Nesta tese, uma família de memórias associativas bidirecionais caóticas (família C-BAM) é proposta, implementada e testada com o objetivo de estender a relevância da presença e do estudo do fenômeno caótico a modelos de redes associativas. Na modelagem da família C-BAM, todos os neurônios da memória associativa bidirecional caótica (BAM), BAM com atraso e BAM exponencial (eBAM) foram substituídos por neurônios caóticos. Cada parâmetro do neurônio caótico na família C-BAM tem sua influência estimada através do planejamento de experimentos, em diferentes dinâmicas. Com base no planejamento de experimentos, valores de parâmetros são selecionados a fim de ilustrar a emergência de comportamentos dinâmicos como bifurcação, caos determinístico e crise. A existência de dinâmicas caóticas é confirmada pelo cálculo dos expoentes de Lyapunov. Experimentos empíricos mostraram que a dinâmica caótica modifica a acessibilidade à memória da família C-BAM. Ao invés de recuperar um único par, como a família BAM fazia, a versão caótica é capaz de gerar uma grande diversidade de padrões recuperados, envolvendo complexas transições entre os padrões armazenados, para algumas variações paramétricas. Tal comportamento permite à família C-BAM acessar padrões inacessíveis às redes BAMs originais. Além disso, a nova acessibilidade à memória, na qual seqüências de recuperação (com diferentes tamanhos) compostas de padrões treinados e não treinados têm emergido, pode ser usada para modelar a habilidade de um indivíduo saltar passos na solução de uma tarefa. Esta tese seleciona a rede C-BAM para ilustrar que a seqüência de recuperação da rede pode modelar a habilidade de um noviço ou a habilidade de um especialista executar uma tarefa. Embora a família C-BAM possa alcançar todos os padrões armazenados durante o comportamento caótico, ela não consegue convergir para um padrão específico. Duas estratégias de controle são propostas para permitir que as redes caóticas convirjam para a memória desejada: o método de controle por pinagem e um método de controle adaptativo. Conseqüentemente, os modelos C-BAM podem, de fato, realizar a hetero-associação de memórias antes inacessíveis, e a rede C-BAM pode estabilizar-se no estado final de uma tarefa, dado o primeiro estado / In this thesis, a family of bidirectional associative memories (C-BAM family) is proposed, implemented and tested to extend the study of chaotic phenomenon in associative models. In the C-BAM model, all the original neurons of bidirectional associative memory (BAM), BAM with delay and exponenetial BAM (eBAM) were substituted for chaotic neurons. Based on the experimental design, values of C-BAM family parameters are set to illustrate the emergence of a diversity of dynamic behavior, such as bifurcation, deterministic chaos and crisis. The existence of the chaotic dynamics is confirmed by calculation of Lyapunov exponents. Empiric experiments showed that the chaotic dynamics modifies the behavior of memory accessibility. Instead of recalling a single pair, as BAM did, its chaotic version yielded a wide diversity of recalled patterns, involving complex transitions via memorized patterns for some parametric variations. Hence, C-BAM family can access patterns that original BAM family cannot. Moreover, the new way of memory accessibility, in which several recall sequences (with distinct sizes) composed of trained and nontrained patterns have emerged, can be used to model the ability of skipping steps by an individual in a task solution. This thesis selected C-BAM network to illustrate that the retrieval sequence can model the ability of a novice or the ability of an expert to execute a task. There are also illustrated cases in which a novice recall can be transformed into an expert recall through parametric variation. Although C-BAM family can reach all stored patterns during the chaotic behavior, it can not converge towards a specific pattern, consequently a desired output is not produced. In this thesis, two control strategies are proposed in order to make the chaotic networks to converge towards the desired memory: the pinning control method and the adaptive control method. Consequently, the C-BAM models can effectively realize the correct heteroassociation to former non-accessible memories and the C-BAM network can quickly be stabilized in the final state of a task, given the first state

