 Billion in revenue. In the beginning, freight brokers used T-card systems to record, track, and bill orders. Technology advances over those two decades have driven many of the operational changes throughout the freight transportation industry as a whole, with shipment data visibility, asset utilization, and supply chain planning leading the way. The use of optimization tools in transportation and supply chain management has proliferated. Network analysis, inventory planning and deployment, fleet routing, and warehouse planning are important examples of areas in which these tools have had a major impact. However, the freight brokerage sub-industry itself has largely ignored the use of these tools. This research proposes pragmatic uses for optimization techniques in the freight brokerage industry. Three tools are proposed, with justifications for need, mathematical formulations, and exemplary situations and savings described. The three tools are: 1) optimal truckload freight tenders to multiple carriers, 2) optimal LTL consolidation, and 3) optimal matching of loads and trucks.; by Jeffrey L. Silver.; Thesis (M. Eng. in Logistics)--Massachusetts Institute of Technology...

Multiobjective collaborative optimization of systems of systems; Multi objective collaborative optimization of systems of systems

Wolf, Robert A. (Robert Allen)
Fonte: Massachusetts Institute of Technology Publicador: Massachusetts Institute of Technology
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 166 p.; 9303014 bytes; 9309978 bytes; application/pdf; application/pdf
Português
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56.1%
Concept studies for warship designs typically focus on ship performance characteristics by setting design goals for such things as speed, range, and cost. However, warships generally operate as part of a larger battle or strike group. Therefore, the designs should be evaluated as part of a system of multiple ship systems since designing each ship individually may result in underutilized and excess equipment and capability; in other words an inefficient design of the system of systems. This thesis examines the simultaneous design of several ships using the sea base concept as an example application of a network of ships working together. The number and characteristics of these ships determine the mission performance of the sea base. To properly design any of the sea base ships, the interrelationships must be included. A mission simulation is used to combine the performance characteristics of different ship designs into a single performance objective: the time to deliver a brigade size combat force to its assigned objectives.; (cont.) To enable the design of multiple ships, collaborative optimization, a multilevel optimization approach, was used to decompose the problem into individual ship design optimizations with system level interfaces controlled by a system of systems optimization algorithm. This allowed each ship to use techniques and algorithms best suited to reach an optimal design without impacting the design approaches used by the other ships. The classical collaborative optimization approach was relaxed to include multiple objectives such as performance and cost...

15.094 Systems Optimization: Models and Computation, Spring 2002; Systems Optimization: Models and Computation

Freund, Robert Michael; Teo, Chungpiaw
Fonte: MIT - Massachusetts Institute of Technology Publicador: MIT - Massachusetts Institute of Technology
Formato: 14890 bytes; 13457 bytes; 18323 bytes; 29182 bytes; 12571 bytes; 11 bytes; 4586 bytes; 21366 bytes; 11602 bytes; 38351 bytes; 4755 bytes; 27322 bytes; 25313 bytes; 4039 bytes; 301 bytes; 354 bytes; 339 bytes; 180 bytes; 285 bytes; 67 bytes; 17685 bytes; 4
Português
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56.16%
A computational and application-oriented introduction to the modeling of large-scale systems in a wide variety of decision-making domains and the optimization of such systems using state-of-the-art optimization software. Application domains include transportation and logistics, pattern classification, structural design, financial engineering, and telecommunications system planning. Modeling tools and techniques covered include linear, network, discrete, and nonlinear programming, heuristic methods, sensitivity and postoptimality analysis, decomposition methods for large-scale systems, and stochastic programming. From the course home page: Course Description An applications-oriented course on the modeling of large-scale systems in decision-making domains and the optimization of such systems using state-of-the-art optimization tools. Application domains include: transportation and logistics planning, pattern classification and image processing, data mining, design of structures, scheduling in large systems, supply-chain management, financial engineering, and telecommunications systems planning. Modeling tools and techniques include linear, network, discrete and nonlinear optimization, heuristic methods, sensitivity and post-optimality analysis...

