Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-16T13:17:01Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2304908 bytes, checksum: 271eaf53cd7aa8cf16b5876ac5c7a2e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T13:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2304908 bytes, checksum: 271eaf53cd7aa8cf16b5876ac5c7a2e5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-02 / This paper discribes the construction of two Matheuristics based on Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization in order to solve the Availability of Cost Problem Resources with Multi-Modes. Inspired by the need to balance the use of renawable resources with the total time (makespan), by scheduling the activities with its various implementations executions modes present in the project. Tests show the effectiveness in te use of mathematical programming adapted to the Genetic Algorithm. / Este trabalho descreve a construção de duas Matheurística baseadas em Algoritmos Genéticos e na Otimização por Enxame de Partícula, afim de solucionar o Problema de Custo de Disponibilidade de Recursos com Múltiplos Modos. Inspirado na necessidade de balancear a utilização de recursos renováveis com o tempo total (makespan), através do escalonamento das atividades com seus diversos modos de execução presentes no projeto. Testes revelam a eficácia na utilização da programação matemática adaptada com o Algoritmo Genético.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-14T21:49:02Z No. of bitstreams: 1 WilterFreitasIbiapina_DISSERT.pdf: 4649985 bytes, checksum: 539e81db7e9f4fc8ca1787bfde072f0e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-18T19:45:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WilterFreitasIbiapina_DISSERT.pdf: 4649985 bytes, checksum: 539e81db7e9f4fc8ca1787bfde072f0e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T19:45:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WilterFreitasIbiapina_DISSERT.pdf: 4649985 bytes, checksum: 539e81db7e9f4fc8ca1787bfde072f0e (MD5) Previous issue date: 2014-07-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / O presente trabalho descreve a constru??o de uma alternativa did?tica a partir de uma abordagem hist?rica com o uso do ?baco romano para o ensino de multiplica??o para alunos do 2? ano do ensino fundamental, por meio de atividades que vai desde a representa??o dos n?meros at? a multiplica??o com o ?baco romano, com o intuito de que os alunos aprendam o algoritmo de multiplica??o. Foi utilizado como abordagem metodol?gica a pesquisa qualitativa, visto que o objeto de pesquisa se ajusta aos objetivos dessa modalidade de pesquisa. Quanto aos procedimentos, a pesquisa pode ser tratada como uma pesquisa-a??o, desenvolvida no pr?prio ambiente escolar. Os instrumentos utilizados para a coleta de dados foram: a observa??o, o di?rio de bordo, question?rios, entrevista e a an?lise documental. O tratamento e an?lise dos dados colhidos por meio das atividades foram classificados e quantificados em quadros para facilitar a visualiza??o, a interpreta??o, a compreens?o, a an?lise desses dados e depois transposto para gr?ficos. A an?lise confirmou os objetivos da pesquisa e contribuiu para indicar o uso pedag?gico do ?baco romano para o ensino do algoritmo de multiplica??o atrav?s de um corpo de atividades. Assim, pode-se considerar que este produto educacional trar? importantes contribui??es para o ensino desse conte?do matem?tico, na Educa??o B?sica, sobretudo, com rela??o ao processo de multiplica??o. / This dissertation describes the construction of a alternative didactic incorporating a historical approach with the use of the Roman abacus for teaching multiplication to students of 2nd year of elementary school, through activities ranging from the representation of numbers to multiplying with the Roman abacus, for learning the multiplication algorithm. Qualitative research was used as a methodological approach since the research object fits the goals of this research mode. Concerning the procedures, the research can be seen as a teaching experiment developed within the school environment. The instruments used for data collection were: observation, logbook, questionnaires, interviews and document analysis. The processing and analysis of data collected through the activities were classified and quantified in tables for easy viewing, interpretation, understanding, analysis of data and then transposed to charts. The analysis confirmed the research objectives and contributed to indicate the pedagogical use of the Roman abacus for teaching multiplication algorithm through several activities. Thus, it can be considered that this educational product will have important contributions for the teaching of this mathematical content, in Basic Education, particularly regarding to the multiplication process