A evolução de sistemas distribuídos resultou em aumento significativo de complexidade para manutenção e gerenciamento, tornando pouco eficientes técnicas convencionais baseadas em intervenções manuais. Isso motivou pesquisas que deram origem ao paradigma de computação autônoma (Autonomic Computing), que provê aspectos de auto-configuração, auto-recuperação, auto-otimização e auto-proteção a fim de tornar sistemas auto-gerenciáveis. Nesse contexto, esta tese teve como objetivo prover autonomia a ambientes distribuídos, sem a necessidade de mudar o paradigma de programação e as aplicações de usuários. Para isso, propôs-se uma abordagem que emprega técnicas para compreensão e predição de dinâmicas comportamentais de processos, utilizando abordagens de sistemas dinâmicos, inteligência artificial e teoria do caos. Os estudos realizados no decorrer desta pesquisa demonstraram que, ao predizer padrões comportamentais, pode-se otimizar diversos aspectos de computação distribuída, suportando tomadas de decisão autônomas pelos ambientes. Para validar a abordagem proposta, foi desenvolvida uma política de escalonamento distribuído, denominada PredRoute, a qual utiliza o conhecimento sobre o comportamento de processos para otimizar, transparentemente, a alocação de recursos. Experimentos realizados demonstraram que essa política aumenta o desempenho em até 4 ordens de grandeza e apresenta baixo custo computacional, o que permite a sua adoção para escalonamento online de processos / The evolution of distributed systems resulted in a significant growth in management and support complexities, which uncovered the inefficiencies incurred by the usage of conventional management techniques, based in manual interventions. This, therefore, has motivated researches towards the concept of Autonomic Computing, which provides aspects of self-configuration, self-healing, self-optimization and self-protection, aiming at developing computer systems capable of self-management. In this context, this thesis was conceived with the goal of providing autonomy to distributed systems, without changing the programming paradigm or user applications. In order to reach this goal, we proposed an approach which employs techniques capable of modelling and predicting the dynamics of application behavior, using concepts introduced in dynamical systems, artificial intelligence, and chaos theory. The obtained results demonstrated that it is possible to optimize several aspects of distributed computing, providing support for autonomic computing capabilities to distributed environments. In order to validate the proposed approach, a distributed scheduling policy was developed, named PredRoute, which uses the knowledge about the process behavior to transparently optimize the resource allocation. Experimental results demonstrated that this policy can improve the system performance by up to a power of 4, and also requires a considerably low computational cost, which suggests its adoption for online process scheduling in distributed environments

Apesar dos modelos usados em engenharia serem, em sua maioria, reconhecidamente aproximados, acredita-se que a matemática usada na física e nos próprios modelos é infinitamente precisa e que tais teorias físicas poderiam prever completamente qualquer evento relacionado às variáveis equacionadas. No limite, seria possível prever o estado do universo em qualquer instante, crença esta chamada de determinismo. Claro está que essa pretensão é apenas de princípio, sendo impossível na prática. No entanto, pesquisas sobre os fundamentos da matemática e outras teorias matemáticas desenvolvidas no século XX sugerem que a matemática (e, consequentemente, a física) teria certos limites inerentes. A análise feita nesta tese fundamenta seus argumentos na Teoria das Funções Recursivas e Computabilidade Efetiva e na Teoria do Caos Determinístico. O objetivo principal é tratar de apurar a existência de limites inerentes e como tais limites se aplicariam aos sistemas elétricos de potência (mais especificamente nos tópicos fluxo de carga, transitórios eletromecânicos, transitórios eletromagnéticos e eletrônica de potência) e à engenharia de controle. / Although the models used in engineering are, in most cases, admittedly approximated, it is believed that the Mathematics used in Physics and in these models, is infinitely precise and that such physical theories could fully predict any event related to variables in equations. In the limit, it would be possible to predict the state of the universe at any moment, this belief is called determinism. It is clear that this claim is only in principle, impossible in practice. However, research on the foundations of Mathematics and other mathematical theories developed in the 20th century suggest that the Mathematics (and hence Physics) would have certain inherent limitations. The analysis made in this thesis has the arguments based on the Theory of Recursive Functions and Effective Computability and the Theory of Deterministic Chaos. The main objective is to find out the existence of inherent limits and how these limits could be applied to electric power systems (more specifically to the topics load flow, electromechanical transient and electromagnetic transient and power electronics) and control engineering.

