Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica

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Acoplamento circuito-campo em sistemas elétricos utilizando o método de Galerkin sem elementos – EFGM
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2020-11-30) Monteiro, Gleyde Simone de Caires; Coppoli, Eduardo Henrique da Rocha; http://lattes.cnpq.br/0672703814158202; Eduardo Henrique da Rocha Coppoli; Úrsula do Carmo Resende; Alfred Gimpel Moreira Pinto; Raphael Paulo Braga Poubel
A utilização de métodos numéricos para estudo e análise de sistemas de transmissão de energia mais complexos, torna-se cada vez mais efetivo, obtendo-se resultados mais próximo às condições físicas reais, devido ao desenvolvimento tecnológico. Neste contexto, este trabalho visa apresentar uma modelagem numérica e computacional baseada no Método de Galerkin Sem Elementos (EFGM) aplicada ao cômputo de campos magnéticos, bem como das tensões e correntes induzidas nas proximidades de circuitos elétricos e de Linhas de Transmissão de alta tensão (LTs). A principal característica deste método, como bem diz seu nome, é a não necessidade de uma malha de elementos, como acontece no Método de Elementos Finitos, o que o permite trabalhar com geometrias variadas com certa facilidade, uma vez que o deslocamento dos nós do método para regiões de interesse é realizado com grande facilidade. No EFGM há apenas uma distribuição de nós dentro da região do domínio do problema. Este método é normalmente utilizado para solução de equações diferenciais parciais, sendo que seu uso está crescendo acentuadamente para cálculos de campos eletromagnéticos e para o desenvolvimento de equipamentos elétricos. No trabalho atual foi utilizado o domínio do tempo (TD) que permite alguns benefícios para problemas eletromagnéticos, como por exemplo analisar o efeito sobre o campo devido a uma excitação arbitrária. O método (EFGM) tem apresentado boa convergência, e em alguns casos melhor que métodos consolidados como o Método de Elementos Finitos (FEM).
Análise do espalhamento eletromagnético bidimensional utilizando o método IEFG e PML uniaxial
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2018-12-17) Lopes, Leonardo Bruno; Resende, Úrsula do Carmo; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente; http://lattes.cnpq.br/9879076086228404; http://lattes.cnpq.br/2792357895049279; Úrsula do Carmo Resende; Sandro Trindade Mordente Gonçalves; Marco Aurélio de Oliveira Schroeder; Alfred Gimpel Moreira Pinto
A modelagem matemática de problemas de engenharia geralmente envolve o emprego de uma ou mais equações algébricas, diferenciais ou integrais. Determinar uma solução analítica é possível apenas para uma pequena parte desses problemas; na maior parte dos casos, é um processo extremamente complexo ou até impossível. Nestes casos é necessário utilizar técnicas numéricas computacionais que calculem soluções aproximadas. Uma importante classe dessas técnicas é a classe dos métodos sem malha ou meshless, cujo funcionamento, diferentemente de métodos como o de elementos finitos ou de diferenças finitas, não dependem da criação de malhas. Para a representação discreta do problema utilizam um conjunto de nós distribuídos ao longo domínio e das suas fronteiras sem requerer, no entanto, que qualquer relação entre estes nós seja estabelecida. Métodos sem malha já foram aplicados com sucesso na solução de problemas de eletromagnetismo, tanto em baixas quanto em altas frequências, inclusive problemas de propagação de ondas. Os problemas de propagação como o do espalhamento eletromagnético são, em geral, problemas abertos ou ilimitados e a sua solução numérica exige a aplicação de alguma técnica de limitação do domínio computacional. As condições de contorno absorventes (ABCs), tradicionalmente utilizadas para esta finalidade, tem sido recentemente substituídas por técnicas baseadas no conceito de camadas perfeitamente casadas, ou PML. Dentre as diversas variações de PML existentes, destaca-se a PML uniaxial (UPML), desenvolvida a partir da interpretação física do conceito de PML originalmente proposto. Nessa abordagem, o domínio é envolvido em camadas de um material anisotrópico fictício cujas caraterísticas são projetadas para que as camadas se comportem como um absorvedor eficiente perfeitamente casado com o material do domínio. A UPML limita o domínio simulando, contudo, o comportamento de uma onda que se propaga num meio ilimitado. Este trabalho analisa o problema do espalhamento eletromagnético em duas dimensões, suas definições e seu equacionamento matemático. Analisa também o método sem malha IEFG (ou método de Galerkin interpolante livre de elemento), suas características, fundamentação matemática e formulação. O problema do espalhamento de uma onda plana por um cilindro condutor infinito na direção z é então solucionado pela técnica numérica combinada IEFG-UPML. A análise da técnica proposta é realizada, primeiramente, na forma de análises paramétricas do método IEFG e da UPML. Em seguida, avalia-se o desempenho do método e a precisão das soluções geradas aplicando-se os parâmetros determinados na solução do espalhamento por cilindros de diferentes dimensões. Utilizam-se nessas análises comparativas a solução analítica e a solução numérica obtida pelo método IEFG-ABC em que o domínio é limitado pela condição absorvente de Bayliss-Turkel de primeira ordem.
