Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseEsbel.pdf: 1480858 bytes, checksum: c16438606b97781ccf3a3353c4d9f319 (MD5) Previous issue date: 2010-02-28 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / The study of the mechanisms that set off allergic reactions is being a subject of great scientific interest. Anaphylaxis, severe systemic allergic reaction, occupies a prominence place in researches. Different laboratory experiments, in vivo as well as in vitro, and also different mathematical models based on experimental results, tries to investigate if mast cells takes part in those mechanisms or not. However, the obtained results are inconclusive, dividing the scientific community in two groups: one considering that mast cells have a prime role in releasing histamine, and another one which considers that histamine is not the determinative neurotransmitter in the anaphylactic reaction. Previous works proposed differential models to simulate processes related to anaphylactic reactions in the cellular scale for the cell membrane potential generation mechanism. More recently, it has been proposed a probabilistic model, in the tissue scale, to simulate an in vitro antigen response. In the organism level scale, multi-compartimental models have been proposed for the kinetics of histamine in the blood. Nevertheless, no work, until now, has proposed the construction of a model that is able to describe the processes that participate in the mechanism of anaphylactic reaction in different scales. In this work, a model is proposed that integrates the cellular and the tissue scales, allowing to model in vitro experiments, being capable to be extended to the organism scale by the inclusion of the blood flow to model in vivo experiments. The proposed model couples the electric response in the cellular level with the reaction-diffusion of histamine and antigens in the tissue, considering the reaction mechanism mediated by the mast cells. To integrate these two scales, it is proposed here a constitutive relation based on experimental results for the mechanical response (tissue contraction) to electric stimulus. This model allows to design experiments specifically related to the anaphylaxis reaction, indicating the parameters that should be estimated. With this model, numerical simulations have been performed for a wide variation range of the parameters to identify the different domains of the model. A dimensionless parameter based analysis is presented for the obtained results. / O estudo dos mecanismos que desencadeiam as reações alérgicas é um tema de grande interesse científico na atualidade. A anafilaxia, reação alérgica sistêmica severa, tem ocupado um lugar de destaque nas pesquisas. Diferentes experimentos em laboratório, tanto in vivo quanto in vitro, assim como diferentes modelos matemáticos baseados nos resultados experimentais, têm procurado investigar a participação ou não dos mastócitos nesse mecanismo. No entanto, os resultados obtidos não são conclusivos, dividindo a comunidade científica em dois grupos: os que consideram determinante o papel dos mastócitos responsáveis pela liberação de histamina e os que consideram que a histamina não é o neurotransmissor determinante na reação anafilática. Trabalhos anteriores propuseram modelos diferenciais para simular processos relacionados com a reação anafilática na escala celular para o mecanismo de geração de potencial na membrana das células. Mais recentemente foi proposto, a nível de tecido, um modelo probabilístico para simular a resposta in vitro a antígenos. A nível de organismo têm sido propostos modelos de multi compartimentos para a cinética da histamina no fluido sanguíneo. Contudo, nenhum trabalho até o momento abordou a construção de um modelo capaz de descrever os processos que participam no mecanismo de reação anafilática nas diversas escalas. Neste trabalho propomos um modelo que integra as escalas celular e do tecido, que permite modelar experimentos in vitro, e que pode ser estendido para escala do organismo incluindo o fluxo sanguíneo para modelar experimentos in vivo. O modelo proposto integra o mecanismo de resposta elétrica a nível celular com o processo de reação-difusão da histamina e dos antígenos no tecido, considerando o mecanismo de reação mediado por mastócitos. Para integrar as duas escalas propomos uma relação constitutiva baseada em resultados experimentais da resposta mecânica (contração do tecido) a estímulos elétricos. Este modelo permite o desenho de novos experimentos especificamente direcionados ao estudo da reação anafilática, indicando os parâmetros a serem estimados. Utilizando-se o modelo proposto, foram realizadas simulações numéricas para uma ampla faixa de variação dos parâmetros visando identificar domínios com diferentes comportamentos do modelo. Uma análise dos resultados obtidos baseada em parâmetros adimensionais é apresentada.