Neste trabalho demonstramos que padrões e aleatoriedade estão intimamente relacionados, ao contrário do que intuitivamente é considerado como campos opostos. Esta abordagem visa dois propósitos: por um lado, obter vantagens das propriedades caóticas para medir pseudo-aleatoriedade, e por outro lado, extrair padrões de diagramas espaço-tempo como método de reconhecimento de padrões. Este trabalho centrou-se em dois métodos relacionados com sistemas complexos, como sistemas dinâmicos de tempo discreto, redes complexas, autômatos celulares (AC) e suas combinações. O primeiro método foi explorar as propriedades das profundezas do caos como fonte de pseudo-aleatoriedade a partir de sistemas dinâmicos caóticos, como o mapa logístico e o mapa da tenda. Observamos que os padrões desaparecem e a pseudo-aleatoriedade é aumentada pela remoção de k dígitos à direita da vírgula dos pontos de uma órbita original de um mapa caótico. Portanto, foi encontrada uma fonte caótica interessante para obter geradores de números de pseudo-aleatórios (PRNGs) parametrizada por k. Um segundo método foi proposto com base na incorporação de autômatos celulares na topologia de rede, também chamada de rede-autômato, visando caracterizar as redes a partir da dinâmica espaço-temporal intrínseca dessas redes. Quatro problemas de grande demanda foram explorados, tais como (i) identificar redes sociais online; (ii) identificar organismos de diferentes domínios da vida através de suas redes metabólicas; (iii) classificar padrões de distribuição de estômatos variando de acordo com diferentes condições ambientais; e (iv) o problema de identificação de autoria. Finalmente, essa mesma abordagem foi utilizada para analisar as sequências de números pseudo-aleatórios gerados pelo padrão ouro do k-mapa logístico no contexto do reconhecimento de padrões. A abordagem proposta permitiu explorar padrões e pseudoaleatoriedade extraídos de uma miríade de sistemas com resultados bem-sucedidos em termos de acerto e boa pseudo-aleatoriedade. Além disso, este trabalho trouxe consigo progressos significativos em aplicações de reconhecimento de padrões do mundo real de um amplo ramo de campos como criptografia, criptoanálise, biologia e ciência dos dados. / In this work, we demonstrate that patterns and randomness are close related, contrary to what intuitively is considered as opposite fields. We aimed for a pattern recognition approach that aims for two purposes: (i) to take advantages from the chaotic properties as a source of pseudo-randomness in order to measure pseudo-randomness and (ii) to extract patterns from spatio-temporal diagrams obtained from complex systems models as a pattern recognition method. This work has focused on different complex systems such as discrete dynamical systems, complex networks, cellular automata (CA), and their combinations. The first method was to explore the chaotic properties in a deep-zoom manner as a source of pseudo-randomness from chaotic dynamical systems such as the logistic map and the tent map. We observed that the patterns vanish and therefore pseudo-randomness is increased by removing k right digits from the original orbit sequences. Therefore, we found an interesting chaotic source to obtain pseudo-randomness number generators (PRNGs). A second method was proposed based on the embedding of cellular automata (CA) over a network topology, also called network automata, aiming to characterize networks from the intrinsic spatio-temporal dynamics of these networks. Various on-demand problems were explored such as (i) identifying online social networks; (ii) identifying organisms from distinct domains of life through their metabolic networks; (iii) classifying stomata distribution patterns varying according to different environmental conditions; and (iv) the authorship identification problem. Finally, this same approach was used to analyze the sequences of pseudo-random numbers generated by the gold standard k-logistic map in the context of pattern recognition. So far, the proposed pattern recognition approach based on non-linear systems allowed us to explored patterns and pseudo-randomness extracted from a myriad of systems with successful results in terms of accuracy and good pseudorandomness. The proposed method has made significant progress in real-world pattern recognition applications from a wide branch of fields such as Cryptography, Cryptanalysis, Biology and Data Science.