Surrogate modeling for large-scale black-box systems

Liem, Rhea Patricia
Fonte: Massachusetts Institute of Technology Publicador: Massachusetts Institute of Technology
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 110 p.
Português
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45.92%
This research introduces a systematic method to reduce the complexity of large-scale blackbox systems for which the governing equations are unavailable. For such systems, surrogate models are critical for many applications, such as Monte Carlo simulations; however, existing surrogate modeling methods often are not applicable, particularly when the dimension of the input space is very high. In this research, we develop a systematic approach to represent the high-dimensional input space of a large-scale system by a smaller set of inputs. This collection of representatives is called a multi-agent collective, forming a surrogate model with which an inexpensive computation replaces the original complex task. The mathematical criteria used to derive the collective aim to avoid overlapping of characteristics between representatives, in order to achieve an effective surrogate model and avoid redundancies. The surrogate modeling method is demonstrated on a light inventory that contains light data corresponding to 82 aircraft types. Ten aircraft types are selected by the method to represent the full light inventory for the computation of fuel burn estimates, yielding an error between outputs from the surrogate and full models of just 2.08%. The ten representative aircraft types are selected by first aggregating similar aircraft types together into agents...

Applikationsspezifische Analyse und Optimierung der Energieeffizienz eingebetteter Hardware/Software-Systeme; Application-specific Analysis and Optimization of Energy Efficiency in Embedded Hardware/Software Systems

Zimmermann, Jochen
Fonte: Universidade de Tubinga Publicador: Universidade de Tubinga
Tipo: Dissertação
Português
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46.09%
Elektronische Systeme spielen im täglichen Leben eine immer wichtigere Rolle. Insbesondere trifft dies für digitale eingebettete Systeme zu, die mikro- bzw. nanoelektronische Hardware-Komponenten integrieren, um bestimmte Funktionalitäten durch die Ausführung dedizierter Softwareprogramme zu erbringen. Eingebettete Hardware/Software-Systeme sind dadurch zum führenden Mittel für Innovationen und Wachstum in nahezu allen Anwendungsdomänen geworden, wobei insbesondere der Markt für mobile elektronische Geräte in jüngster Vergangenheit enorme Zuwachsraten erfahren hat. Deren Energieversorgung ist aufgrund des limitierten Energiespeichers jedoch zu einem primären Problem und damit zu einem entscheidenden Wettbewerbskriterium im Markt geworden, da sie trotz strenger Anforderungen immer komplexere und zum Teil hochgradig vernetzte Aufgaben erfüllen müssen. Neben der Entwicklung neuer und effizienter Hardware-Plattformen ist deshalb die Entwicklung von Strategien zur Minimierung des Energieverbrauchs bzw. der Optimierung der Energieeffizienz durch gezielte Anwendung von Low-Power-Mechanismen ein entscheidender Faktor. In dieser Arbeit wird dargestellt, wie durch modellbasierte Analysen der auszuführenden Funktionalität eine applikationsspezifische Optimierung der Energieeffizienz unter Berücksichtigung der an das System gestellten Anforderungen und der zugrunde liegenden Hardware-Plattform bzw. durch Verwendung unterschiedlicher Betriebszustände dieser Zielarchitektur durchgeführt werden kann. Zunächst wird ein Algorithmus vorgestellt...

Multiobjective collaborative optimization of systems of systems

Wolf, Robert A.
Fonte: Cambridge, Massachusetts, Massachusetts Institute of Technology Publicador: Cambridge, Massachusetts, Massachusetts Institute of Technology
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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46.05%
CIVINS; Concept studies for warship designs typically focus on ship performance characteristics by setting design goals for such things as speed, range, and cost. However, warships generally operate as part of a larger battle or strike group. Therefore, the designs should be evaluated as part of a system of multiple ship systems since designing each ship individually may result in underutilized and excess equipment and capability; in other words an inefficient design of the system of systems. This thesis examines the simultaneous design of several ships using the sea base concept as an example application of a network of ships working together. The number and characteristics of these ships determine the mission performance of the sea base. To properly design any of the sea base ships, the interrelationships must be included. A mission simulation is used to combine the performance characteristics of different ship designs into a singleperformance objective: the time to deliver a brigade size force to its assigned objectives. To enable the design of multiple ships, collaborative optimization, a multilevel optimization approach, was used to decompose the problem into individual ship design optimizations with system level interfaces controlled by a system of systems optimization algorithm. This allowed each ship to use techniques and algorithms best suited to reach an optimal design without impacting the design approaches used used by the other ships. The classical collaborative optimization approach was relaxed to include multiple objectives such as performance and cost...

