Manuel Osório Binelo

MIMO Array Capacity Optimization Using a Genetic Algorithm

This paper discusses the design of multiple-input-multiple-output (MIMO) antenna systems and proposes a genetic algorithm to obtain the position and orientation of each MIMO array antenna that maximizes the ergodic capacity for a given propagation scenario. One challenging task in the MIMO system design is to accommodate the multiple antennas in the mobile device without compromising the system capacity, due to spatial and electrical constraints. Based on an interface between the antenna model and the propagation channel model, the ergodic capacity is considered as the objective function of the MIMO array optimization. Simulation results corroborate the importance of polarization and antenna pattern diversities for MIMO in small terminals. Our results also show that the electromagnetic coupling effect can be exploited by the optimizer to decrease signal correlation and increase MIMO capacity. A comparison among a uniform linear array (ULA), a uniform circular array (UCA), and a genetic algorithm (GA)-optimized array is also carried out, showing that the topology given by the optimizer is superior to that of the standard ULA and UCA for the considered propagation channel.

MIMO Channel Characterization and Capacity Evaluation in an Outdoor Environment

In this paper, we perform an experimental MIMO wireless channel characterization in an outdoor environment. We use the data acquired during wideband channel measurement campaigns made in Kista, Stockholm, Sweden. In order to predict the impact of DOA distribution and polarization diversity on the channel capacity, we have chosen specific measurement routes and locations as well as different MIMO antenna array configurations.

Estudo dos Efeitos das Propriedades Morfológicas Sobre o Escoamento de Grãos de Aveia

O presente trabalho tem por objetivo a modelagem matematica e computacional do escoamento de graos de aveia aplicando o Metodo dos Elementos Discretos, a fim de investigar o impacto da morfologia do grao no seu escoamento. Para tanto, foram realizados experimentos em laboratorio a fim de coletar dados sobre o ângulo repouso dos graos de aveia e o tempo de escoamento dos graos pelo corpo de uma calha experimental. Posteriormente, foi criado um modelo computacional da calha, identico ao modelo utilizado nos experimentos, no software Yade, que implementa o Metodo dos Elementos Discretos. Para validar o modelo escolhido, os resultados simulados foram comparados com os dados experimentais. Os resultados alcancados neste estudo mostram que o Metodo dos Elementos Discretos ´e capaz de prever o fluxo de descarga dos graos de aveia com boa precisao. Alem disso, verificou-se que a utilizacao de clumps de esferas para aproximar a geometria do grao de aveia torna o metodo muito mais consistente com os dados reais

Otimização do Sistema de Aeração em Armazém Graneleiro Horizontal

Com o avanco da area agricola e safras de volumes significativos de graos torna-se indispensavel o investimento na armazenagem. A aeracao e o principal processo empregado para esse fim, tendo a finalidade de preservar a massa de graos com qualidade. Para um bom sistema de aeracao, um modelo matematico e software foram desenvolvidos para simular a distribuicao do fluxo de ar em armazens graneleiros horizontais, em condicoes nao homogeneas e anisotropicas. Foram incorporados no software o criterio de avaliacao e o criterio de otimizacao do sistema de aeracao. Informacoes de um sistema real de armazenagem de graos foram obtidas. Foi realizada uma analise do desempenho do sistema real de aeracao estudado. Os resultados mostraram que o perfil otimizado permite uma melhor distribuicao do fluxo de ar, fazendo que a energia gasta na aeracao traga um melhor beneficio para a armazenagem.

Aplicação da Metaheurística Simulated Annealing na Parametrização do Modelo Battery

Neste trabalho e apresentada uma aplicacao da metaheuristica Simulated Anne- aling (SA) na parametrizacao do modelo Battery, utilizado para a modelagem matematica do tempo de vida de baterias de Litio Ion Polimero (Li-Po). A partir dos resultados obtidos, e possivel verificar tanto a eficacia deste modelo em predizer o tempo de vida das baterias estudadas, quanto a eficiencia do algoritmo SA proposto em estimar um de seus parametros empiricos.

Aplicação de Algoritmo Genético na Parametrização de um Modelo Matemático de Baterias

Neste artigo e apresentada a modelagem matematica do tempo de vida de baterias de Litio Ion Polimero (Li-Po), realizada a partir da aplicacao do modelo Battery. Para a estimacao de alguns parametros deste modelo, e proposta uma metodologia baseada em Algoritmo Genetico (AG). As simulacoes sao realizadas na ferramenta computacional Matlab para diferentes perfis de descargas constantes. O modelo e validado a partir de dados experimentais, obtidos em uma plataforma de testes. Com base nos resultados, e possivel constatar a eficacia do modelo Battery em predizer o tempo de vida de baterias Li-Po, assim como a eficiencia do metodo AG em estimar seus parametros.

Simulação 3D do Fluxo de Ar de um Sistema Real de Armazenagem de Grãos

Em armazens graneleiros a conservacao dos graos por determinado tempo depende principalmente de um eficiente sistema de aeracao, preservando a quantidade e a qualidade dos graos armazenados. Para um bom sistema de aeracao um modelo matematico e software foram desenvolvidos para simular a distribuicao do fluxo de ar em armazens graneleiros horizontais, em condicoes nao homogeneas e anisotropicas. Com a simulacao foi possivel analisar a distribuicao do fluxo de ar em todos os pontos da massa de graos armazenada. Dados experimentais sobre a distribuicao de pressao de um sistema real de armazenagem de graos foram obtidos. Comparacao entre os dados experimentais e simulados mostraram concordancia satisfatoria. Avaliacao do desempenho do sistema de aeracao foi realizada, usando criterio proposto pelos autores para estimar a eficacia da distribuicao do fluxo de ar em armazens graneleiros.

Validação do Método dos Elementos Discretos para o escoamento de grãos de soja

A modelagem matematica do fluxo de graos e um problema dificil de ser modelado, dada a natureza discreta do meio. Algumas pesquisas recentes estao sendo direcionadas para a analise do escoamento de materiais granulares em silos e secadores de graos. Pesquisadores tem se dedicado a estudar a modelagem do fluxo de graos, atraves de simulacoes numericas, entre algumas tecnicas de simulacao esta o Metodo dos Elementos Discretos (MED). Neste trabalho foram criadas simulacoes numericas do comportamento do fluxo de graos de soja em uma geometria tridimensional reduzida que imita, parcialmente, caracteristicas de um secador de fluxo misto. De maneira a confrontar e validar os dados gerados pelas simulacoes foi construido um aparato experimental identico ao modelo usado nas simulacoes. Por fim conclui-se que o MED implementado no pacote de software Yade modelou corretamente o fluxo de soja dentro de uma geometria nao-trivial, analogo ao usado no se- cador de fluxo misto. Os resultados das simulacoes foram muito satisfatorios, concordando com os experimentos nao apenas sobre o tempo de descarga, mas tambem sobre os padroes de escoamento da massa de graos ao longo do processo de descarga.

Estimação dos Parâmetros do Modelo para Predizer Runtime e Características V-I de uma Bateria utilizando Algoritmo Genético

Neste trabalho e proposta uma metodologia baseada em Algoritmo Genetico (AG) para a estimacao dos parâmetros do modelo para Predizer Runtime e Caracteristicas V-I, sendo este utilizado para a modelagem matematica do tempo de vida de baterias de Litio Ion Polimero (LiPo). A validacao do modelo e do metodo utilizado para a sua parametrizacao e realizada por meio de uma analise comparativa entre os resultados simulados e os dados experimentais, coletados em uma plataforma de testes. Os resultados obtidos demonstram a acuracia do modelo em predizer o tempo de vida das baterias aqui estudadas, alem do bom desempenho do metodo heuristico AG aplicado ao processo de parametrizacao.

Simulação do escoamento de grãos de soja em um secador com fluxo contínuo

Pesquisas sobre transferencia de calor e massa possuem um vasto acervo na literatura. Com a intencao de averiguar mais detalhadamente o fluxo de graos, neste trabalho sera realizado um estudo do escoamento de graos de soja em secadores de fluxo misto que segundo [6] sao amplamente utilizados na agricultura em todo o mundo, porem ainda existe uma necessidade de aperfeicoar este tipo de equipamento. Conhecer o fluxo dos graos e fundamental em uma rede armazenadora, pois sua irregularidade pode produzir uma secagem nao uniforme do grao, e em alguns casos, aumentar o risco de incendio no interior do secador. Para a criacao de modelos matematicos de secagem mais precisos, deve-se considerar os campos de velocidade do ar durante o processo e os campos de velocidade da massa de graos. Pesquisas recentes estao sendo realizadas para a analise do escoamento de materiais granulares em silos e secadores de graos. Pesquisadores como [8], [6], [1], [2], [4], tem se dedicado a estudar a modelagem do fluxo de graos, atraves de simulacoes numericas. Entre as tecnicas de simulacao estudadas esta o Metodo dos Elementos Discretos (MED). O MED e um metodo de simulacao numerica do movimento de um grande numero de particulas dentro de um sistema fixo ou movel variante no tempo. Foi desenvolvido por [3], sendo baseado em um esquema numerico explicito no qual a interacao das particulas e monitorada individualmente. Em cada contato o sistema e modelado usando as leis do movimento, representando o meio como um conjunto de particulas independentes, interagindo umas com as outras, reproduzindo explicitamente a natureza discreta de um meio granular [7], [8]. Foi implementado no software livre Yade, um codigo que realiza a simulacao do escoamento de graos de soja com fluxo de descarga continuo. Foi adotada uma geometria similar a de [6] de um secador de fluxo misto equipado com dispositivos de descarga conforme a Figura 1. Para a simulacao foram utilizadas particulas esfericas, cuja suas propriedades podem ser observadas na Tabela 1 e o modelo de contato utilizado foi o linear [...]