O Texas Helimak é uma máquina toroidal de confinamento de plasma cujas linhas de campo magnético têm forma helicoidal e no qual parâmetros do plasma (como a densidade e a temperatura) são similares aos da borda e da região externa (scrape-off-layer) de um tokamak. Nesta tese foram analisados o equilíbrio e as flutuações do plasma no Texas Helimak. São apresentadas a análise e a interpretação do controle da turbulência eletrostática e do transporte turbulento de partículas pelo potencial elétrico, bias, aplicado externamente. As alterações na turbulência e no transporte causadas pela mudança do potencial elétrico externo foram investigadas em uma região do plasma com gradientes radiais uniformes. As flutuações em descargas com bias positivo ou nulo apresentam espectros de potência de banda larga e uma PDF com uma cauda acentuada que revela a ocorrência intermitente de eventos extremos. Por outro lado, as flutuações em descargas com bias negativo possuem um espectro de potência mais estreito, uma PDF mais Gaussiana e um diagrama de recorrência com mais estruturas. Um modelo de quatro ondas acopladas foi utilizado para relacionar a largura de banda da turbulência com o tempo de interação entre as ondas do modelo. Perfis radiais do transporte turbulento de partículas na direção radial foram calculados, como função do bias, e comparados com os perfis da velocidade do fluxo de plasma e seu cisalhamento. Foi mostrado que o transporte depende do perfil radial da velocidade de fluxo do plasma. Nas descargas em que essa velocidade apresenta um ponto de máximo em seu perfil radial, o perfil do transporte possui um mínimo que foi interpretado, utilizando um modelo Hamiltoniano de ondas de deriva, como sendo resultado de uma barreira de transporte onde o cisalhamento do fluxo é nulo. Em outras descargas, máximos no perfil radial do transporte foram relacionados a ressonâncias que ocorrem onde a velocidade de fase da onda é igual à velocidade do plasma. / The Texas Helimak is a toroidal confinement of plasma device with helically magnetic field lines and which plasma parameters (like the density and temperature) are similar to the edge and the scrape-off-layer of a tokamak. This thesis analyzed the equilibrium and fluctuations in the Helimak Texas plasma. We present the analysis and interpretation of electrostatic control of turbulence and turbulent particle transport by electrical potential, bias, applied externally. Changes in transport and turbulence caused by the change of external electric potential were investigated in a region of uniform radial gradients plasma. Fluctuations in discharges with positive or zero bias have broadband power spectra and a PDF with an accentuated tail that reveals the intermittent occurrence of extreme events. Moreover, fluctuations in discharges with negative bias have narrow power spectra, a more Gaussian PDF and more structures in the recurrence diagram. A four coupled wave model was used to relate the bandwidth of turbulence with the interaction time between the waves in the model. Radial profiles of turbulent transport of particles in the radial direction were calculated as a function of bias and compared to the profiles of the plasma flow velocity and its shear. It was shown that the transport depends on the radial profile of the plasma flow velocity. In that discharges where the velocity radial profile presents a point of maximum, the transport profile has a minimum which was interpreted, using a drift wave model Hamiltonian, as a result of a shearless flow transport barrier. In other discharges, the maxima in the transport radial profiles were related with resonances that occur where the wave phase velocity is equal to the plasma velocity.