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseMB_capa_ate_pag12.pdf: 7494669 bytes, checksum: 353155cd86e106a661e9f32c5ead7aba (MD5) Previous issue date: 2002-06-21 / ln this work the implementation of the SOM (Self Organizing Maps) algorithm or Kohonen neural network is presented in the form of hierarchical structures, applied to the compression of images. The main objective of this approach is to develop an Hierarchical SOM algorithm with static structure and another one with dynamic structure to generate codebooks (books of codes) in the process of the image Vector Quantization (VQ), reducing the time of processing and obtaining a good rate of compression of images with a minimum degradation of the quality in relation to the original image. Both self-organizing neural networks developed here, were denominated HSOM, for static case, and DHSOM, for the dynamic case. ln the first form, the hierarchical structure is previously defined and in the later this structure grows in an automatic way in agreement with heuristic rules that explore the data of the training group without use of external parameters. For the network, the heuristic mIes determine the dynamics of growth, the pruning of ramifications criteria, the flexibility and the size of children maps. The LBO (Linde-Buzo-Oray) algorithm or K-means, one ofthe more used algorithms to develop codebook for Vector Quantization, was used together with the algorithm of Kohonen in its basic form, that is, not hierarchical, as a reference to compare the performance of the algorithms here proposed. A performance analysis between the two hierarchical structures is also accomplished in this work. The efficiency of the proposed processing is verified by the reduction in the complexity computational compared to the traditional algorithms, as well as, through the quantitative analysis of the images reconstructed in function of the parameters: (PSNR) peak signal-to-noise ratio and (MSE) medium squared error / Neste trabalho ? apresentada a implementa??o do algoritmo SOM (Self Organizing Maps) ou rede neural de Kohonen na forma de estruturas hier?rquicas, aplicadas ? compress?o de imagens. O objetivo desta abordagem ? desenvolver um algoritmo SOM Hier?rquico com estrutura est?tica e um outro com estrutura din?mica para gerar codebooks (livros de c?digos) no processo de Quantiza??o Vetorial (VQ) da imagem; reduzindo o tempo de processamento e obtendo uma boa taxa de compress?o de imagens com um comprometimento m?nimo da qualidade em rela??o ? imagem original. As duas redes neurais auto-organiz?veis aqui desenvolvidas, foram denominadas de HSOM, para caso est?tico e de DHSOM, para caso din?mico. Na primeira, a estrutura hier?rquica ? previamente definida e na segunda essa estrutura se desenvolve de forma autom?tica de acordo com regras heur?sticas propostas neste trabalho, que exploram os dados do conjunto de treinamento sem que haja necessidade de utiliza??o de par?metros externos. As regras heur?sticas determinam a din?mica de crescimento da rede, o crit?rio de poda de ramifica??es da rede, a flexibilidade da rede e o tamanho dos mapas filhos.O algoritmo LBG (Linde-Buzo-Gray) ou K-means, um dos mais utilizado para desenvolver codebooks para quantiza??o vetorial, serviu justamente com o algoritmo de Kohonen na sua forma b?sica, isto ?, n?o hier?rquica, como refer?ncia para comparar o desempenho dos algoritmos aqui propostos. Uma an?lise de desempenho entre as duas estruturas hier?rquicas ? tamb?m realizada neste trabalho. A efici?ncia do processamento proposto ? verificada pela redu??o na complexidade computacional em rela??o aos algoritmos tradicionais, bem como, atrav?s das an?lises quantitativas das imagens reconstru?das em fun??o dos par?metros: (PSNR) rela??o sinal-ru?do de pico e (MSE) erro m?dio quadr?tico

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-23T14:44:54Z No. of bitstreams: 1 FranciscoMarcioBarboza_TESE.pdf: 8557102 bytes, checksum: 12d460591e55e242af090bdb4f4cfbb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-25T13:26:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranciscoMarcioBarboza_TESE.pdf: 8557102 bytes, checksum: 12d460591e55e242af090bdb4f4cfbb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-25T13:26:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoMarcioBarboza_TESE.pdf: 8557102 bytes, checksum: 12d460591e55e242af090bdb4f4cfbb9 (MD5) Previous issue date: 2017-11-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Invers?o em eletrorresistividade ? um problema inverso mal posto, porque diferentes realiza??es de um mesmo modelo podem satisfazer aproximadamente o mesmo crit?rio de ajuste. Se faz necess?rio portanto o uso de v?nculos para obter solu??es ?nicas e/ou est?veis ? pequenas perturba??es nas medidas. Contudo, em geral, a introdu??o de v?nculos tem ficado restrita aos casos de v?nculos diferenci?veis e que podem ser tratados com algoritmos de otimiza??o local. A modelagem direta 1D e 2D em resistividade DC ? computacionalmente barata, permitindo o uso de m?todos de otimiza??o global (GOMs) para resolver problemas inversos 1.5D e 2D com flexibilidade na incorpora??o de v?nculos. As modifica??es da fun??o de custo, seja na mudan?a de v?nculos ou no crit?rio de ajuste de dados, podem ser realizadas com facilidade, j? que cada termo da fun??o de custo ? devidamente normalizado para permitir a invari?ncia aproximada dos multiplicadores Lagrange. Os GOMs t?m potencial para suportar um ambiente computacional adequado para interpreta??o quantitativa em que a compara??o de solu??es que incorporam diferentes restri??es ? uma maneira de inferir caracter?sticas da distribui??o real da resistividade subterr?nea. Neste trabalho foram desenvolvidas: (i) Compara??o das performances dos m?todos Simulated Annealing (SA), Algoritmo Gen?tico (GA) e Particle Swarm Otmization (PSO) para