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iury.pdf: 2129454 bytes, checksum: 6a7aff5ca085814119b9518b0aab9bef (MD5) Previous issue date: 2010-08-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / This work aims at developing computational models capable of furnishing more realistic and less costly computationally for the problem of electrokinetic remediation of polluted clayey soils. Innovative results are obtained by improving the multiscale models previously developed by Lima and co-workers through the construction of perturbations of the local microscopic problems in conjuction with more realistic boundary conditions at the electrodes and with the development of precise estimates for the assymptotic behavior of the macroscopic solution. Considering the aliance of such techniques within the framework of the homogenization method of periodic structures we discretize the macroscopic model by the finite element method numerical simulations of an electroosmose experiment capable of predicting more realistic scenarios of electrokinetic remediation. / Este trabalho objetiva o desenvolvimento de modelos computacionais capazes de construir simulações numéricas mais realistas e menos custosas computacionalmente para o problema de descontaminação de solos argilosos por técnicas de eletrocinética. Resultados inovadores são obtidos aprimorando-se os modelos multi-escala desenvolvidos anteriormente por Lima e colaboradores via construção de soluções perturbativas dos problemas locais microscópicos aliada à condições de contorno mais realistas nos eletrodos e ao desenvolvimento de estimativas precisas para o comportamento assintótico da solução macroscópica. Por intermédio da conjunção destas técnicas imersas no contexto da teoria de homogeneização de estruturas periódicas discretizamos o modelo macroscópico pelo método dos elementos finitos e construimos simulações numéricas de um experimento de eletroosmose capazes de predizer cenários mais realistas em eletrorremediação de solos.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio Neto.pdf: 2082167 bytes, checksum: f56cf900db766b4f223ae0ad59348aa7 (MD5) Previous issue date: 2010-03-11 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / Large scale gene expression analysis has fundamental importance for understanding cellular function and gene regulation mechanics. It enables the measurement of expression levels of thousands of genes simultaneously, and makes possible a wider understanding of the biological system. Among the main experimental techniques available for this purpose, microarray technology has been widely used. The objective of this work was to determine the genes of Vibrio parahaemolyticus which have their expression induced or repressed in presence of amino-sugars N-acetylglucosamine (NAG). V. parahaemolyticus is a marine bacterium, commonly found in water and in association with marine organisms. NAG is one of the most abundant amino sugars in the marine environment. For this, V. parahaemolyticus RIMD2210633, was cultivated in two media as sources of energy. The first medium consists of maltose and NAG (control) and the second only by NAG (treatment). Bacterial culture was done under aerobic conditions and low agitation at 28°C. Two samples were drawn from the medium 24 hours after the experiment beginning in order to perform the extraction of mRNA and preparation of cDNA. Three replicas of the experiments were made. Mixtures of cDNA prepared from RNA extracted from each replicate were used in hybridizations in microarray slides containing a total of 4832 ORFS from the V. parahaemolyticus RIMD2210633 genome. Comparative analysis of gene expression of V. parahaemolyticus in two culture conditions resulted in detection of 59 genes with expression induced, 38 repressed genes, and 4245 without modified expression (increased or decreased) in presence of NAG. In total, 523 genes were excluded from this comparison because the hybridization was unsatisfactory. There was a gene ordination following the functional classification of the database TIGR-CMR and KEGG. The genes with induced expression mainly belong to classes of regulatory functions, energy metabolism, and transport proteins. PilA and Chemotaxis proteins were found, suggesting a role of NAG in the transformation. Repressed expression genes are mainly included in the functions of energy metabolism, cell address, and hypothetical proteins. This study demonstrated that NAG interfere in regulation of different cell processes, including the ability to capture DNA from the medium by V. parahaemolyticus. / A análise da expressão gênica em larga escala é de fundamental importância para a melhor compreensão do funcionamento celular e dos mecanismos de regulação gênica. Ela possibilita a medida dos níveis de expressão de milhares de genes simultaneamente, o que torna possível uma visão mais abrangente do sistema biológico. Dentre as principais técnicas experimentais disponíveis para esta finalidade, a tecnologia de microarranjo tem sido amplamente utilizada. O objetivo desta dissertação foi determinar os genes de V. parahaemolyticus que têm sua expressão induzida ou reprimida na presença do aminoaçúcar N-acetilglucosamina (NAG). V. parahaemolyticus é uma bactéria marinha, comumente encontrada na água e em associação com organismos marinhos. O NAG é um dos aminoaçúcares mais abundantes no meio marinho. Para isso, Vibro parahaemolyticus RIMD2210633, foi cultivada em dois