Navegação IPEN por assunto "numerical analysis"

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  • IPEN-DOC 16624

    ROBALINHO, ERIC; CUNHA, EDGAR F. da ; AHMED, ZAKARYA; CEKINSKI, EFRAIM; LINARDI, MARCELO . Advances in PEM fuel cells with CFD techniques. In: INTERNATIONAL WORKSHOP ON HYDROGEN AND FUEL CELLS, 5th, October 26-29, 2010, Campinas, SP. Proceedings... 2010.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; simulation; fluids; numerical analysis; dynamics

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  • IPEN-DOC 29248

    GALIA, MARCUS V.C. . Análise e impacto das matrizes de covariância de dados nucleares com efeitos de auto blindagem em parâmetros integrais de reatores nucleares / Analysis and impact of nuclear data covariance matrices with self shielding effects on integral parameters of nuclear reactors . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Adimir dos Santos. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-05122022-133837

    Abstract: Uma abordagem numérica foi proposta para tratar os efeitos auto-blindagem nas matrizes de covariância no formalismo de multigrupo de reatores térmicos com combustíveis de urânio ligeiramente enriquecido. O código NJOY foi amplamente utilizado para reconstruir e efetuar o alargamento Doppler das seções de choque na região de ressonância resolvida e transformar esses dados pontuais em seções de choque de multigrupo. O fluxo de ponderação foi obtido com o modulo ROLAIDS do sistema AMPX-II. O procedimento emprega apenas as seções de choque linearizadas do NJOY e o fluxo de ponderação do ROLAIDS. As análises restringiram-se aos dados nucleares 238U, que é o nuclídeo mais importante na região de energia de ressonância resolvida. O formalismo de Reich Moore é empregado em todo o método desenvolvido. O procedimento considera os efeitos diretos e indiretos dos dados nucleares sobre a matriz de covariância no formalismo de multigrupos, e os efeitos de auto-blindagem são levados em consideração de forma simples. Os resultados para a dependência da temperatura também são considerados e fornecidos. Mostraram-se que os efeitos de auto-blindagem são possíveis de serem considerados e eles têm uma influência importante sobre a matriz de covariância de multigrupo. Considerou-se como verificação independente resultados do MCNP5 na modelagem do reator IPEN/MB-01. A concordância dos resultados do método proposto e o MCNP5 foram excelentes. O modulo ERRORR do sistema NJOY emprega o modelo Breit-Wigner a 0K para descrever as ressonâncias e para obter as derivadas das seções de choque nas ressonâncias em relação aos parâmetros de ressonância. Além disso, verificou-se que o modelo ERRORR considera apenas o efeito direto e não leva em consideração o efeito indireto da função de ponderação na matriz de covariância multigrupo. Ambas essas suposições induzem discordâncias severas na matriz de covariância de multigrupo gerada pelo ERRORR quando comparadas aos valores obtidos neste trabalho.

    Palavras-Chave: errors; cascade impactors; data covariances; numerical analysis; self-shielding; reactor lattice parameters

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  • IPEN-DOC 21621

    SAKAI, CAIO de C. ; ANDRADE, DELVONEI A. de . Capacitação e desenvolvimento de geometrias utilizando modelador sólido para análise numérica em mecânica dos fluidos computacional aplicado a reatores nucleares. In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 17.; PROGRAMA DE BOLSAS E INICIAÇÃO CIENTÍFICA CNEN, 8.; PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO E INOVAÇÃO, 1., 17-18 de novembro, 2011, São Paulo, SP. Resumo expandido... 2011. p. 117-118.