Incorporating Environmental Impacts into Multi-Objective Optimization of Water Distribution Systems

HERSTEIN, LESLEY
Fonte: Quens University Publicador: Quens University
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 2121932 bytes; application/pdf
Português
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45.99%
Municipal water distribution system (WDS) expansion is often focused on increasing system capacity with designs that best meet hydraulic requirements at the least cost. Increasing public awareness regarding global warming and environmental degradation is making environmental impact an important factor in decision-making for municipalities. There is thus a growing need to consider environmental impacts alongside cost and hydraulic requirements in the expansion and design of WDSs. As a result, the multiplicity of environmental impacts to consider in WDS expansion can complicate the decisions faced by water utilities. For example, a water utility may wish to consider environmental policy issues such as greenhouse gas emissions, non-renewable resource use, and releases to land, water, and air in WDS expansion planning. This thesis outlines a multi-objective optimization approach for WDS design and expansion that balances the objectives of capital cost, annual pumping energy use, and environmental impact minimization, while meeting hydraulic constraints. An environmental impact index that aggregates multiple environmental measures was incorporated as an environmental impact objective function in the multi-objective non-dominated sorting genetic algorithm-II (NSGA-II) optimization algorithm. The environmental impact index was developed to reflect stakeholder prioritization of specific environmental policy issues. The evaluation of the environmental impact index and its application to the WDS expansion problem was demonstrated with a water transmission system example. The environmental impact index and multi-objective non-dominated sorting genetic algorithm-II (NSGA-II) optimization algorithm were applied to the “Anytown” network expansion problem. Preliminary results suggest that solutions obtained with the triple-objective capital cost/energy/EI index optimization minimize a number of environmental impact measures while producing results that are comparable in pumping energy use and...

Optimization of thin sheet structures with patterns perforations

García Padilla, Marta
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Dissertação de Mestrado
Português
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45.96%
Nowadays, metal storage systems are generally used in industrial companies. The several stages of the metallic structures design are based in the standard EN 15512:2009. However, this standard do not the most efficient design solution, only design constraints. In this work, it is intended to improve the structural elements that are on the base of the metal storage systems, particularly shelves, in order to reduce costs and increase the structure stiffness, enforcing the international standard that define the characteristics of these products. The main purpose is the optimization of a representative section of profiled steel component taking into account the variable thickness, geometry and number of perforations. In order to do this a computational finite element model is developed and pre-­‐validated, replacing a numerous set of experimental tests in a design of Experiments (DoE) methodology. The optimized solutions were obtained through a response surface optimization methodology (RSM). The final results were analysed and discussed.; Hoje em dia, os sistemas metálicos de armazenamento são vulgarmente utilizados pela indústria. As várias etapas de projeto destas estruturas metálicas são baseadas na norma EN 15512:2009. No entanto...

Optimal structural synthesis, modeling, and control of micro-mechatronic systems

Lyshevski, Sergey
Fonte: Mechatronics Publicador: Mechatronics
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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45.96%
New advances in micro-machining, micro- and nano-scale motion structures and analog/digital ICs, provide enabling benefits and capabilities to design and manufacture micro-mechatronic systems (MMS). Critical issues are to improve power and thermal management, circuitry and actuator/sensor integration, and embedded electronically controlled micro-actuator/sensor assemblies. Very large-scale ICs and micromachining silicon, germanium, and gallium arsenic technologies have been developed and used to manufacture ICs and motion microstructures (actuators and sensors). While enabling technologies have been deployed, a spectrum of challenging problems remains. Micro-mechatronic systems have been widely used, and a worldwide market for MMS will be drastically increased in the near future. Analog, discrete, and hybrid MMS have been manufactured using the surface micro-machining technology (process used to fabricate ICs applying CMOS technologies). To deploy and commercialize MMS, a spectrum of problems must be solved, and a portfolio of analytical, numerical, and software design tools needs to be developed using multidisciplinary concepts. Electromagnetics and fluid dynamic, electro–thermo-mechanics and optics, biophysics and biochemistry...

Worst case power generating capabilities of nonlinear systems

Dower, Peter M; James, Matthew
Fonte: Springer Publicador: Springer
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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45.99%
In this paper we analyze the worst case power generating capabilities of a class of nonlinear systems which exhibit a power gain property. This class of systems includes systems which exhibit persistent excitation in the absence of inputs. Examples include limit cycle systems and chaotic systems. In order to capture the power generating capability of a nonlinear system, we define a worst case average cost per unit time performance index. This performance index, called the available power, is in effect the most power that can be generated by a system via the application of any input. The main result of the paper is that the input which achieves this worst case performance is typically a persistent input whose power is given explicitly by a function of the derivative of the available power with respect to the power gain of the system. A natural corollary of this result is that the available power may be recast as an optimization over power inputs.