meios como fontes de energia. O primeiro meio composto por maltose e NAG e o segundo apenas por NAG. O cultivo bacteriano foi feito em condições aeróbicas, sob baixa agitação, a 28°C. Foram retiradas duas amostras do cultivo no tempo de 24 horas após o início do experimento a fim de realizar a extração de mRNA e a preparação do cDNA. Os experimentos foram feitos em três replicas. As misturas de cDNA preparadas a partir do RNA extraído de cada réplica foram utilizadas em hibridizações em lâminas de microarranjo contendo um total de 4832 ORFS do genoma de V. parahaemolyticus RIMD2210633. A análise comparativa da expressão gênica de V. parahaemolyticus nas duas condições de cultivo resultou na detecção de 59 genes com expressão induzida, 38 genes reprimidos, e 4245 sem expressão modificada (aumentada ou diminuída) na presença de NAG. No total, 523 genes foram excluídos da comparação pois a hibridização não foi satisfatória. Ocorreu uma ordenação dos genes seguindo a classificação funcional do banco de dados TIGR-CMR e KEGG. Os genes com expressão induzida, pertencem principalmente às classes de funções regulatórias, metabolismo de energia, e proteínas de transporte. Foram também encontradas proteínas PilA e de quimiotaxia, sugerindo um papel da NAG na transformação. Já os genes de expressão reprimida compreendem principalmente as funções de metabolismo de energia, endereçamento celular, e proteínas hipotéticas. O presente estudo demonstrou que NAG interfere na regulação de diferentes processos celulales, incluindo a capacidade de captura de DNA do meio por V. parahaemolyticus.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert_MSc_JaquelineAngelo.pdf: 926474 bytes, checksum: da4b07a3aac6c41fe497e0351128bde1 (MD5) Previous issue date: 2008-07-24 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / This dissertation presents the BicriterionAnt, MACS and MONACO Ant Colony algorithms, available in literature, to solve the Multi-Objective Traveling Salesman Problem (MOTSP). The characteristics of the problem and of each algorithm used are presented. Those algorithms were tested in six bi-objective instances of MOTSP. Changes in the original algorithms were implemented to try to produce better results than the original ones. To validate the results and to measure the quality of the solutions, metrics of performance were used which help to identify the best non-dominated solution sets. / Esta dissertação apresenta os algoritmos BicriterionAnt, MACS e MONACO, disponíveis na literatura, baseados em colônia de formigas, para resolução do Problema do Caixeiro Viajante Multiobjetivo (PCVMO). São apresentadas as características do problema e de cada algoritmo utilizado. Estes algoritmos foram testados em seis instâncias bi-objetivo do PCVMO. Foram implementadas algumas alterações na estrutura original dos algoritmos na tentativa de produzir resultados melhores do que os algoritmos originais. Para a avaliação dos resultados e medição da qualidade das soluções, foram utilizadas métricas de desempenho que auxiliam na identificação dos melhores conjuntos de soluções não-dominadas.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese Eliane Coutinho.pdf: 2566919 bytes, checksum: 6cf0fc650b3992a20e2109fea4e81a82 (MD5) Previous issue date: 2009-11-28 / Pirarucu ( Arapaima gigas) has been one of the most important economic resources among all the fish species of the Brazilian Amazon for more than three centuries. The introduction of modern technologies of exploitation brought serious threats to the preservation of this species. Adequate management strategies have to be urgently introduced in order to prevent extinction. The aim of this work is to present a mathematical model for the pirarucu population dynamics considering the species peculiarities and the different fishing rates to supply subsides for its conservation. In order to differentiate its respective role in breeding, the population is divided into two groups: female and male. The parameters introduced in this paper are derived from limited but reliable field data collected at the Mamirauá Sustainable Development Reserve (MSDR) in the Brazilian Amazonian Region. Complementary parameters are estimated from biological considerations and commonsense. / O Pirarucu (Arapaima gigas ) tem sido dos mais importante recursos econômicos entre todas as espécies de peixe da Amazônia Brasileira por mais de três séculos. A introdução de tecnologias modernas de exploração trouxe graves ameaças à preservação desta espécie. Estratégias de manejos adequados devem ser urgentemente introduzidas, a fim de evitar extinção. O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo matemático para a dinâmica populacional do pirarucu considerando peculiaridades da espécie e as diferentes taxas de pesca de modo a fornecer subsídios para a sua conservação. A fim de diferenciar seus respectivos papéis na reprodução, a população está dividida em dois grupos: machos e fêmeas. Os parâmetros assumidos no presente trabalho são parcialmente derivados de dados de campo limitados, mas seguros da Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Mamirauá na região Amazônica Brasileira . Alguns outros parâmetros são estimados a partir de considerações biológicas.