    Palavras-Chave: education; numerical analysis; fluid mechanics; reactors; design

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  • IPEN-DOC 26394

    SCURO, N.L. ; UMBEHAUN, P.E. ; ANGELO, E.; ANGELO, G. ; ANDRADE, D.A. . A CFD analysis of blockage length on a partially blocked fuel rod. Brazilian Journal of Radiation Sciences, v. 7, n. 2B, p. 1-20, 2019. DOI: 10.15392/bjrs.v7i2B.437

    Abstract: After a loss of coolant accident (LOCA), fuel rods may balloon. The swelling can partially block the flow channel, affecting the coolability during reflood phase. In order to analyze the influence of blockage length, using a radial block-age of 90%, varying just the blockage length, many steady state numerical simulations has been done using Ansys-CFX code to verify thermal-hydraulic properties according to different forced cooled conditions. Temperature peaks are observed on cladding, followed by a temperature drop. A 5x5 fuel assembly, with 9 centered ballooned fuel rod, flow redistribution inside channels can also be captured, indicating an overheating zone. Therefore, this study conclude, for the same boundary conditions, the longer the blockage length originated after LOCA events, the higher are the clad temperatures, indicating the possibility of overheat during transient conditions on reflood.

    Palavras-Chave: boundary conditions; computerized simulation; flow blockage; fluid mechanics; fuel rods; heat transfer; loss of coolant; numerical analysis; steady-state conditions; turbulence

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  • IPEN-DOC 24581

    SCURO, N.L. ; ANGELO, G. ; ANGELO, E.; ANDRADE, D.A. . CFD analysis of blockage length on a partially blocked fuel rod. In: 60 YEARS OF IEA-R1: INTERNATIONAL WORKSHOP ON UTILIZATION OF RESEARCH REACTORS, November 28 - December 01, 2017, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, 2017. p. 60-61.

    Abstract: In LOCA accidents, fuel rods may balloon by the increasing of pressure difference between fuel rod and core vessel. With the balloon effect, the swelling can partially block the flow channel, affecting the coolability during reflood phase. In order to analyze the influence of blockage length after LOCA events, many numerical simulations using Ansys-CFX code have been done in steady state condition, characterizing the final phase of reflood. Peaks of temperature are observed in the middle of the fuel rod, followed by a temperature drop. This effect is justified by the increasing of heat transfer coefficient, originated from the high turbulence effects. Therefore, this paper considers a radial blockage of 90%, varying just the blockage length. This study observed that, for the same boundary conditions, the longer the blockage length originated after LOCA events, the higher are the central temperatures in the fuel rod.

    Palavras-Chave: boundary conditions; computerized simulation; flow blockage; fluid mechanics; fuel rods; heat transfer; loss of coolant; numerical analysis; steady-state conditions; turbulence

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  • IPEN-DOC 24030

    SCURO, NIKOLAS L. ; ANGELO, GABRIEL; ANGELO, EDVALDO; ANDRADE, DELVONEI A. de . CFD analysis of blockage length on a partially blocked fuel rod. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 22-27, 2017, Belo Horizonte, MG. Proceedings... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2017.

    Abstract: In LOCA accidents, fuel rods may balloon by the increasing of pressure difference between fuel rod and core vessel. With the balloon effect, the swelling can partially block the flow channel, affecting the coolability during reflood phase. In order to analyze the influence of blockage length after LOCA events, many numerical simulations using Ansys-CFX code have been done in steady state condition, characterizing the final phase of reflood. Peaks of temperature are observed in the middle of the fuel rod, followed by a temperature drop. This effect is justified by the increasing of heat transfer coefficient, originated from the high turbulence effects. Therefore, this paper considers a radial blockage of 90%, varying just the blockage length. This study observed that, for the same boundary conditions, the longer the blockage length originated after LOCA events, the higher are the central temperatures in the fuel rod.

    Palavras-Chave: boundary conditions; computerized simulation; flow blockage; fluid mechanics; fuel rods; heat transfer; loss of coolant; numerical analysis; steady-state conditions; turbulence

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  • IPEN-DOC 24790

    SCURO, N.L. ; ANGELO, E.; ANGELO, G. ; ANDRADE, D.A. . A CFD analysis of the flow dynamics of a directly-operated safety relief valve. Nuclear Engineering and Design, v. 328, p. 321-332, 2018. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2018.01.024

