Modelagem e Simulação

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Modelagem e Simulação
Introdução a Engenharia
Engenharia Elétrica 
- Gabriel Ortéga
- Jordan Pivato
- Natalia Elize
- Romanti-Ezer
- Thainara Maria
Modelagem
É muito arriscado, além 
de difícil, e as vezes até 
impossível, a solução 
direta de muitos 
problemas, dando-lhes 
imediatamente um 
corpo para, em seguida, 
coloca-los em 
operação. 
O que é Modelar ?
Mesmo para produtos mais simples, como uma tesoura, um galpão 
rural ou uma campainha elétrica, há necessidade de algum tipo de 
planejamento.
significa representar 
o sistema físico real 
(SFR), ou parte dele, 
em forma física ou 
simbólica, para 
predizer ou 
descrever o seu 
comportamento.
- Modelar 
é o ato de modelar, ou 
seja, é a atividade de 
construir o modelo 
para representar o 
SFR.
- Modelagem 
Classificação dos Modelos
Tipos de Modelos
Icônico
Diagramático
Matemático
Representação Gráfica
Os modelos podem ser classificados basicamente em quatro tipos.
Modelo Icônico
É aquele que representa, de forma mais fiel possível, o SFR.
Podem ser bi ou tridimensionais, confeccionados em tamanho 
natural (escala 1:1) ou em escala ampliada ou reduzida.
Bidimensionais
- Mapas
- Plantas
- Fotografias
Tridimensionais
- Maquetes
- Estátuas
Modelo Diagramático
É um conjunto de linhas e símbolos que representam a estrutura ou o 
comportamento do SFR. Uma característica típica desta forma de 
representação é a pouca semelhança física entre o modelo e o seu 
equivalente real.
Modelo Matemático
É uma idealização, onde são usadas técnicas de construção lógica, não 
necessariamente naturais e, certamente, não completas. Por ser uma 
representação, os resultados não apresentam garantia de precisão, 
devendo-se proceder constantes verificações.
Deve-se ter em mente que os 
SFRs são em geral 
complexos e que, criando um 
modelo matemático, 
simplifica-se o sistema 
podendo analisá-lo com mais 
facilidade. “Entender um 
fenômeno significa associá-lo 
a números”
Representação Gráfica
Este tipo de representação constitui um útil auxílio à visualização, 
comunicação e previsão de projetos. 
Valor dos Modelos (importância)
Os modelos são utilizados na engenharia porque:
a) é muito dispendioso e nada prático construir todas as 
alternativas possíveis do SFR até se encontrar uma 
solução satisfatória
b) o processo direto de construção de alguns sistemas, 
além de impraticável, pode ser destrutivo e perigoso. 
Vidas humanas podem correr riscos se exaustivos testes 
com modelos não comprovarem a segurança do que se 
pretende construir
c) a precisão do processo pode ser aumentada através do 
aprimoramento do modelo pois, como o problema está 
simplificado, tem-se condições de exercer um controle 
maior sobre o seu comportamento (menos variáveis para 
serem controladas)
d) é possível, em menor espaço de tempo, 
fazer um exame da situação de muitas 
variáveis, determinando seus efeitos no 
desempenho do SFR
e) com as ferramentas computacionais hoje 
disponíveis, diversas combinações de 
variáveis podem ser analisadas mais rápida e 
economicamente
Modelo e o Sistema Físico Real
A análise completa ou a solução perfeita de um problema, que exige levar-se em 
consideração todos os fatores e efeitos concebíveis, é praticamente impossível. 
Ninguém pode conhecer todos os fatores relevantes ou prever todos os seus 
efeitos possíveis, como também, muitos desses fatores por serem pouco 
significativos, tem pouco influência e assim podem ser desprezados.
Algumas hipóteses simplificativas admitidas em tal caso são:
- A carga F é Pontual
- O material da viga é homogêneo
- A carga F é aplicada lentamente desde zero até o seu valor integral
- O apoio da viga é um engaste perfeito
- O Peso Próprio da viga é desprezado
Validade das Hipóteses Simplificativas
Após estabelecidas hipóteses simplificativas para a solução de um problema, surge 
a necessidade de sua verificação, especialmente através da experimentação. A 
verificação é mesmo imprescindível, pois não se pode utilizar um modelo sem 
saber da sua precisão na representação do SFR.
Para que se utilizam os modelos
Os engenheiros utilizam modelos para:
a) Pensar (refletir, visualizar)
b) Comunicar
c) Prever
d) Controlar
e) Ensinar e Treinar
Simulação
A simulação é uma técnica utilizada pelos engenheiros para estudar o 
comportamento e reações de um determinado sistema por meio de 
modelos, que imitam na totalidade ou em parte as propriedades e 
comportamentos deste sistema em uma escala menor, permitindo assim 
sua manipulação e estudo detalhado. 
Simular é submeter a modelos a ensaio ,sob diversas condições, para observar 
como eles comportam. Dessa forma avaliamos a resposta que deve ser esperada no 
SFR.
A simulação pode envolver protótipo, primeiro exemplar de um produto construído 
para teste ou modelo submetido a ambiente físicos reais 
O que é Simular ?
Tipos de Simulação
Icônica Analógica Matemática
De uma forma geral podemos classificar a simulação, como recurso 
utilizado na engenharia, em três tipos:
Simulação Icônica
É aquele que estudo o sistema físico real através de uma aproximação 
geométrica, como um protótipo em escala real ou, como é mais comum, em 
escala reduzida. Normalmente testado em condições controladas, de forma 
que seus resultados possam ser usados para avaliações tanto quantitativas 
quanto qualitativas.
Simulação Analógica
É quando se pode tirar conclusões sobre algo desconhecido ou muito 
complexo através de sua comparação com algo mais simples ou mais 
tangível. Este método é bastante utilizado em sistemas eletroeletrônicos, 
onde grandezas de difícil visualização espacial como uma resistência 
elétrica podem ser ilustradas como uma mola mecânica.
Simulação Matemática
É aquela que usa conhecimentos básicos de matemática e física para 
modelar fenômenos e prever resultados. Esse método é o que o 
engenheiro normalmente usa naturalmente, eventualmente sem perceber, 
quando dimensiona um motor que
movimentará uma esteira, um 
pistão que empurrará uma peça 
em uma linha de montagem ou 
uma bomba hidráulica para 
succionar água de um poço 
artesiano.
O Computador na Engenharia
Tal como nas restantes atividades científicas e tecnológicas, os computadores e 
os programas informáticos desempenham um papel cada vez mais importante 
na engenharia.
Aplicações (CAD), (CAE) e (CAM)