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-09-03T17:53:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Daniel_Yokoyama.pdf: 3080551 bytes, checksum: fb4afe8fd7691c5976810b6e1418b97f (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-09-03T17:54:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Daniel_Yokoyama.pdf: 3080551 bytes, checksum: fb4afe8fd7691c5976810b6e1418b97f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-03T17:54:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Daniel_Yokoyama.pdf: 3080551 bytes, checksum: fb4afe8fd7691c5976810b6e1418b97f (MD5) Previous issue date: 2015-06-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Confronted by the increase in demand for computing power to solve scientific applications, the need to purchase and maintain a computing infrastructure becomes a must and a hindrance to research institutions. In this backdrop, the technological race and the need to purchase equipment, the cloud computing paradigm focusing on scientific computing emerges as a tool to aid in the advancement of scientific works. The following text presents a private cloud platform focused on the creation and management of computational clusters for application in solving high-performance computing tasks, specifically highly parallelizable processes using MPI. In addition to the system description cluster computing clouds, the work presents a scheduling model of virtual machines based on the affinity of the applications running on the hosts. This allocation model aims to allow better use of the resources available to the platform, increasing the flow of tasks performed. / Mediante a crescente demanda por poder computacional para a resolução de aplicações científicas, a necessidade de aquisição e manutenção de uma infraestrutura computacional torna-se uma obrigação e um empecilho para as instituições de pesquisa. Perante este cenário, de corrida tecnológica e a necessidade de aquisição de equipamentos, o paradigma de computação em nuvem voltado para a computação científica surge como uma ferramenta para auxiliar no avanço dos trabalhos científicos. O texto a seguir apresenta uma plataforma de nuvem privada voltada à criação e gerência de clusters computacionais para a aplicação na resolução de tarefas de computação de alto desempenho, especificamente processos altamente paralelizáveis utilizando MPI . Além da descrição do sistema para clusters computacionais em nuvem, o trabalho segue para apresentar um modelo de escalonamento de máquinas virtuais baseado na afinidade das aplicações em execução nos hospedeiros. Este modelo de alocação busca permitir um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis à plataforma, aumentando a vazão de tarefas executadas.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-10-08T19:16:24Z No. of bitstreams: 1 Tese-BernardoMRocha-VersaoFinal.pdf: 9559661 bytes, checksum: f99fc5a4e89446aeaa9c99b15ddc33f4 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-10-08T19:16:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese-BernardoMRocha-VersaoFinal.pdf: 9559661 bytes, checksum: f99fc5a4e89446aeaa9c99b15ddc33f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-08T19:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese-BernardoMRocha-VersaoFinal.pdf: 9559661 bytes, checksum: f99fc5a4e89446aeaa9c99b15ddc33f4 (MD5) Previous issue date: 2014-10-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Computational modelling of the heart has been focus of a growing interest from the medical and scientific community due to its importance for the comprehension of several phenomena associated with the physiological behaviour of the heart under normal and pathological conditions, for the study of new treatment therapies and the development of new drugs. The phenomena of interest presents a great complexity due to its multiscale and multiphysics characteristics and requires the interaction of different mathematical models. The objective of the present work is the develop a computer model to describe the coupled electrical and mechanical activities of the heart. This model is then used to study and understand the effects of cardiac tissue deformation on electrophysiological parameters. The mathematical model developed here couples the effects of the electrical propagation on cardiac tissue to the mechanical problem that describes the moviment and deformation of the tissue. To describe the dynamics of electrophysiology and the generation of active force in cardiac myocytes of the left ventricle, ordinary differential equations are coupled to a system of partial differential equations that models the electrical activity at tissue level. The active force generated by cardiac myocytes is then used as input to the mechanical model to describe the deformation of the tissue. The mechanical model considers the cardiac tissue as a non-linear hyperelastic, orthotropic and incompressible material. The models are coupled such that the deformation obtained from the mechanical problem affects the electrophysiological model. The numerical solution of the complex multiscale and multiphysics