    Abstract: A three-dimensional numerical study on steady state was designed for a safety relief valve using several openings and inlet pressures. The ANSYS-CFX (R) commercial code was used as a CFD tool to obtain several properties using dry saturated steam revised by IAPWS-IF97. Mass flow and discharge coefficient calculated from simulations are compared to the ASME 2011a Section 1 standard. The model presented constant behavior for opening lifts smaller than 12mm and is very reasonable when compared to the standard (ASME). In addition, the conventional procedure to design normal disc force assumes that all the fluid mechanical energy was converted into work; however, the CFD simulations showed that average normal disc force is about 19% lower than theoretical ASME force, which could prevent the valve oversizing. A numerical validation was conducted for a transonic air flow through a converging-diverging diffuser geometry to verify the solver's ability to capture the position and intensity of a shockwave: the results showed good agreement with the benchmark experiments.

    Palavras-Chave: air flow; numerical analysis; relief valves; safety; shock waves; simulation; three-dimensional calculations; three-dimensional lattices

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  • IPEN-DOC 13974

    ROBALINHO, ERIC; CUNHA, EDGAR F. ; ANDRADE, ALEXANDRE B.; BEJARANO, MARTHA L.M.; LINARDI, MARCELO ; CEKINSKI, EFRAIM. COMSOL modeling and simulation of PEM fuel cells flow channels. In: PROCEEDINGS OF THE CONSOL CONFERENCE 2007, March 14, 2007, Boston, USA. Proceedings... 2007.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; hydrogen fuel cells; computerized simulation; fluid mechanics; numerical analysis

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  • IPEN-DOC 09353

    BAPTISTA FILHO, B.D. ; MACEDO, L.A. . Controle de sistemas passivos em circulacao natural por meio de linhas de desvio. Revista Brasileira de Pesquisa e Desenvolvimento, v. 4, n. 2, p. 150-155, 2002.

    Palavras-Chave: natural convection; bypasses; eccs; temperature control; numerical analysis; reactors

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  • IPEN-DOC 08710

    BAPTISTA FILHO, B.D. ; MACEDO, L.A. . Controle de sistemas passivos em circulacao natural por meio de linhas de desvio. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE; NATIONAL MEETING OF REACTOR PHYSICS AND THERMAL HYDRAULICS, 13th, Aug. 11-16, 2002, Rio de Janeiro, RJ. Proceedings... Rio de Janeiro: ABEN, 2002, 2002.

    Palavras-Chave: natural convection; bypasses; eccs; temperature control; numerical analysis; reactors

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  • IPEN-DOC 13885

    ROBALINHO, ERIC . Desenvolvimento de um modelo numerico computacional aplicado a uma celula a combustivel unitaria de 144 CMsup(2) tipo PEM / Development of a computational model applied to a unitary 144 cm2 proton exchange membrane fuel cell . 2009. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 168 p. Orientador: Marcelo Linardi. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-21082009-144637

    Abstract: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo numérico computacional e respectiva metodologia para estudo e projeto de células a combustível a membrana polimérica trocadora de prótons PEM. Para a validação dos resultados experimentais, descreveu-se uma seqüência de rotinas de programação, adequadas ao ajuste dos dados obtidos em laboratório. Com relação à implementação computacional criou-se uma estratégia inovadora de acoplamento com dois modelos tridimensionais, de forma a satisfazer as exigências do modelo completo de célula a combustível, comportando suas diversas geometrias e materiais, assim como os diversos processos físicoquímicos simulados. Com a finalidade de avaliação eficaz da analogia da célula real com o modelo numérico, foram realizados estudos numéricos, comparações com valores obtidos na literatura, caracterização de variáveis por meio de experimentos laboratoriais e estimativas com base em modelos já estudados na literatura. Para a parte experimental, um protótipo de célula a combustível unitária de 144 cm2 de área geométrica foi projetado, produzido e operado em bancada com a finalidade de validação do modelo numérico computacional proposto, apresentando resultados positivos. Os resultados das simulações para as geometrias 2D e 3D propostas são apresentados em forma de curvas de polarização, destacando o modelo de camada catalítica baseado na geometria de aglomerados. Estudos paramétricos e de sensibilidade são apresentados como ilustração da variação do desempenho da célula a combustível estudada. O modelo final é robusto e útil como ferramenta de projeto e otimização de células tipo PEM em uma ampla faixa de condições de operação.

    Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; membranes; numerical analysis; computerized simulation; experimental data; navier-stokes equations; fluid mechanics

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  • IPEN-DOC 06324

    TORRES, W.M. ; BAPTISTA FILHO, B.D. ; TING, D.K.S. ; MARTINS, M.O. . Distribuicao de temperaturas em placas aquecidas eletricamente e resfriadas por aspersao. In: 7th BRAZILIAN CONGRESS OF ENGINEERING AND THERMAL SCIENCES, November 3-6, 1998, Rio de Janeiro, RJ. 1998. p. 1225-1230.

    Palavras-Chave: iear-1 reactor; loss of coolant; core spray systems; after-heat; fuel plates; numerical analysis; temperature distribution; temperature gradients; temperature range 0273-0400 k; temperature range 0400-1000 k

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  • IPEN-DOC 14803

    FAVALLI, RENATA; ROBALINHO, ERIC; MAIA, JOEL; GRECO, RENATO; DAHER, JORGE. Electrostatic precipitators (ESPs) simulated with fluent. In: 2008 ESSS SOUTH AMERICAN ANSYS USERS CONFERENCE, October 14-17, 2008, Rio de Janeiro, RJ. Proceedings... 2008.

    Palavras-Chave: electrostatic precipitators; environmental quality; computerized simulation; numerical analysis; f codes

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  • IPEN-DOC 26224

    BURGOS, MANUEL R.; AOKI, PEDRO E. . Evaluating a primary wastewater treatment plant, numerical analysis of experimental data. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 21-25, 2019, Santos, SP. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2019. p. 1593-1599.

    Abstract: The plant under study is processing the wastewater of the eastern part of Montevideo city, capital of Uruguay, its population is approximately one million people, its maximum capacity is 3 m3/s. The goal of the experiment was to determine the mean residence time, MRT, of the wastewater in the decanting tanks. The plant has four of these tanks of approximately 500 m3 each. The output of this system of decanting tanks is pumped to a 2.300 m length pipe into the River Plate. At the plant input a set of mechanical filters is used and after it the material is pumped to a central 25 m length distributor, where the entrances of the decanting tanks are placed. For evaluating the whole system, it was used about 740 MBq (20 mCi) of 131I in 10 ml as an input pulse. The analysis was performed in two steps. Initially the distributor was studied, a transfer function from the main input to the entrance of each tank was determined. In the second step, the goal of the plant evaluation, the MRT of each tank was analyzed. Considering the non-impulsive shape of the input function of the decanting tanks, a numerical deconvolution software of the output-input of each tank was developed ab initio. Deconvolution results of various sequences as: main input to the distributor system-decanting tanks entrances-output were compared with meaningful conclusions.

    Palavras-Chave: decantation; dispersions; experimental data; iodine 131; laminar flow; numerical analysis; residence half-time; tanks; tracer techniques; waste processing plants; waste water

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  • IPEN-DOC 26753

    PANESI, RICARDO ; BERUSKI, OTAVIO ; KORKISCHKO, IVAN ; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; SANTIAGO, ELISABETE . Modeling and parametric analysis of PEM fuel cells using computational fluid dynamics. In: INTERNATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING, 25th, October 20-25, 2019, Uberlândia, MG. Proceedings... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas, 2019.

    Abstract: This paper presents a parametric investigation of PEMFC electrochemical models employing computational fluid dynamics (CFD) technique and aims to determine the relative importance of each parameter on the modeling results. A compatible and systematic mathematical model is developed in order to study the effect of these parameters. The model is applied to an isothermal, steady state an single phase to observe the main results by a polarization curve. The results compare well with the experimental polarization data obtained at 80 ºC for ohmic and activation regions. The best match with the experimental data is obtained when the specific active surface area of the catalyst layer is 700 cm2/mg and electrolyte conductivity of 8 S/m.