resolver o problema inverso 1.5D na resistividade DC usando dados sint?ticos e de campo; (ii) Apresenta??o de uma abordagem de invers?o baseada no Particle Swarm Optimization (PSO) para os dados 2D de resistividade de corrente cont?nua (DC); (iii) Explora??o de v?rios v?nculos na varia??o de log da resistividade: continuidade espacial tanto nas normas L1 quanto L2, incluindo o caso de restri??o de varia??o apenas na dire??o horizontal, varia??o total e v?nculos de esparsidade usando transformada discreta do cosseno e bases de Daubechies. Al?m disso, exploramos o v?nculo de m?nimo momento de in?rcia, incluindo o caso de usar a superf?cie da Terra como eixo alvo, para impor a concentra??o de materiais resistivos ou condutores ao longo dos eixos alvo. Os principais resultados da compara??o para o case 1.5D s?o: a) todos os m?todos reproduzem bastante a distribui??o de resistividade de modelos sint?ticos, b) PSO e GA s?o muito robustos para mudan?as na fun??o de custo e SA ? comparativamente muito mais sens?vel, c) primeiro PSO e GA segundo apresentam o melhores desempenhos computacionais, exigindo um menor n?mero de modelos de encaminhamento do que SA, e d) GA mostra o melhor desempenho em rela??o ao valor final alcan?ado da fun??o de custo e seu desvio padr?o, enquanto a SA tem o pior desempenho neste aspecto. Igualmente importante para ambos os casos 1.5D e 2D, a partir dos crit?rios de parada do algoritmo PSO resulta n?o apenas a melhor solu??o, mas tamb?m um conjunto de quase-solu??es sub-?timas a partir dos quais as an?lises de incerteza podem ser realizadas. Como resultado, o int?rprete tem liberdade para realizar um processo de interpreta??o quantitativa com base em uma abordagem de invers?o de julgamento e erro, de forma semelhante, ele tem ao usar um software de modelagem avan?ado amig?vel, sendo capaz de conduzir a solu??o para incorporar suas concep??es sobre o ambiente geol?gico, al?m de avaliar o ajuste de dados e a estabilidade das solu??es obtidas. Apresentamos exemplos de dados sint?ticos e de campo para ambos os casos de invers?o. / Inversion in DC-resistivity is an ill-posed inverse problem because different realizations of the same model might satisfy approximately the same data fitting criterium. It is therefore necessary to use constraints to obtain unique and / or stable solutions to small perturbations in the measurements. However, in general, the introduction of constraints has been restricted to cases of differentiable constraints, which can be treated with local optimization algorithms. 1D and 2D modeling in DC-resistivity is computationally inexpensive, allowing the use of global optimization methods (GOMs) to solve 1.5D and 2D inverse problems with flexibility in constraint incorporation. Changes in the cost function, either in the constraints or data fitting criteria, can be easily performed, since each term of the cost function is properly normalized to allow the approximate invariance of the Lagrange multipliers. GOMs have the potential to support a computational environment suitable for quantitative interpretation in which the comparison of solutions incorporating different constraints is one way of inferring characteristics of the actual distribution of the underground resistivity. In this work, we developed: (i) comparison of the performances of the Simulated Annealing (SA), Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO) methods to solve the 1.5D inverse problem in DC resistivity using synthetic and field data; (ii) an inversion approach based on particle swarm optimization (PSO) to solve the 2D DC-resistivity inverse problem; (iii) exploration of several constraints in the variation of log-resistivity, including spatial continuity in both L1 andL2 norms, total variation and sparsity constraints using discrete cosine and Daubechies bases. In addition, we explore the minimum inertia constraint, including the case of using the Earth?s surface as the target axis, to impose the concentration of resistive or conductive materials along target axes. The main results of the comparison for the 1.5D case are: a) all methods reproduce quite well the resistivity distribution of synthetic models, b) PSO and GA are very robust to changes in the cost function and SA is comparatively much more sensitive, c) PSO first and GA second present the best computational performances, requiring smaller number of forwarding modeling than SA, and d) GA shows the best performance with respect to the final attained value of the cost function and its standard deviation, whilst SA has the worst performance in this aspect. Equally important for both 1.5 and 2D cases, from the stopping criteria of the PSO algorithm results not only the best solution but also a cluster of suboptimal quasi-solutions from which uncertainty analyses can be performed. As a result, the interpreter has freedom to perform a quantitative interpretation process based on a feedback trial-and-error inversion approach, in a similar manner he/she has when using a friendly forward modeling software, being capable of driving the solution to incorporate his/her conceptions about the geologic environment, besides appraising data fitting and stability of the obtained solutions. We present both synthetic and field data examples for all inversion cases.