model is performed using the finite element method and other robust and efficient numerical methods. We also incorporate some parallel computing techniques for accelerating the solution in some parts of the problem. Several numerical simulations were carried out to characterize the electrical and mechanical activities of the cardiac tissue. In this context we present a simplified model of the human left ventricle, which considers the presence of different cardiac myocytes within the ventricular wall, to study the effects of deformation on some important electrophysiological parameters, such as repolarization time and action potential duration. From the results of the simulations, we computed electrograms to assess the effects of deformation on them when compared to simulations without deformation. The results of this work show that deformation of cardiac tissue considerably affects repolarization and action potential duration in a wedge of the human left ventricle. We also show that the deformation causes an increase in the amplitude of the T-wave measured in the simulated electrograms. / A modelagem do comportamento eletromecânico do coração tem sido foco de um crescente interesse médico-científico devido a sua grande importância para a compreensão de diversos fenômenos associados ao comportamento fisiológico do coração sob circunstâncias normais e patológicas, ao estudo de novas terapias de tratamento de distúrbios cardíacos e ao desenvolvimento de novos medicamentos. O fenômeno de interesse apresenta uma grande complexidade devido a suas características multi-escala, multi-física e exige a interação de diferentes modelos. O presente trabalho teve como objetivo apresentar o desenvolvimento de um modelo computacional para descrever a atividade elétrica e mecânica, de forma acoplada, do coração. Além disso, através desse modelo estudaram-se os efeitos da deformação do tecido cardíaco no comportamento da eletrofisiologia cardíaca. O modelo desenvolvido acopla os efeitos da propagação da onda elétrica no tecido cardíaco ao problema mecânico que descreve o movimento e deformação do tecido. Para representar a dinâmica da eletrofisiologia e a geração de força em miócitos cardíacos, utilizaram-se equações diferenciais ordinárias para descrever o comportamento de células do ventrículo esquerdo humano, acopladas a um sistema de equações diferenciais parciais que descreve a atividade elétrica do tecido. A força ativa gerada pelas células cardíacas é utilizada como entrada para o modelo mecânico que descreve a deformação no tecido. Este modelo mecânico trata o tecido cardíaco como um sólido hiperelástico não-linear, ortotrópico e incompressível. Os modelos estão acoplados de tal forma que a deformação obtida pelo problema mecânico afeta o comportamento da eletrofisiologia. Por fim, obtem-se um modelo matemático acoplado, multiescala, cuja discretização foi feita pelo método dos elementos finitos e cuja solução computacional foi realizada através de métodos numéricos robustos e eficientes juntamente com o uso de técnicas de computação paralela. Diversas simulações que descrevem as atividades elétricas e mecânicas, separadas e acopladas, são apresentadas. Além disso, um modelo simplificado do ventrículo esquerdo humano, que incorpora diferentes células cardíacas, como as do epicárdio, células-M e as do endocárdio foi utilizado para se estudar os efeitos da deformação em parâmetros da eletrofisiologia, como por exemplo a repolarização e a duração do potencial de ação. A partir dos resultados das simulações realizadas, eletrogramas computacionais foram determinados a fim de se analisar o efeito da deformação nestes em comparação com aqueles que se obtem com um modelo onde não considera-se a deformação. Os resultados deste trabalho mostraram que a deformação afeta consideravelmente a repolarização, assim como a duração do potencial de ação. E além disto, dentro do contexto das simulações de uma fatia do ventrículo esquerdo apresentadas, observou-se que a deformação causa um aumento na amplitude da onda-T de acordo com os eletrogramas simulados.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-07-27T18:14:27Z No. of bitstreams: 1 thesis andre.pdf: 6104592 bytes, checksum: 706cde4c24631f976f0ea0697eb8f078 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-07-27T18:14:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thesis andre.pdf: 6104592 bytes, checksum: 706cde4c24631f976f0ea0697eb8f078 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T18:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesis andre.pdf: 6104592 bytes, checksum: 706cde4c24631f976f0ea0697eb8f078 (MD5) Previous issue date: 2016-05-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Brazil has an Exclusive Economic Zone that is very extensive and rich, both in its biodiversity as in its mineral resources. In order to exploit these resources and ensure safety for navigation, Brazil must ensure its sovereignty over this part of its territory. For this purpose, Brazil has the Naval Power exercised by the Brazilian Navy. Among the operations carried out by the Navy there are the search and reconnaissance missions, carried out by ships and by naval