Avaliação de buchas de transformadores utilizando métodos sem malha
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2021-01-25) Silva, Paulo Roberto Costa da; Coppoli, Eduardo Henrique da Rocha; http://lattes.cnpq.br/0672703814158202; Eduardo Henrique da Rocha Coppoli; Márcio Matias Afonso; Rafael Paulo Braga Poubel; Alfred Gimpel Moreira Pinto
A aplicação de Métodos sem Malha (meshless methods) é extremamente promissora no campo da engenharia. A utilização deste método numérico para estudo e análise da integridade de buchas isolantes de alta tensão permite obter resultados mais precisos das condições elétricas e físicas, auxiliando no desenvolvimento de projetos, bem como na avaliação operacional. Neste contexto, este trabalho visa apresentar uma modelagem numérica e computacional baseada no Método de Galerkin Sem Elementos (EFGM) aplicada ao cômputo de campos elétricos sobre a parte isolante das buchas de alta tensão e seu entorno. Esta classe de método tem como principal característica a não necessidade de uma malha de elementos, diferindo assim, do Método de Elementos Finitos tradicional, o que o permite facilmente trabalhar com geometrias variadas, possibilitando o deslocamento dos nós de avaliação para regiões de interesse. Este método é normalmente utilizado para solução de equações diferenciais parciais, tendo aplicações crescentes para cálculos de campos eletromagnéticos, e para o desenvolvimento de equipamentos elétricos. Neste trabalho foi utilizada uma bucha hipotética, com desenvolvimento computacional da sua geometria com inclusões de falhas para análise do comportamento do campo elétrico sobre a parte isolante da bucha de alta tensão, seguindo as especificações normalizadas e em suas condições operacionais críticas, a fim de obter informações quanto a integridade da referida bucha de alta tensão. O método (EFGM) apresenta boa convergência, e em diversos casos tendo melhores respostas que os métodos consolidados como o Método de Elementos Finitos (FEM).
Uso de métodos sem malha para avaliação de campos eletromagnéticos: gerados por linhas de transmissão trifásicas aéreas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017-12-18) Ribeiro, Gustavo Ciro; Silveira, Eduardo Gonzaga da; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; http://lattes.cnpq.br/2888501805559990; Eduardo Gonzaga da Silveira; Rafael Silva Alípio; Alfred Gimpel Moreira Pinto; Leônidas Chaves de Resende
Os métodos sem malha são ferramentas numéricas promissoras para aplicações em engenharia. A principal característica destes métodos é que os mesmos não necessitam de uma malha como a existente em métodos como o de Elementos Finitos. Existe apenas um conjunto de nós distribuídos em uma região conhecida como o domínio do problema. O presente trabalho visa desenvolver modelos computacionais para problemas de contorno quase-estáticos e resolvê-los através de métodos sem malha. Neste contexto busca-se uma nova abordagem através da aplicação do método sem malha denominado Element-Free Galerkin Method (EFGM) visando o cômputo de campos magnético e elétrico nas proximidades de Linhas de Transmissão (LTs) de alta tensão. São realizadas, análises comparativas entre as soluções com o método proposto, modelos analíticos e soluções geradas com o Método dos Elementos Finitos.

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