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Maximization of a nuclear system availability through maintenance scheduling optimization using a genetic algorithm
No full textPrograma computacional para cálculo de fluxo de neutrons
No full textO valor absoluto do fluxo de nêutrons é um parâmetro importante em Física de Reatores e outras aplicações no campo nuclear. Devido a várias correções necessárias como decaimento radioativo dos nuclídeos produzidos, fatores de normalização entre diferentes irradiações, perturbação do espectro de nêutrons, comportamento da seção de choque, subida de potência do reator e outros, faz com que o cálculo do fluxo de nêutrons seja bastante trabalhoso. O software FLUXO foi desenvolvido para vencer essas dificuldades. É programado em linguagem FORTRAN e tem como objetivo principal o cálculo do fluxo absoluto de nêutrons térmicos, epitérmicos e rápidos através da técnica de ativação de folhas. Essa ativação pode ser medida pela técnica de coincidência 4pb-g ou somente por espectrometria g. O software também calcula, através dessas
duas técnicas, a atividade absoluta de fontes radioativas e de amostras irradiadas no reator
Síntese da ferrita de ítrio-disprósio-gadolínio por mistura de óxidos para aplicações nas frequências de microondas
Get PDFO presente trabalho relata a síntese de ferrita de ítrio-dísprósio-gadolínio com estrutura de granada, visando aplicações em dispositivos operando na região de radiação de microondas tais como em circuladores e/ou isoladores bem como investigar uma possível aplicação destas ferritas como materiais absorvedores de radar, buscando com isso, preencher uma lacuna existente para materiais absorvedores de microondas na faixa de 4 a 20GHz. Foram estudadas misturas de óxido férrico e três concentados de ítrio, disprósio e gadolínio, que se diferiam entre si pelo teor de ítria (66%, 70% e 94% em peso de Y2O3). As misturas homogeneizadas foram calcinadas à 1250°C por 4 horas,
cominuídas até tamanho inferior a lum, granuladas em secador por atomização e prensada na forma de pastilhas e toróides. A sinterização foi realizada à temperatura de
1350°C ou 1480°C. O monitoramento das fases presentes foi realizado através de análises de difração de raios-X. Foram realizadas análise magnética por histeresimetria e em magnetômetro de amostra vibrante, assim como microscopia eletrônica de varredura das misturas e dos toróides sinterizados. Os materiais obtidos apresentaram boas propriedades magnéticas tais como baixo campo coercitivo, baixas perdas por histerese, baixa razão magnetização remanescente/magnetização de saturação e tamanho de grão controlado, que os credenciam para uso em sistemas operando em altas frequências, porém não apresentaram características de absorção de radiação eletromagnética na faixa de frequência estudada (8-16GHz)
Desenvolvimento de um sistema de medida de tempo decorrido da onda ultra-sônica e análise do estado de tensões em materiais metálicos pela técnica da birrefiingência acústica
Get PDFStress measurements by ultrasonic sound waves is based on the acoustoelastic effect that is the phenomenon of the variation of the velocity of the ultrasonic sound wave in a material as a function of the applied stress field. For that purpose it is necessary to measure the ultrasonic time of flight with high precision and with nanosecond resolution. This work describes the assembly of an ultrasonic system, and develops a new method to measure the ultrasonic time of flight in materials under stress. The method proposed uses the cross correlation signal processing of the ultrasonic wave and increases the sampling rate of the signal using the multi-rate technique. The birefringence ultrasonic technique, in conjunction with the measurement method developed, was successfully applied for the evaluation of applied and residual tensions in aluminum and steel plates. Using the assembled ultra-sonic system, it is also proposed a process for the determination of the rolling direction of plates by ultrasonic sound waves. For the materials examined, it was shown that the ultrasonic method reaches the precision and the necessary resolution for the evaluation of residual stresses and tension stresses due to externally applied forces. The work also discusses some of the factors that cause measurement imprecision, or that increase in the solution time without any gain in precision. It also shows different options for signal processing, discusses some of the phenomena that can be explored to separate the influence of the rolling direction in the evaluation of the material tension state, and introduces additional equipment that may be used to improve the resolution of the measure. The work concludes by showing that the acoustic birefringence technique is suitable for the verification of residual tension in welded plates and that it can also be used in the assessment of heat treatments for the stress relief in materials.A medida de tensão por ultra-som se baseia no efeito acustoelástico, que é o fenômeno da variação da velocidade da onda ultra-sônica em função da tensão no material. Para isso, é necessário realizar medidas do tempo de percurso da onda ultra-sônica com elevada precisão e com resolução de nanossegundo. Este trabalho apresenta a montagem de um sistema ultra-sônico e o desenvolvimento e a aplicação de um novo método para a medida de tempo de percurso da onda ultra-sônica para medida de tensão em materiais. Este método utiliza o processamento do sinal pela correlação cruzada e do aumento da taxa de amostragem utilizando a técnica multitaxas. Foi verificada a utilização do método para avaliação de tensões, tanto aplicadas como residuais, em chapas de alumínio e aço, utilizando a técnica ultra-sônica da birrefringência. É apresentado, também, utilizando o sistema ultra-sônico montado, um processo para a determinação da direção de laminação de chapas. Foi mostrado que o método alcança a precisão e resolução necessárias a sua aplicação para avaliação das tensões tanto aplicadas como residuais, dos materiais examinados. O trabalho, além de mostrar alguns caminhos que geram imprecisão de medida ou que levam muito tempo para se chegar a uma solução, sem que com isso se ganhe em precisão, mostra também opções diferentes de processamento de sinal, fenômenos que podem ser utilizados para separar a influência da direção de laminação na tensão, e equipamentos que devem ou não ser utilizados, pois podem melhorar a resolução da medida. Mostra, também, que a técnica da birrefringência é apropriada para a verificação de tensão residual em chapas soldadas e pode ser usada na avaliação do alívio de tensões residuais por tratamentos térmicos