aircraft. This work is focused on reconnaissance missions carried out by naval aircraft. The main objective is the evaluation of meta-heuristics for the development of an application that can generate optimized routes for aircraft in the missions, attending the requirements of the Brazilian Navy. This work presents the methods developed based on two nature inspired meta-heuristics, for the elaboration of optimized routes for aircraft. The method is complying with two main constraints for these missions: checkpoints (targets) mobility and the limit of aircraft autonomy. It also presents the results of tests performed with the methods developed in this work and a general evaluation of their performance. / O Brasil possui uma área de Zona Econômica Exclusiva muito extensa e muito rica, tanto na sua biodiversidade como em recursos minerais. Porém, para poder explorar estas riquezas e garantir a segurança para a navegação destas águas o Brasil precisa assegurar sua soberania sobre esta parte de seu território. Para isso conta com o Poder Naval exercido pela Marinha do Brasil, que entre as operações por ela realizadas estão as missões de busca e esclarecimento, tanto por embarcações, como por aeronaves embarcadas. Este trabalho tem seu foco nas operações de esclarecimento por aeronaves embarcadas, tendo como objetivo principal a avaliação de meta-heurísticas para a elaboração de uma aplicação capaz de gerar rotas otimizadas para as aeronaves, em missões de esclarecimento, as quais atendam as necessidades da Marinha do Brasil. Neste trabalho, são apresentados os métodos desenvolvidos com base em duas meta-heurísticas, baseadas na natureza, para a elaboração de rotas otimizadas para as aeronaves, atendendo a duas restrições fundamentais em missões de esclarecimento aéreo, a mobilidade dos pontos de checagem (alvos) e o limite de autonomia das aeronaves. Também são apresentados os resultados dos testes realizados com os métodos desenvolvidos e uma avaliação geral dos seus desempenhos.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-28T14:46:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemNeuralResistencia.pdf: 1952861 bytes, checksum: 1924e498b84043d53cd4a207b4f98d34 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T17:12:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemNeuralResistencia.pdf: 1952861 bytes, checksum: 1924e498b84043d53cd4a207b4f98d34 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T17:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemNeuralResistencia.pdf: 1952861 bytes, checksum: 1924e498b84043d53cd4a207b4f98d34 (MD5) Previous issue date: 2015-10-16 / Este trabalho avalia dois tipos de Redes Neurais Artificiais na tarefa de modelar dinamicamente o comportamento da resistência elétrica de um forno de redução de alumínio primário. A proposta é utilizar Redes Neurais Multicamada Diretas (RNMD) e Redes Neurais Recorrentes (RNR) para modelar a resistência elétrica do forno. Para cada uma destas Redes Neurais é explorado a sua capacidade de modelar sistemas dinâmicos, seja variando o número de camadas de neurônios, bem como o número de neurônios em cada camada, variando também os sinais de entrada da rede neural, etc. Os dados a serem utilizados na modelagem são oriundos de uma fábrica brasileira de alumínio primário. Esta modelagem pode ser usada para controlar a distância (subir ou descer) entre os eletrodos anodos e catodos do forno de redução que são constituídos principalmente por materiais carbonáceos. Desta forma o sistema de controle possui a tarefa de manter o valor de resistência dentro de faixas aceitáveis de operação procurando sempre garantir estabilidade térmica e consequentemente a produção do alumínio primário, com alto teor de pureza, com base em dados disponíveis online no sistema de controle da fábrica. Através desses eletrodos são injetadas correntes elétricas continuas que, além da eletrólise em si, provocam o aquecimento do banho eletrolítico, elevando a sua temperatura para uma faixa acima de 960 °C. A motivação para o trabalho está na alta complexibilidade do processo de redução do alumínio primário, cuja natureza é não-linear e o mesmo sofre influência de diversas variáveis diretamente ligadas a dinâmica do processo, muitas vezes imperceptíveis aos engenheiros de processo da fábrica, mas que podem ser percebidas por meio das técnicas de inteligência computacional refletindo aproximadamente as diferentes condições operacionais do sistema real. / The paper evaluates two types of Artificial Neural Networks to model dynamically the behaviour of the electrical resistance of a primary aluminum reduction furnace. The proposal is to use Direct Multilayer neural networks (RNMD) and Recurrent Neural networks (RNR) to model the electrical resistance of the oven. For each of these Neural Networks is explored its ability to model dynamic systems, either by varying the number of layers of neurons, as well as the number of neurons in each layer, varying the neural network input signals, etc. The data to be used in modeling from a Brazilian factory of primary aluminum. This modeling can be used to control the distance (up or down) between the electrodes, anodes and cathodes