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-02-15T11:21:03Z No. of bitstreams: 1 MatheusFernandesTorquato_DISSERT.pdf: 2354339 bytes, checksum: 32d0b6ee431808fccf375481ef94b8a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-02-16T11:39:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MatheusFernandesTorquato_DISSERT.pdf: 2354339 bytes, checksum: 32d0b6ee431808fccf375481ef94b8a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-16T11:39:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MatheusFernandesTorquato_DISSERT.pdf: 2354339 bytes, checksum: 32d0b6ee431808fccf375481ef94b8a9 (MD5) Previous issue date: 2017-12-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Os Algoritmos Gen?ticos (AGs) s?o utilizados para resolver problemas de busca e otimiza??o no qual, uma solu??o ?tima pode ser encontrada utilizando um processo iterativo e transi??es probabil?sticas. Todavia, dependendo do tipo de problema, o tempo para encontrar a solu??o pode ser elevado em m?quinas sequenciais devido ? complexidade computacional do algoritmo gen?tico. Assim, esse trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de um prot?tipo associado a uma implementa??o paralela de um algoritmo gen?tico em FPGA (Field-programmable gate array). O principal objetivo do desenvolvimento dessa arquitetura ? a otimiza??o do tempo de processamento do sistema. Resultados associados com o tempo de processamento e a ?rea ocupada para v?rios tamanhos de popula??o foram analisados. Estudos relativos ? precis?o da resposta do algoritmo gen?tico para o problema de otimiza??o de fun??es com uma e duas vari?veis tamb?m foram analisados para a implementa??o em hardware. Todo projeto foi desenvolvido utilizando a plataforma de desenvolvimento System Generator da Xilinx tendo como FPGA alvo um Virtex-7 xc7vx550t-1ffg1158 FPGA. / Genetic Algorithms (GAs) are used to solve search and optimization problems in which an optimal solution can be found using an iterative process and using probabilistic transitions. However, depending on the type of problem, the time required to find a solution can be high in sequential machines due to the computational complexity of genetic algorithm. This work proposes a parallel implementation of a genetic algorithm on fieldprogrammable gate array (FPGA). Optimization of the system?s processing time is the main goal of this project. Results associated with the processing time and area occupancy (in FPGA) for various population size are analyzed. Studies concerning the accuracy of the GA response for the optimization of functions with one and two variables were also analyzed for the hardware implementation. The project was developed using the System Generator software (Xilinx development platform) and the Virtex-7 xc7vx550t-1ffg1158 FPGA.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-07-03T12:42:00Z No. of bitstreams: 1 AcassioRochaSantos_DISSERT.pdf: 9390259 bytes, checksum: d25d8e92963faba78cb36774741179e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-07-06T11:41:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AcassioRochaSantos_DISSERT.pdf: 9390259 bytes, checksum: d25d8e92963faba78cb36774741179e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-06T11:41:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AcassioRochaSantos_DISSERT.pdf: 9390259 bytes, checksum: d25d8e92963faba78cb36774741179e4 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / O estudo te?rico de clusters met?licos tem despertado um interesse consider?vel, devido ? possibilidade de criar novas ligas de materiais em nanoescala, as chamadas "nanoligas". Pesquisas sobre nanoligas desempenham papel significativo na Ci?ncia de Materiais, pois, entre seus objetivos mais importantes, est?o o de prever a estabilidade das estruturas, seus modos de crescimento, bem como o de auxiliar a interpreta??o de medidas espectrosc?picas e outras medi??es experimentais. Nesse contexto, um grande n?mero de m?todos foi relatado nos ?ltimos anos para a otimiza??o do m?nimo global de grupos at?micos e moleculares, sendo um dos mais utilizados atualmente o do Algoritmo Gen?tico (doravante, GA), o qual baseia-se em princ?pios relacionados a processos evolutivos, em operadores inspirados na Teoria da Evolu??o e na Gen?tica, isto ?, na recombina??o, muta??o e sele??o natural. Particularmente, o GA com a implementa??o do potencial Gupta tem se mostrado eficiente na busca de solu??es ??timas? em problemas de otimiza??o de clusters met?licos. Esta disserta??o ? composta por cap?tulos de introdu??o, de metodologia, de abordagem te?rica (Cap. 1, 2 e 3); e tamb?m por cap?tulos que cont?m artigos sobre o tema proposto (Cap. 4, 5 e 6). No primeiro artigo (Cap. 4), analisaram-se clusters bimet?licos AlxNay (x+y?55) por meio da aplica??o do GA com a implementa??o do potencial Gupta. Com base tamb?m na aplica??o do GA, no segundo cap?tulo (Cap. 5) foram estudados clusters de AlxLiy e AlxKy (x+y ? 55). Em ambos os trabalhos, para elevar a efici?ncia do GA, introduziu-se mais dois operadores: o Aniquilador e o Hist?ria. Ao serem comparadas as estruturas obtidas por meio do GA com potencial Gupta para clusters de alum?nio puro, l?tio puro e alum?nio-l?tio com resultados recentes da literatura, verificou-se que para os sistemas Al2, Al3, Al6, Al8, Al9, Li5, Li6, Li7, Al1Li5, Al1Li7 e Al1Li8 as geometrias obtidas foram muito semelhantes ?quelas resultantes de c?lculos de funcional de densidade e ab initio[como CCSD(T)]. No terceiro artigo (Cap. 6), analisou-se um novo algoritmo gen?tico qu?ntico (Q-GA) para pequenos sistemas de clusters NaxLiy com (x+y ? 