semana de iniciaÇÃo cientÍfica 2015 · semana de iniciaÇÃo cientÍfica 2015 ... professores...
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SEMANA DE
INICIAÇÃO
CIENTÍFICA
2015
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica
Prof. Dr. Jessé Rebello
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Laboratório de Otimização e Projeto Integrado
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Professores ◦ Bernardo Andrade (USP)
◦ Oscar B. Augusto (USP)
◦ Thiago Pontin Tancredi (UFSC)
Alunos de IC: 4
Alunos de Mestrado: 4
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Desenvolvimento de modelos que permitam automatizar e otimizar o projeto de embarcações e plataformas de petróleo.
Rebocadores
Lanchas
Submarinos
Plataformas Semi-Submersíveis
Navios Petroleiros
Navios Oceanográficos
Embarcações de Pesca
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Demandas e
objetivos
Modelo
Solução Final
Projeto
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Converse conosco:
Bernardo – SALA ES 43 – [email protected]
Oscar - [email protected]
Thiago - [email protected]
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DINÂMICA E CONTROLE
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica
Prof. Helio Mitio Morishita
Prof. Jessé Rebello de Souza Jr
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Manobrabilidade de Navios
Linhas de Pesquisa Básica:
– Interação casco-fluido em águas
profundas e rasas: desenvolvimento de
um novo modelo para o campo de
velocidades à jusante de um navio (em
colaboração com o Departamento de
Matemática Aplicada – IME/USP).
– Efeitos de águas restritas (interação
navio-navio e navio-laterais)
– Efeitos de lama fluida (escoamento
bifásico)
– Desempenho de leme e propulsores
em águas rasas com e sem lama fluida
Coordenação:
Prof. Jessé Rebello de Souza Jr
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Manobrabilidade de Navios
Simulação de Manobras
– Desenvolvimento de
interfaces
– Visualização 2D e 3D
– Métodos de análise
(incluindo risco) V = 2 knFreb Popa = 0 tfFreb Proa = 0 tf
V = 2.1 knFreb Popa = 40 tfFreb Proa = 20 tf
V = 2.3 knFreb Popa = 40 tfFreb Proa = 20 tf
V = 2.2 knFreb Popa = 40 tfFreb Proa = 20 tf
V = 2.2 knFreb Popa = 30 tfFreb Proa = 20 tf
V = 1.4 knFreb Popa = 21 tfFreb Proa = 25 tf
V = 1.2 knFreb Popa = 21 tfFreb Proa = 19 tf
V = 1.6 knFreb Popa = 11 tfFreb Proa = 24 tf
V = 1.9 knFreb Popa = 11 tfFreb Proa = 24 tf
V = 2.1 knFreb Popa = 10 tfFreb Proa = 29 tf
V = 2.3 knFreb Popa = 11 tfFreb Proa = 29 tf
V = 2.6 knFreb Popa = 20 tfFreb Proa = 29 tf
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1800
2000
2200
2400
2600
2800
Vento
25kn
Correnteza 2kn
(vazante)
7.334 7.336 7.338 7.34 7.342 7.344 7.346 7.348
x 105
-7.1827
-7.1826
-7.1825
-7.1824
-7.1823
-7.1822
-7.1821
-7.182
-7.1819
x 106
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Manobrabilidade de Navios
Aplicações
– Manobras em terminais costeiros e fluviais
– Viabilidade de manobras em situações
ambientais críticas (vento e corrente
limites)
– Determinação de geometria de canais de
acesso e bacias de evolução (incluindo
dimensionamento de dragagem)
– Verificação de porte máximo aceitável de
navios
– Operações ship-to-ship
– Análise do impacto de falhas (leme,
propulsor, rebocadores) e procedimentos
de segurança
Local de
atracação
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Objetivo: estudar novas abordagens de filtragem e controle
para sistemas de posicionamento dinâmico integrando a
teoria com métodos numéricos e experimentais
Abordagens em estudo:
Filtros
– Lineares: Cunha e de Kalman
– Não lineares: baseado em passividade e “Empirical Mode Decomposition”
Controladores:
– Clássico (PID)
– Modos deslizantes
– Controle “backstepping”
– Adaptativo
Sistema de Posicionamento Dinâmico
Coordenação
Prof. Helio Mitio Morishita (PNV
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Simulador numérico
Modelagem dinâmica,
filtragem, controle,
procedimentos de operação
Instalações laboratoriais
Procedimentos experimentais
para calibração dos modelos
e análise da dinâmica e
controle
Sistema de Posicionamento Dinâmico
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Sistema de Posicionamento Dinâmico
Aplicações
- Análise dos procedimentos para a operação
de alívio;
- Análise da dinâmica e controle de navios
aliviadores e de embarcações de apoio às
plataformas de petróleo ;
- Análise de risco;
-
- Análise de colisão.