of the reduction that it consists primarily of carbonaceous materials. In this way the system of control has the task of maintaining the value of resistance within acceptable ranges of operation always attempting to ensure thermal stability and consequently the production of primary aluminum, high-purity, based on data available online in the control system of the plant. Through these electrodes are injected electrical currents keep that, besides the electrolysis itself cause the electrolytic bath, raising its temperature to a range up to 960° C. The motivation for the work is in high complexity of primary aluminum reduction process, whose nature is non-linear and the same suffering directly related variables influence the dynamics of the process, often imperceptible process engineers from the factory, but can be perceived by means of computational intelligence techniques reflecting about the different operating conditions of the real system.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ErnestoCBM_DISSERT.pdf: 1152535 bytes, checksum: a61c509f155d27fa9ab04bc69c4607e8 (MD5) Previous issue date: 2012-02-10 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Formal methods and software testing are tools to obtain and control software quality. When used together, they provide mechanisms for software specification, verification and error detection. Even though formal methods allow software to be mathematically verified, they are not enough to assure that a system is free of faults, thus, software testing techniques are necessary to complement the process of verification and validation of a system. Model Based Testing techniques allow tests to be generated from other software artifacts such as specifications and abstract models. Using formal specifications as basis for test creation, we can generate better quality tests, because these specifications are usually precise and free of ambiguity. Fernanda Souza (2009) proposed a method to define test cases from B Method specifications. This method used information from the machine s invariant and the operation s precondition to define positive and negative test cases for an operation, using equivalent class partitioning and boundary value analysis based techniques. However, the method proposed in 2009 was not automated and had conceptual deficiencies like, for instance, it did not fit in a well defined coverage criteria classification. We started our work with a case study that applied the method in an example of B specification from the industry. Based in this case study we ve obtained subsidies to improve it. In our work we evolved the proposed method, rewriting it and adding characteristics to make it compatible with a test classification used by the community. We also improved the method to support specifications structured in different components, to use information from the operation s behavior on the test case generation process and to use new coverage criterias. Besides, we have implemented a tool to automate the method and we have submitted it to more complex case studies / M?todos formais e testes s?o ferramentas para obten??o e controle de qualidade de software. Quando utilizadas em conjunto, elas prov?em mecanismos para especifica??o, verifica??o e detec??o de falhas de um software. Apesar de permitir que sistemas sejam matematicamente verificados, m?todos formais n?o s?o suficientes pra garantir que um sistema esteja livre de defeitos, logo, t?cnicas de teste de software s?o necess?rias para completar o processo de verifica??o e valida??o de um sistema. T?cnicas de Testes Baseados em Modelos permitem que testes sejam gerados a partir de outros artefatos de software como especifica??es e modelos abstratos. Ao utilizarmos especifica??es formais como base para a cria??o de testes, podemos gerar testes de melhor qualidade pois estas especifica??es costumam ser precisas e livres de ambiguidade. Fernanda Souza (2009) prop?s um m?todo para definir casos de teste a partir de especifica??es do M?todo B. Este m?todo utilizava informa??es do invariante de uma m?quina e das pr?-condi??es de uma opera??o para definir casos de teste positivos e negativos para tal opera??o, atrav?s de t?cnicas baseadas em particionamento em classes de equival?ncia e an?lise de valor limite. No entanto, a proposta de 2009 n?o inclu?a automa??o e possu?a algumas defici?ncias conceituais como, por exemplo, n?o se encaixar exatamente em uma classifica??o de crit?rios de cobertura bem definida. Iniciamos nosso trabalho com um estudo de caso que aplicou o m?todo a um exemplo de especifica??o B proveniente da ind?stria. A partir deste estudo obtivemos subs?dios para o aperfei?o?-lo. Em nosso trabalho aperfei?oamos o m?todo proposto, reescrevendo e adicionando caracter?sticas para torn?-lo compat?vel com uma classifica??o de testes utilizada pela comunidade. O m?todo tamb?m foi melhorado para suportar especifica??es estruturadas em v?rios componentes, utilizar informa??es sobre o comportamento da opera??o durante a cria??o de casos de teste e utilizar novos crit?rios de cobertura. Al?m disso, implementamos uma ferramenta para automatiz?-lo e o submetemos a estudos de caso mais complexos