10). Constatou-se que o Q-GA apresenta maior efici?ncia na busca do m?nimo global em rela??o ao GA com o potencial Gupta. Isso porque o primeiro utiliza m?todo qu?ntico, enquanto o segundo usa um m?todo cl?ssico. Por ser mais preciso, o Q-GA possui uma abrang?ncia menor. Neste artigo, al?m de c?lculos ab inito, tamb?m foram realizados c?lculos topol?gicos a partir da Teoria Qu?ntica de ?tomos em Mol?culas (QTAIM) para as estruturas Na1Li5, Na2Li4, Na3Li3, Na4Li2 e Na5Li1, obtidas pelo Q-GA. Nessas estruturas, chama a aten??o o fato de n?o haver caminho de liga??o envolvendo diretamente os metais, sendo unidos por pseudo?tomos, com exce??o do Na5Li1. Algumas intera??es at?micas n?o foram indicadas pelo caminho de liga??o e sua an?lise foi feita pelo ?ndice de deslocaliza??o (DI). No sistema Na1Li5, os pares at?micos Na1-Li2 e Na1-Li6 t?m as intera??es mais fortes (e equivalentes ? do sistema NaLi) de todos os pares Na-Li de todos clusters NaxLiy(x+y=6); ao mesmo tempo, os outros pares Na-Li t?m intera??es dez vezes mais fracas do que aquelas do sistema NaLi. As intera??es Na-Na dos clusters Na4Li2 e Na5Li1 s?o as mais fortes quando comparadas com sistemas puros. Por fim, verificou-se que a f?rmula do grau de degeneresc?ncia do ?ndice de aromaticidade D3BIA e a carga at?mica indicaram que os ?tomos de l?tio mais pr?ximo ao ?tomo de s?dio transferem carga para esse ?ltimo. / The theoretical study of metal clusters has drawn considerable interest due to the possibility of creating new alloys from materials in nanoscale, the so-called "nanoalloys". Research on nanoalloys has had an important role in materials science, since, among some of its most relevant objectives, we may find the prediction of stability in structures, their manners of growth and further assistance in the interpretation of spectroscopic and other experimental measures. In this context, several methods have been reported in the last few years towards the global minimum optimization of atomic and molecular groups, where the Genetic Algorithm (henceforth GA) is currently considered one of the most used methods, whilst based on principles related to evolutionary processes as well as operators inspired by the Theory of Evolution and Genetics, i. e., by recombination, mutation and natural selection. The GA method in particular, and altogether with the implementation of the Gupta potential, has become efficient in the search for ?optimal? solutions for optimization problems in metallic clusters. The present dissertation is composed of chapters consisting of introduction, methodology and theoretical considerations (Chap. 1, 2 and 3), as well as of chapters containing articles on the proposed subject (Chap. 4, 5 and 6). In the first article (Chap. 4), we may find the analysis of AlxNay (x + y ? 55) bimetallic clusters through the Genetic Algorithm method with the implementation of the Gupta potential. Also based on the GA application, in the following chapter (Chap. 5) we may find a study regarding AlxLiy e AlxKy (x+y ? 55) clusters. In both works, in order to improve GA efficiency, two additional operators have been introduced: Annihilator and History. By being compared to structures obtained by means of GA with Gupta potential for pure aluminum, pure lithium and aluminum-lithium clusters in recent results from literature, it has been verified that, regarding systems Al2, Al3, Al6, Al8, Al9, Li5, Li6, Li7, Al1Li5, Al1Li7 e Al1Li8, the obtained geometries were very similar to those resulting from density functional and ab initio calculations [such as CCSD(T)]. In the third chapter (Chap. 6), we analyzed a new quantum genetic algorithm (QGA) for small cluster systems NaxLiy with (x+y ? 10). It has been observed that Q-GA presents an improved efficiency towards a global minimum regarding the GA with the Gupta potential. That has been the case since the former uses the quantum method, while the latter uses a classic method. More specifically, the Q-GA has a narrower scope. In this article, besides ab initio calculations, topological calculations were performed as well, grounded on the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) for the structures Na1Li5, Na2Li4, Na3Li3, Na4Li2 e Na5Li1 obtained by the Q-GA. In these structures, it is evident that there is no bonding path between the metals, since they are bonded by pseudo atoms, with the exception of the Na5Li1. Some of the atomic interactions have not been suggested by the bonding path, being their analysis performed according to the delocalization index (DI). In the Na5Li1 system, the atomic pairs Na1-Li2 and Na1-Li6 have the strongest interactions (equivalent to the NaLi system) of all Na-Li pairs in all of the NaxLiy (x+y=6) clusters; concurrently, other Na-Li pairs bear interactions ten times weaker than those from the NaLi system. The Na-Na interactions from the clusters Na4Li2 e Na5Li1 are stronger when compared to pure systems. Finally, it has been verified that the degree of degeneracy formula of the aromaticity index D3BIA and the atomic charge suggest that the lithium atoms that are closer to the sodium atom transfer charge to the latter.