En aquest treball es busca desenvolupar i provar un nou model de recerca en la Gestió de Projectes per tal de conèixer en profunditat el Èxit de la Gestió de Projectes però sota un marc conceptual d'estudi que consideri les perspectives tècniques existents així com les teories relacionades ja que a la data els Models de maduresa (Jugdev & Thomas, 2002), Lògica Difusa (Liberatore, 2002), Models de Simulació Dinàmica (Doloi & Jaafari, 2002), Treball en Equip (Loo, 2002) i de presa de decisions (McCray, Purvis, McCray, 2002) no han pogut explicar com és que el Èxit de la Gestió de Projectes, encara amb el personal més idoni i amb els millors recursos, falla (Shenhar & Dvir, 2007). El fet és que actualment les organitzacions estan optant més per projectes que per operacions per millorar els seus rendiments (Shenhar & Dvir, 2007), i els models actuals no estan sent capaços d'explicar el baix valor de l’Èxit que és identificat en els informes de" The Standish Group "i de" eGov4Dev "(Herzog, 2001). Esta manca de capacitat potser és perquè els models no han reparat en considerar el suport d'una Teoria de Projectes la qual si bé no ha estat establerta formalment com la Teoria Organitzacional, molts autors acusen la seva existència en un context pluridisciplinari emparat en les bases teòriques d'altres ciències que tenen implicació directa en el desenvolupament organitzacional, com la Teoria de la Complexitat i de l'estructuració. En aquest sentit, es construeix un nou model aprofundint en les Teories de Projectes així com en les Teories Relacionades pero des d'un punt de vista determinístic aconseguint identificar l’eficàcia de Equips com un element clau en el Èxit de la Gestió de Projectes així com a factors tradicionals i dinàmics que tenen suport a la Teoria Organitzacional i en la Teoria de la Complexitat. Una metodologia que considera l’anàlisi de factors socials i factors dinàmics és aplicada en aquest nou model en el qual necessariament s'ha de fer servir paral•lelismes epistemològics de manera de poder extreure variables d'altres camps d'investigació i provar-los en la disciplina de la Gestió de Projectes comuna forma de coneixement vàlid (Arnoult, 1976). Aquest model és provat en 6 empreses mineres que desenvolupen projectes al Perú mitjançant una regressió lineal jeràrquica i considera una mostra de 52 equips de projectes amb 5 i 6 persones per equip. Esta investigació confirma que la composició de l'equip, l’eficàcia de l'equip així com la identificació organitzacional són significatius constructes que expliquen l’Èxit de la Gestió de Projectes, així també que una elevada eficàcia d'equips de projectes i identificació organitzacional no sempre asseguren l’Èxit de la Gestió de Projectes. / En este trabajo se busca desarrollar y probar un nuevo modelo de investigación en la Gestión de Proyectos con el fin de conocer en profundidad el Éxito de la Gestión de Proyectos pero bajo un marco conceptual de estudio que considere las perspectivas teóricas existentes así cómo las teorías relacionadas ya que a la fecha los Modelos de madurez (Jugdev & Thomás, 2002), Lógica Difusa (Liberatore, 2002), Modelos de Simulación Dinámica (Doloi & Jaafari, 2002), Trabajo en Equipo (Loo, 2002) y de Toma de Decisiones (McCray, Purvis, McCray, 2002) no han podido explicar cómo es que el Éxito de la Gestión de Proyectos, aún con el personal más idóneo y con los mejores recursos, falla (Shenhar & Dvir, 2007). El hecho es que actualmente las organizaciones están optando más por proyectos que por operaciones para mejorar sus rendimientos (Shenhar & Dvir, 2007), y los modelos actuales no están siendo capaces de explicar el bajo valor del Éxito que es identificado en los reportes de "The Standish Group" y de "eGov4Dev" (Herzog, 2001). Está falta de capacidad tal vez se debe a que los modelos no han reparado en considerar el respaldo de una Teoría de Proyectos la cual si bien no ha sido establecida formalmente cómo la Teoría Organizacional, muchos autores acusan su existencia en un contexto pluridisciplinario amparado en las bases teóricas de otras ciencias que tienen implicancia directa en el desarrollo organizacional, cómo la Teoría de la Complejidad y de la estructuración. En ese sentido, se construye un nuevo modelo profundizando en las Teorías de Proyectos así cómo en las Teorías Relacionadas pero desde un punto de vista deterministico logrando identificar a la Eficacia de Equipos cómo un elemento clave en el Éxito de la Gestión de Proyectos así cómo a factores tradicionales y dinámicos que tienen respaldo en la Teoría Organizacional y en la Teoría de la Complejidad. Una metodología que considera el análisis de factores sociales y factores dinámicos es aplicada en este nuevo modelo en el que necesariamente se tiene que usar paralelismos epistemológicos de modo de poder extraer variables de otros campos de investigación y probarlos en la disciplina de la Gestión de Proyectos cómo una forma de conocimiento valido (Arnoult, 1976). Este modelo es probado en 6 empresas mineras que desarrollan proyectos en el Perú mediante una regresión lineal jerárquica y considera una muestra de 52 equipos de proyectos