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Sistema de Posicionamento Dinâmico
Projeto
“Capacitação nacional para a realização
de ensaios e simulação de sistemas DP”
OBJETIVO
Capacitar os laboratórios brasileiros a realizarem ensaios com
modelos de veículos oceânicos dotados de Sistemas de
Posicionamento Dinâmico.
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Sistema de Posicionamento Dinâmico
Topologia do aparato experimental
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COMPONENTES ELETROMECÂNICOS
Propulsor lateral
Propulsor principal
Sistema de Posicionamento Dinâmico
Propulsor azimutal
Leme
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ELETRÔNICA EMBARCADA
Módulo de acionamento dos atuadores
Sistema de Posicionamento Dinâmico
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SP, Prop,
X,Y,ZZBanco de Dados
NYPOS
Modelo
Sensor
X,Y,ZZ
Prop.,
Vento
CONSOLE
Sistema de Posicionamento Dinâmico
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LabRisco Laboratório de análise, avaliação de
gerenciamento de riscos
Universidade de São Paulo
Escola Politécnica - EPUSP
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica
Marcelo Ramos Martins ([email protected]) Coordenador do LabRisco
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Finalidades do laboratório
25
desenvolver conhecimento, modelos, técnicas, e procedimentos relacionados à análise, avaliação e ao gerenciamento de riscos;
implementar, alimentar e manter um conjunto de bancos de dados relativos a acidentes, incidentes, sistemas, equipamentos, procedimentos operacionais, causas e conseqüências de eventos de risco;
promover a disseminação do conhecimento e da cultura de risco no meio acadêmico e industrial, através de cursos de especialização e pós-graduação, eventos e sítio na Internet.
realizar análise e avaliação de riscos associados à operação de navios, embarcações e sistemas navais;
Finalidades do
LabRisco (curto, médio e longo prazos)
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Infra-estrutura física
27
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Infra-estrutura computacional
28
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Portal LabRisco (www.labrisco.usp.br)
29
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NDF – Núcleo de Dinâmica e Fluidos da Escola Politécnica da USP
Prof. Dr. Gustavo R. S. Assi Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Naval e Oceânica NDF - Núcleo de Dinâmica e Fluidos
Apresentação dos grupos de pesquisas
06/03/2015
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NDF – Núcleo de Dinâmica e Fluidos
• Equipe
• 9 docentes (PME, PNV, PMR, PEF...)