This work contributes to the study of the production of biodiesel from sunflower oil, starting with oil analysis and obtaining biodiesel using methyl and ethyl routes from the transesterification reaction. The catalysts used were homogeneous and basic. For the optimization of reaction conditions, the variables examined were: molar ratio, speed, reaction time, catalyst type, catalyst concentration and temperature. For ethyl biodiesel, time, rotation and catalyst concentration are the variables most important operational, while for methyl biodiesel, the catalyst concentration, time and temperature are most relevant. The conditions for maximum yield were determined by factorial design: potassium hydroxide (KOH) as the catalyst, molar ratio of alcohol: oil 6:1; rotation of 260 rpm catalyst concentration of about 0.19% (w / w); temperature of 308 K and reaction time of 35 min, for ethyl biodiesel . For biodiesel methyl were: potassium hydroxide (KOH) as the catalyst, molar ratio of alcohol: oil 6:1; rotation of 189 rpm; temperature of 319 K; catalyst concentration of about 0.42% (w / w) and reaction time of 60 min. The process has a tolerance for the variables of greatest influence on the reaction, which means that small variations quantitative individual conditions do not significantly affect the overall yield, allowing greater control of the process. The biodiesels optimized were characterized (physical-chemical analysis) according to standards of the ANP - National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels. Through the thermal expansion coefficients of biodiesels obtained mathematical algorithms for biodiesel methyl and ethyl, respectively, μT = μ measured 0,7330 × (T T measured) e μT = μ measured 0,7340 × (T T measured). These algorithms allow the correction of the specific mass of biodiesel, important business transactions. You can observe significant differences between the mathematical models established compared to the results by standard EN 14214. / Este trabalho contribui para o estudo da produção de biodiesel a partir do óleo de girassol, iniciando pela análise físico-química do óleo e a obtenção do biodiesel utilizando as rotas metílica e etílica, a partir da reação de transesterificação. Os catalisadores utilizados foram homogêneos e básicos. Para a otimização das condições reacionais foram analisadas as variáveis: razão molar, rotação, tempo de reação, tipo de catalisador, concentração de catalisador e temperatura. Para o biodiesel etílico, o tempo, a rotação e concentração de catalisador são as que revelaram maior importância operacional, enquanto que para o biodiesel metílico a concentração de catalisador, o tempo e a temperatura são mais relevantes. As condições de rendimento máximo determinado pelo planejamento fatorial foram: hidróxido de potássio como catalisador; razão molar de álcool:óleo 6:1; rotação de 260 rpm; concentração do catalisador de aproximadamente 0,19% (m/m); temperatura de 35ºC e tempo de reação de 35 min, para o biodiesel etílico. Para biodiesel metílico foram: hidróxido de potássio como catalisador; razão molar de álcool:óleo 6:1; rotação de 189 rpm; temperatura de 46ºC; concentração do catalisador de aproximadamente 0,42% (m/m) e tempo de reação de 60 min. O processo apresenta uma tolerância para as variáveis de maior influência sobre a reação, o que significa que pequenas variações quantitativas individuais das condições não afetam significativamente o rendimento global permitindo um maior controle do processo. Os biodieseis otimizados foram caracterizados (análise físico-química) segundo normas da ANP Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Através dos coeficientes de dilatação térmica dos biodieseis obteve-se os algoritmos matemáticos para o biodiesel metílico e etílico, respectivamente: μT = μ medida 0,7330 × (T T medida) e μT = μ medida 0,7340 × (T T medida). Estes algoritmos permitem a correção das massas específicas dos biodieseis, importante para transações comerciais. Pode-se observar diferenças significativas entre os modelos matemáticos estabelecidos confrontados com os resultados pressupostos pela norma EN 14214. / Mestre em Química