con 5 y 6 personas por equipo. Está investigación confirma que la composición del equipo, la eficacia del equipo así cómo la identificación organizacional son significativos constructos que explican el Éxito de la Gestión de Proyectos, así también que una elevada eficacia de equipos de proyectos e identificación organizacional no siempre aseguran el Éxito de la Gestión de Proyectos. / This paper seeks to build and test a conceptual framework of study to evaluate in depth the Success of Project Management through a new model that considers the existing theoretical perspectives as well as related theories as to the date of maturity models (Jugdev & Thomás, 2002), Fuzzy Logic (Liberatore, 2002), Dynamic Simulation Models (Doloi & Jaafari, 2002), Teamwork (Loo, 2002) and Decision Making have been unable to explain how the success ofthe Project Management even with the best staff and the best resources, fails (Shenhar & Dvir, 2007). The fact is that organizations today are opting for operations rather than projects (Shenhar & Dvir, 2007), and current models are not being able to explain the low value of the success that is identified in the reports of "The Standish Group "and" eGov4Dev" (Herzog, 2001). This lack of capacity may be because the models have not noticed considered the back of a Project theory which although it has not been formally established as organizational theory, many authors accuse their existence in a multidisciplinary context covered in theoretical foundations of other sciences which have direct implications on organizational development, as the theory of complexity and structure. On this respect, we construct a new model deepening in Project and Related Theories but considering •a deterministic point of view achieving to identify Equipment Effectiveness as a key element in the successful management of projects as well as traditional and dynamic factors that have support in organizational and complexity theory. A methodology that considers the analysis of social factors and dynamic factors is applied in this new model in which necessarily have to use parallels epistemological such that extract variables from other fields of research and testing will be tested in discipline of Project Management as a form of valid knowledge (Arnoult, 1976). This model is tested on 6 companies that develop mining projects in Peru with a Hierarchical linear regression on a sample of 52 project teams with 5 or 6 people per team. This research confirms that the composition of the team, team effectiveness and identification are significant organizational constructs that explain the success of project management, so that a high effectiveness of project teams and organizational identification does not always ensure success Project Management.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The focus of the present thesis is the nocturnal atmospheric boundary layer, under very stable conditions. In such situation, the turbulence production by the vertical wind shear may have similar magnitude to the total turbulence destruction by the thermal stratification and molecular dissipation terms. Besides being in near balance, the turbulence production and destruction are, each of them, functions of the turbulence intensity itself. This condition causes situations on which the system behaves on a manner different than that expected from each of its parts individually. Such processes are characterized, in the present study, as paths to complexity, and are analyzed separately in the different chapters that compose the thesis. In chapter 2, the coupling state between the surface and the top of the stable boundary layer (SBL) is investigated using four different schemes to represent the turbulent exchange. An idealized SBL is assumed, with fixed wind speed and temperature at its top. The formulations compared are those that solve a prognostic equation for turbulent kinetic energy (TKE) and those that directly prescribe turbulence intensity as a function of atmospheric stability. The formulation influence on the coupling state is analyzed and it is concluded that, in general, the simple TKE formulation has a better response, although it also tends to overestimate turbulent mixing. The consequences are discussed. In chapter 3, a simplified new model for the exchange between the surface and the atmosphere under stable conditions is proposed. Its main difference from previous works consists in the fact that the turbulent intensity is determined by a prognostic equation for turbulent kinetic energy (TKE), rather than by using stability functions that arbitrarily relate it to atmospheric stability. Its main novelty is the fact that, when multiple atmospheric levels are considered, it leads to complex solutions, characterizing the occurrence of the phenomenon known as global intermittency. The vertical structure of the intermittent events is analyzed, and it shown that they are generated at the surface by a local shear increase above a threshold, propagating upward through the turbulence transfer term in the TKE equation. It is proposed that such events constitute a natural characteristic of