Utilização de pseudo-harmônicos na solução da equação de difusão de nêutrons com fonte fixa
Get PDFThe two-group neutron diffusion equation, in two dimensional cartesian geometry, with fixed source is solved by using a pseudo-harmonics expansion method in connection to the flux expansion method of nodal discretization, based on average value. The same fixed source problem was solved by finite difference discretization and the results obtained were compared. The neutron flux associated with the eigenvalue problem was also solved by both methods (FEM and Finite Difference). The pseudo-harmonics expansion method employed is part of the alternative version of the pseudo-harmonics perturbation method and the fixed source problem tested was the “auxiliary function” problem. Results obtained for the test cases show that the method developed for solving fixed source problems is very accurate when compared to the finite difference method.A equação da difusão de nêutrons, em geometria Cartesiana bidimensional para dois grupos de energia, com a presença de fonte fixa é resolvida aplicando-se um método de expansão em pseudo-harmônicos, com suporte na discretização nodal pelo método de expansão de fluxo (FEM) para grandezas médias. Para fins de comparação, o mesmo problema de fonte fixa foi resolvido através da discretização por diferenças finitas e, também para efeito de comparação, o cálculo do fluxo de nêutrons (problema de autovalor) foi feito tanto com o FEM quanto por diferenças finitas. O método de expansão em pseudo-harmônicos utilizado é parte da chamada versão alternativa do método perturbativo de pseudo-harmônicos e o problema de fonte fixa testado foi o de função auxiliar. Os resultados obtidos, para os casos testes realizados, mostram que o método desenvolvido para resolver problemas de fonte fixa é bastante preciso, quando comparado com diferenças finitas
A new finite element formulation for both compressible and nearly incompressible fluid dynamics
No full textSimulating Vortex Shedding at High Reynolds Numbers.
No full textO desprendimento de vórtices de turbulência resultante do fluxo transversal passado de um cilindro circular é analisado usando um procedimento Grande Eddy Simulação (LES). Em particular, nenhum modelo de estresse sub-grade explícita é empregado. Em vez disso, as escalas não resolvidos são tratados implicitamente por uma Petrov-Galerkin formulação estabilizada de elementos finitos utilizado em conjunto com um esquema adaptativo de tempo-espaço. Os resultados numéricos são comparados com dados experimentais disponíveis sobre os coeficientes de força e frequência vortex derramamento.The turbulent vortex shedding arising from the cross flow past a circular cylinder is analyzed using a Large Eddy Simulation (LES) procedure. In particular, no explicit sub-grid stress model is employed. Rather, the unresolved scales are dealt implicitly by a stabilized Petrov-Galerkin finite element formulation used in conjunction with a time-space adaptive scheme. The numerical results are compared with available experimental data on force coefficients and vortex shedding frequency
FuzzyFTA: a fuzzy fault tree system for uncertainty analysis
No full textThis paper describes a new approach and new computational system, FuzzyFTA, for reliability analysis using fault tree and fuzzy logic. Some measures are defined to determine critical components and the uncertainty contribution of each one to the system. The FuzzyFTA system includes algorithms to consider the minimal cut set approach for the top event calculation. After that, these algorithms are used to determine importance measures. The computer code application is the Auxiliary Feedwater System (AFWS) analysis, a recent study made for Angra-I, Brazilian NPP
A Simulator-Independent Optimization Tool based on Genetic Algorithm Applied to Nuclear Reactor Design
Get PDFHere is presented an engineering optimization tool based on a genetic algorithm, implemented
according to the method proposed in recent work that has demonstrated the feasibility of the use of
this technique in nuclear reactor core designs. The tool is simulator-independent in the sense that it
can be customized to use most of the simulators which have the input parameters read from
formatted text files and the outputs also written from a text file. As the nuclear reactor simulators
generally use such kind of interface, the proposed tool plays an important role in nuclear reactor
designs. Research reactors may often use non-conventional design approaches, causing different
situations that may lead the nuclear engineer to face new optimization problems. In this case, a
good optimization technique, together with its customizing facility and a friendly man-machine
interface could be very interesting. Here, the tool is described and some advantages are outline
Modelos de validação de sinal utilizando técnicas de inteligência artificial aplicados a um reator nuclear.
No full textThis work develops two models of signal validation in which the analytical
redundancy of the monitored signals from an industrial plant is made by neural
networks. In one model the analytical redundancy is made by only one neural network
while in the other it is done by several neural networks, each one working in a specific
part of the entire operation region of the plant. Four cluster techniques were tested to
separate the entire region of operation in several specific regions. An additional
information of systems' reliability is supplied by a fuzzy inference system. The models
were implemented in C language and tested with signals acquired from Angra I nuclear
power plant, from its start to 100% of power.Este trabalho desenvolve dois modelos de validação de sinal que utilizam fedes
neuronais para realizar a redundância analítica de sinais monitorados em uma instalação
industrial. Um dos modelos utiliza uma única rede neuronal para efetuar a redundância
analítica dos sinais e o outro modelo utiliza várias redes neuronais para efetuar esta
redundância, cada uma trabalhando em uma região de operação específica da instalação.
Para efetuar a divisão de todos os pontos de operação da instalação em várias regiões
específicas foram estudados quatro métodos de separação em classes. Adicionalmente
os modelos fornecem uma indicação da confiança das suas respostas através de
conceitos baseados em lógica nebulosa. Os modelos foram implementados em
linguagem C e foram ensaiados com sinais monitorados do reator nuclear Angra I,
durante uma de suas partidas até atingir 100% de potência