    Palavras-Chave: computerized simulation; fluid mechanics; proton exchange membrane fuel cells; fuel cells; numerical analysis; simulation

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  • IPEN-DOC 25562

    KORKISCHKO, IVAN ; SANTIAGO, ELISABETE I. ; CARMO, BRUNO S.; FONSECA, FABIO C. . Modeling, simulation and shape optimization of a proton exchange membrane fuel cell using computational fluid dynamics. In: WORLD HYDROGEN ENERGY CONFERENCE, 22nd, 17-22 de junho, 2018, Rio de Janeiro, RJ. Abstract... 2018.

    Abstract: This paper presents the modeling, simulation and optimization of a single channel proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) using computational fluid dynamics methods. The shape optimization of the cross section of the flow channels was employed to improve the electrical performance of the fuel cell. The minimization of the standard deviation of the current density on the longitudinal mid-plane of the membrane was the objective function of the single-objective optimization problem, the upper and lower widths of the flow channels were the control variables and a cross-section area restriction was imposed. The optimized flow-channel PEMFC presented improved electrical performance, with higher current and power densities and a more uniform current density distribution than the rectangular flow channel. It is also expected that a more uniform current distribution improves the durability and water management of the fuel cell.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; numerical analysis; shape; power density; computerized simulation; fuel cells; simulation

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  • IPEN-DOC 19663

    REIS JUNIOR, JOSE S.B.; BARROSO, ANTONIO C.O. ; MENEZES, MARIO O. . New insights on modeling news dissemination on nuclear issues. Progress in Nuclear Energy, v. 69, p. 35-43, 2013.

    Palavras-Chave: computer calculations; computerized simulation; emergency plans; energy models; hypothetical accidents; numerical analysis; reactor accident simulation; reactor accidents; reactor safety

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  • IPEN-DOC 28251

    PEREIRA, L.S. ; MATTAR NETO, M. ; MIRANDA, C.A.J. ; LIMA, J.R. ; FALOPPA, A.A. ; ANDRADE, A.H.P. de ; CASTAGNET, M. ; LOBO, R.M. . Numerical analysis of the small punch test for different theoretical materials. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, November 29 - December 2, 2021, Online. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2021.

    Palavras-Chave: numerical analysis; computerized simulation; strains; irradiation; finite difference method; friction; materials testing; boundary conditions; mechanical properties; stresses

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  • IPEN-DOC 21683

    RIBEIRO, MARCELO L.; ANGELICO, RICARDO A.; MEDEIROS, RICARDO de; MARINUCCI, GERSON ; TITA, VOLNEI. Numerical and experimental analyses of low velocity impact on thin composite. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOLID MECHANICS, April 18-19, 2013, Porto Alegre, RS. Proceedings... 2013.

    Palavras-Chave: numerical analysis; experimental data; composite materials; finite element method; impact tests; velocity; behavior

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  • IPEN-DOC 26673

    MANTECON, JAVIER G.; MATTAR NETO, MIGUEL . Numerical investigation on the effects of geometric deviations and materials properties on flow-induced deflections of fuel plates. Annals of Nuclear Energy, v. 140, p. 1-10, 2020. DOI: 10.1016/j.anucene.2019.107118

    Abstract: This work describes multiphysics analyses conducted to investigate the effect of geometric deviations and materials properties on flow-induced deflections of fuel plates. The analyzed configuration consists of two fuel plates and each one of them is bounded by two fluid channels. The fluid-dynamic forces acting on the plates are calculated using a Computational Fluid Dynamics model and the structural response is determined by means of a Finite Element Analysis model. Both models are coupled using the two-way fluid-structure interaction approach. The results show that manufacturing deviations from the nominal conditions and the increment of the system temperature lead to reduce the critical fluid velocity of the assembly.

    Palavras-Chave: fuel plates; geometry; mathematical models; fuel elements; research reactors; numerical analysis; physical properties

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Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

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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.


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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.

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