Extensos estudos realizados nas últimas décadas sobre a propagação de ondas ultrassônicas em sólidos levaram ao desenvolvimento de técnicas não destrutivas para a avaliação da segurança e integridade de estruturas e componentes industriais. O interesse na aplicação de técnicas ultrassônicas para medição de tensões aplicadas e residuais decorre da mudança mensurável da velocidade das ondas ultrassônicas na presença de um campo de tensões, fenômeno conhecido como efeito acustoelástico. Uma teoria de acustoelasticidade fornece um meio atrativo e não destrutivo de medir a tensão média ao longo do caminho percorrido pela onda. O estudo da propagação das ondas ultrassônicas em meios homogêneos anisotrópicos sob tensão conduz a um problema não linear de autovalores dado pela equação de Christoffel generalizada. A característica não linear deste problema decorre da interdependência entre as constantes elásticas efetivas do material e as tensões atuantes. A medição experimental de tensões por técnicas ultrassônicas é um problema inverso da acustoelasticidade. Esta dissertação apresenta a implementação de um algoritmo numérico, baseado no método proposto por Degtyar e Rokhlin, para solução do problema inverso da acustoelasticidade em sólidos ortotrópicos sujeitos a um estado plano de tensões. A solução da equação de Christoffel generalizada apresenta dificuldades de natureza numérica e prática. A estabilidade e a precisão do algoritmo desenvolvido, bem como a influência das incertezas na medição experimental das velocidades das ondas ultrassônicas, foram então investigadas. Dados sintéticos para as velocidades das ondas ultrassônicas de incidência oblíqua em uma placa sujeita a um estado plano de tensões foram gerados pela solução direta da equação de Christoffel generalizada para ilustrar a aplicação do algoritmo desenvolvido. O objetivo maior desta dissertação é a disponibilização de uma nova ferramenta de cálculo para suporte às atividades experimentais de medição de tensões por ultrassom no país. / Extensive studies carried out in the last decades on the propagation of ultrasonic waves in solids led to the development of nondestructive techniques for the assessment of the safety and integrity of industrial structures and components. The interest in the application of ultrasound techniques for stress measurement for example comes from the measurable change in the speed of the ultrasonic elastic waves in the presence of a stress field, a phenomenon known as acoustoelastic effect. An acoustoelastic theory provides an attractive way of non-destructively measuring the average stress along the waves path. The study of the propagation of ultrasonic waves in homogenous anisotropic bodies under stress leads to a nonlinear eigenvalue problem given by the generalized Christoffel equation. The nonlinearity characteristic of the problem derives from the interdependence between the materials effective elastic constants and the acting stresses. The experimental measurement of stresses using ultrasound techniques is an inverse problem of acoustoelasticity. This dissertation presents the implementation of a numeric algorithm, based on the method proposed by Degtyar and Rokhlin, for solution of the inverse problem of acoustoelasticity in orthotropic solids subjected to a plane stress state. The solution of the generalized Christoffel equation poses difficulties of numerical and practical order. The stability and precision of the algorithm developed, as well as the influence of the experimental uncertainties in the measurement of the speed of the ultrasonic waves, were thus investigated. Synthetic data for the speeds of ultrasonic waves of oblique incidence in a plane-stress plate were generated to illustrate the application of the algorithm developed. The main objective of this dissertation is to make available in the country a new numerical tool to support the use of ultrasonic waves for experimental stress analysis.

Nesta Tese desenvolvemos várias abordagens "Darbouxianas"para buscar integrais primeiras (elementares e Liouvillianas) de equações diferenciais ordinárias de segunda ordem (2EDOs) racionais. Os algoritmos (semi-algoritmos) que desenvolvemos seguem a linha do trabalho de Prelle e Singer. Basicamente, os métodos que buscam integrais primeiras elementares são uma extensão da técnica desenvolvida por Prelle e Singer para encontrar soluções elementares de equações diferenciais ordinárias de primeira ordem (1EDOs) racionais. O procedimento que lida com 2EDOs racionais que apresentam integrais primeiras Liouvillianas é baseado em uma extensão ao nosso método para encontrar soluções Liouvillianas de 1EDOs racionais. A ideia fundamental por tras do nosso trabalho consiste em que os fatores integrantes para 1-formas polinomiais geradas pela diferenciação de funções elementares e Liouvillianas são formados por certos polinômios denominados polinômios de Darboux. Vamos mostrar como combinar esses polinômios de Darboux para construir fatores integrantes e, de posse deles, determinar integrais primeiras. Vamos ainda discutir algumas implementações computacionais dos semi-algoritmos.