• 8 pós-doutorandos
• 18 doutorandos
• 6 mestrando
• 20+ iniciação científica
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Motivação
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Temas de pesquisa: Interação Fluido Estrutura
Dinâmica de estruturas
Dinâmica dos fluidos
Analítica Experimental Numérica
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EXPERIMENTAL
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Canal de água recirculante
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VIV of a cylinder: velocity field
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Flow visualization
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VIV suppression
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G. Franzini (2010)
Experimentos de alunos
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C. Freire (2010)
Experimentos de alunos
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NUMÉRICA
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Mesh
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Velocity vectors
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Vorticity
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Gioria (2008)
CFD – Computational Fluid Dynamics
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Gioria (2008)
CFD – Computational Fluid Dynamics
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AERODYNAMICS AND ACOUSTICS
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Silent Aircraft Project
Total investment: R$ 11 million (£4.2 million)
7 participant institutions
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www.silentaircraft.org
P. Sijtsma; H.M.M. van der Wal
Silent Aircraft Project
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Escoamentos biológicos
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DAV - Dispositivo de assistência cardíaca: versão pediátrica
Projeto coordenado pelo INCOR
Nossa tarefa:
• Modelar o escoamento de sangue dentro do dispositivo: experimentos e simulações numéricas
Ventrículo artificial
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Centro de Inovação em Logística e Infraestrutura Portuária Innovation Center for Logistics and Ports Infrastructure
www.usp.br/cilip
Março de 2015
Pesquisas em Transportes Marítimo,
Fluvial e Planejamento Portuário
Recepção aos Novos Alunos do PNV-EPUSP
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CILIP: Centro de Inovação em Logistica e Infraestrutura Portuária
O CILIP – Centro de Inovação em Logística e Infraestrutura Portuária –
tem como missão criar um centro de excelência para educação e
pesquisa em logística e infra-estrutura portuária, em um ambiente
colaborativo com a indústria e o setor público.
Ele é composto por diversos professores e pesquisadores do
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da EPUSP, especialistas
nas áreas de Logística, Transportes e Infraestrutura Portuária.
O CILIP atua em Pesquisa, Educação Continuada e Projetos Aplicados,
voltados para a organização e o planejamento de sistemas de
transportes marítimo, fluvial, offshore e de cabotagem, além do
planejamento e gestão portuária e da análise de sistemas logísticos.
Coordenador: Prof. Dr. Rui Carlos Botter
Titular de Engenharia de Sistemas Logísticos
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Áreas de atuação do CILIP
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Planos Diretores;
Dimensionamento de redes de transportes;
Projetos de sistemas intermodais e multimodais;
Análise de capacidade de portos e terminais;
Estudo de problemas de distribuição, com destaque para os problemas de roteirização e programação de veículos;
Problemas de dimensionamento de frota;
Avaliação de impacto ambiental em instalações e operações portuárias;
EVTEs
Áreas de atuação
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Alguns Trabalhos Realizados em Portos e Terminais
PROJETO CONCEITUAL DA
LOGÍSTICA DE
ABASTECIMENTO DE MADEIRA
PARA A EXPANSÃO DA
UNIDADE GUAÍBA
PROJETO INTEGRADO
PORTOCEL – ARMAZENS –
LINHAS DE PRODUÇÃO DE
CELULOSE
PROJETO DO TERMINAL DE
PRAIA MOLE – VALE POR MEIO
DE SIMULAÇÃO
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MODELAGEM DO CORREDOR DE EXPORTAÇÃO DE ETANOL UTILIZANDO A HIDROVIA TIETÊ-PARANÁ
Dimensionamento do número de comboios necessários para o transporte de álcool e produtos claros pela hidrovia por meio de simulação e análise econômica;
Visita técnica aos EUA para análise de alternativas
operacional e construtivas com equipe de engenheiros da
Transpetro.
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PROJETO:
ESTUDO DE
VIABILIDADE DO
TRANSPORTE
MARÍTIMO
DE CONTÊINERES
POR CABOTAGEM
NA COSTA
BRASILEIRA
Cabotagem de Contêineres
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Distribuição Detalhada de Custo de um Navio Navio Porta-
Contêiner de 2700 TEU´s na Cabotagem
23%6%
8%
19%
11%20%
4%
1%
3%
2%
3%
Impotos Gerais AFMM Capital Próprio Investido
Financiamento Combustível Tarifas Portuárias
Tripulação Suprimentos Manutenção
Seguro Administração
PROJETO: DIAGNÓSTICO DA NAVEGAÇÃO DE CABOTAGEM VISANDO À REGULAÇÃO DO SETOR
Cabotagem/ANTAQ
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Centro de Inovação em Logística e Infraestrutura Portuária
Innovation Center for Logistics and Ports Infrastructure
www.usp.br/cilip
www.facebook.com/cilipusp
www.twitter.com/CilipUSP
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OBRIGADO!
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica