Navegação por Revista "Energy and Power Engineering"

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  • IPEN-DOC 23159

    CONTI, THADEU das N. ; CABRAL, EDUARDO L.L.; SABUNDJIAN, GAIANE . Application of the hierarchical functions expansion method for the solution of the two dimensional navier-stokes equations for compressible fluids in high velocity. Energy and Power Engineering, v. 9, n. 2, 2017. DOI: 10.4236/epe.2017.92007

    Abstract: This work presents a new application for the Hierarchical Function Expansion Method for the solution of the Navier-Stokes equations for compressible fluids in two dimensions and in high velocity. This method is based on the finite elements method using the Petrov-Galerkin formulation, know as SUPG (Streamline Upwind Petrov-Galerkin), applied with the expansion of the variables into hierarchical functions. To test and validate the numerical method proposed as well as the computational program developed simulations are performed for some cases whose theoretical solutions are known. These cases are the following: continuity test, stability and convergence test, temperature step problem, and several oblique shocks. The objective of the last cases is basically to verify the capture of the shock wave by the method developed. The results obtained in the simulations with the proposed method were good both qualitatively and quantitatively when compared with the theoretical solutions. This allows concluding that the objectives of this work are reached.

    Palavras-Chave: compressible flow; computer codes; computerized simulation; finite element method; galerkin-petrov method; navier-stokes equations; two-dimensional calculations; velocity

  • IPEN-DOC 24784

    SABUNDJIAN, GAIANE ; CONTI, THADEU das N. ; CABRAL, EDUARDO L.L. . Hierarchical expansion method in the solution of the Navier-Stokes Equations for incompressible fluids in laminar two-dimensional flow. Energy and Power Engineering, v. 10, n. 1, p. 1-9, 2018. DOI: 10.4236/epe.2018.101001

    Abstract: Among the several methods used to solve the Navier-Stokes equations Hierarchical Expansion Method has demonstrated satisfactory results. This work aimed to apply the expansion of the variables in hierarchical functions for the solution of the Navier-Stokes equations for incompressible fluids in two dimensions in laminar flow. This method is based on the finite element method. The expansion functions in this study were based on Legendre polynomials, adjusted in the rectangular elements in such a way that corner, side and area functions were defined. The order of the expansion functions associated with the sides and with the area of the elements is adjusted to the necessary or desired degree. This method is denominated by Hierarchical Expansion Method. In order to validate the proposed numeric method three well-known problems of the literature in two dimensions were analyzed; however, for this paper only one problem was presented. The results demonstrated that method was able to provide precise results. From the results obtained in this paper it is possible to conclude that the hierarchical expansion method can be effective for the solution of fluid dynamic problems that involve incompressible fluids.

    Palavras-Chave: incompressible flow; laminar flow; navier-stokes equations; legendre polynomials; finite element method; galerkin-petrov method

  • IPEN-DOC 25933

    OLIVEIRA, PATRICIA da S.P. de ; ANDREA, VINICIUS ; SANTIAGO, ELISABETE I. ; LOPES, THIAGO ; ANDRADE, DELVONEI A. de ; LINARDI, MARCELO . A reliability-based strategy for the analysis of single proton exchange membrane fuel cells. Energy and Power Engineering, v. 11, n. 8, p. 303-319, 2019. DOI: 10.4236/epe.2019.118019

    Abstract: The development of power conversion systems based on fuel cells has been demanding reliability studies since the requirements associated with cost and durability of these technological products have become fundamental to their acceptance by the energy market. The experimental part of the reliability study presented in this work consisted of performing life tests with single proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). The proposed reliability analysis methodology covered the application of qualitative and quantitative techniques. In the qualitative approach, a Failure Mode and Effect Analysis was developed in order to identify and evaluate all potential failures associated with the operation of fuel cells. In the quantitative approach, a statistical analysis was applied to the sample data generated in long-term steady-state tests of these devices. A two-parameter exponential distribution was fitted to data and the maximum likelihood estimate for the mean time to failure (MTTF) of the fuel cells was calculated. It is important to point out that the tests performed under the scope of this study were the first long-term experiments performed with the fuel cells produced in the laboratories of IPEN-CNEN/SP, Brazil. Although the results indicated that fuel cell performance and durability were still at a level below the targets normally established for similar commercial devices, the improvement of the main components of PEMFCs has been the objective of several projects developed at the institute. Thus, the main benefit brought by this study is the proposed methodology, which can be implemented as part of a reliability growth analysis of the fuel cells and can be integrated into the design process of these devices.

    Palavras-Chave: fuel cells; reliability; durability; lifetime; energy; failures; hydrogen; brazilian cnen

  • IPEN-DOC 26687

    BELLONI, MARCIO ; CONTI, THADEU das N. . The connection of solar generators to the electricity distribution network as a means of mitigating environmental impacts by dispensing the banks of accumulators. Energy and Power Engineering, v. 11, n. 12, p. 392-397, 2019. DOI: 10.4236/epe.2019.1112026

    Abstract: Solar generators are known worldwide as a means of generating clean electricity. However, the existence of battery banks causes alarm in the community by the existence of materials that degrade the environment by discarding them outside the norm. With the publication of Regulatory Standards 482/12 and 687/15, solar generators can be connected to the distribution grid, which serves as a means of accumulating the generated energy. The new changes were seen as an economic possibility, but there are more benefits. This has proved very important to make solar generation greener because it no longer needs large battery banks. This has also been shown to significantly lower the final value of the solar generator, bringing economic benefits. This paper aims to analyze the economic and environmental benefits of battery bank distribution in solar generation.

    Palavras-Chave: renewable energy sources; solar energy; electric generators; power generation; electricity; battery chargers; environmental impacts; renewable resources; economic impact; standardization

  • IPEN-DOC 20279

    OLIVEIRA, FABIO B.V. de ; IMAKUMA, KENGO ; ANDRADE, DELVONEI A. de . The future role of the nuclear energy in Brazil in a transition energy scenario. Energy and Power Engineering, v. 6, n. 13, p. 496-506, 2014. DOI: 10.4236/epe.2014.613043

    Palavras-Chave: brazil; nuclear energy; uranium; renewable energy sources; cost; economics

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.