No presente trabalho propõe-se empregar algoritmos genéticos em associação com o design construtal para a otimização de geometrias em problemas de transferência de calor. O objetivo principal de todos os estudos deste trabalho é minimizar a máxima temperatura que ocorre no domínio computacional. Investigou-se, inicialmente, uma cavidade isotérmica em forma de Y inserida em um sólido retangular com geração de calor uniforme a uma taxa volumétrica constante, onde foi feita uma comparação e validação do algoritmo genético frente à busca exaustiva para poucos graus de liberdade. Após, foi feita uma otimização usando somente algoritmos genéticos considerando todos os quatro graus de liberdade do problema e diferentes valores para suas restrições geométricas. O estudo seguinte foi feito considerando a mesma geometria anteriormente discutida, porém considerou-se as paredes da cavidade Y com uma condição de contorno convectiva. Da mesma forma anterior, foi feita uma validação do algoritmo genético frente à busca exaustiva e na sequência uma otimização de todos os quatro graus de liberdade e diferentes valores do parâmetro convectivo a, empregando somente algoritmos genéticos. No terceiro caso, estudou-se um caminho assimétrico em forma de V de um material de alta condutividade. A geometria tem sua base recebendo um fluxo de calor constante e o remove através das extremidades de dois braços ligados a um sumidouro de calor. Otimizou-se a forma pelo método exaustivo considerando quatro graus de liberdade e uma restrição constante . Após, usou-se algoritmos genéticos para otimizar a geometria considerando os mesmos graus de liberdade e diferentes valores para a restrição de ocupação do material condutivo. Similarmente ao caso da cavidade convectiva em forma de Y, por fim, estudou-se a otimização geométrica de um corpo cilíndrico onde cavidades convectivas retangulares com dois pares de braços são inseridas. Realizaram-se otimizações de até sete graus de liberdade e também se estudou a influência de um parâmetro convectivo e das frações de ocupação das áreas do corpo e braços da cavidade. Deste estudo, concluiu-se que quanto maior o número de cavidades, menores são as máximas temperaturas que ocorrem no domínio. Destaca-se, também, a dependência do parâmetro convectivo, que influenciou na forma da melhor geometria encontrada. Para todos os estudos feitos, os resultados mostraram que a busca por meio de algoritmos genéticos levou a uma redução significativa do número de simulações necessárias para obter a geometria ótima com resultados concordantes aos obtidos com busca exaustiva. Além disso, foi possível estender o estudo para problemas com mais graus de liberdade, restrições e propriedades térmicas. Conclui-se que o melhor design é altamente dependente dos graus de liberdade e restrições, este sendo alcançado de acordo com o princípio construtal da ótima distribuição das imperfeições. / In this work, we propose employing genetic algorithms in association with constructal design for geometry optimization in heat transfer problems. The main objective of all studies is to minimize the maximum temperature that occurs in the computational domain. It was investigated initially an isothermal Y-shaped cavity intruded into a rectangular solid conducting wall with heat generation uniformly at a volumetric rate, where a comparison and validation of genetic algorithm against exhaustive search for few degrees of freedom was made. Then, an optimization is performed by means of genetic algorithms considering all four degrees of freedom of the problem and different values for geometric constraints. The following study has been done considering the same geometry as previously discussed, but it is considered the walls of the Y-cavity with a convective boundary condition. Thus, a dimensionless heat transfer parameter to study (a) was added. Similarly, foregoing study, a genetic algorithm validation was performed comparing to the exhaustive search. After, all four degrees of freedom and different values of a parameter only using genetic algorithms were optimized. In the next investigation, an asymmetric V-shaped pathway of high conductivity material was studied. This geometry receives a constant heat transfer rate in its base and removes it by the end of the two branches that are in touch with the heat sink. The shape was optimized by exhaustive approach considering four degree of freedom and a constraint. After, we used genetic algorithms to optimize the geometry considering the same degrees of freedom and different values for the restriction. Finally, similar to the case of the Y-shaped convective cavity, rectangular convective cavities with two pairs of arms inserted into a cylindrical solid body were optimized. Optimizations of up to seven degrees of freedom were performed and the influence of the convective parameter and of the area fractions of the body and arms of the cavity, were also investigated. From this study, it was concluded that the higher the number of cavities, the lower the maximum temperatures occurring in the domain. Also, the dependence of the convective parameter, influenced in the form of the best geometry, is highlighted. For all studies carried out, the results showed that the search using genetic algorithms led to a significant reduction of the number of simulations required to obtain the optimal geometry. Moreover, it was possible to extend the study where it was considered other degrees of freedom, constraints and thermal properties. We concluded that the best design is highly dependent of degrees of freedom and constraints, and this has been achieved according to the constructal principle of optimal distribution of imperfections.