the disconnected SBL, which occurs along with low large-scale winds and clear skies. Chapter 4 is devoted to the purpose of showing that the use of stability functions that represent the turbulence intensity as its average dependence on atmospheric stability reduces the number of degrees of freedom of the system, precluding it from reaching complex solutions. Finally, in chapter 5, a detailed system dynamics analysis is applied to the model proposed in chapter 3, with the aim of identifying whether it is or not chaotic. It is shown that the system bifurcates as the wind speed at the SBL top increases, reaching period 3 for a range of situations, a sufficient condition for chaos existence. Furthermore, positive Lyapunov exponents are found, again confirming the chaotic character of the system. It is shown that the complexity arises from the nonlinear interactions between the different vertical levels considered, through the vertical turbulence transport terms. / O foco da presente tese é a camada limite atmosférica noturna, sob condições estáveis. Nesta situação, a produção de turbulência pelo cisalhamento vertical do vento pode ter magnitude similar à destruição total de turbulência devido à estratificação térmica e a dissipação molecular. Além de serem próximos no balanço, a produção de turbulência e a destruição são, cada um deles, funções da intensidade turbulenta. Esta condição causa situações nas quais o sistema se comporta de maneira diferente do que o esperado para cada uma de suas partes individualmente. Tais processos são caracterizados, no presente estudo, como caminhos para a complexidade, e são analisados separadamente em diferentes capítulos que compôem a tese. No capítulo 2, o estado de acoplamento entre a superfície e o topo da camada limite estável (CLE) é investigado usando 4 diferentes esquemas para representar a intensidade turbulenta. Uma CLE idealizada é assumida, com velocidade do vento e temperatura fixas no seu topo. As formulações comparadas são aquelas que resolvem uma equação prognóstica para a energia cinética turbulenta (ECT) e as que prescrevem diretamente a intensidade turbulenta como uma função da estabilidade atmosférica. A influência da formulação no estado de acoplamento é analisada e é concluído que, em geral, a formulação simples de ECT tem a melhor resposta, embora esta tenda a superestimar a mistura turbulenta. As consequências são discutidas. No capítulo 3, um novo modelo simplificado para interação entre a superfície e a atmosfera em condições estáveis é proposto. A principal diferença com relação a estudos anteriores, consiste no fato que a intensidade turbulenta é determinada por uma equação prognóstica para a ECT, ao invés de usar funções de estabilidade que são arbitráriamente relacionadas com a estabilidade atmosférica. A principal novidade é o fato que, quando multipos níveis atmosféricos são considerados, este apresenta soluções complexas, caracterizando a ocorrência do fenômeno conhecido como intermitência global. A estrutura vertical dos eventos intermitentes é analisada, e esta mostra que os eventos são gerados na superfície pelo aumento local do cisalhamento acima de uma fronteira, propagando-se para cima através do termo de transporte turbulento na equação da ECT. É proposto que tais eventos constituam uma característica natural da CLE desconectada, a qual ocorre em condições de ventos de grande escala fracos e com céu claro. O capítulo 4 tem como propósito mostrar que o uso de funções de estabilidade que representam a intensidade da turbulência como a dependência média desta com a estabilidade atmosférica, reduz os graus de liberdade do sistema, assim evitando que este encontre soluções complexas. Finalmente, no capítulo 5, uma análise dinâmica detalhada é aplicada no modelo proposto no capítulo 3, com meta de identificar se este é caótico ou não. É mostrado que as soluções do sistema bifurcam-se com o aumento da velocidade do vento no topo da CLE, encontrando soluções com período 3 para um intervalo de situações, uma condição suficiente para a existência de caos. Além disso, expoentes de Lyapunov positivos são encontrados, novamente confirmando o caráter caótico do sistema. É mostrado que a complexidade surge através de interações não lineares entre os diferentes níveis verticais considerados, através do termo de transporte vertical de turbulência.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:15:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FlavioPrebianca.pdf: 9416283 bytes, checksum: 8370dafefe8b91b42b5d6117aaae5da3 (MD5) Previous issue date: 2014-12-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Chua s circuit is an electronic oscillator that has a non-linearity coupled to an LC oscillator, enabling the study of experimental chaos. Using the method of feedback with sine function of the voltage from C1 capacitor, indirectly alters the nonlinear curve of the circuit, with new operation points allowing the emergence of four scroll attractors. A consequence of this feedback is the emergence of a new chaotic region in the parameter space. We present here a qualitative numerical study simulated via MULTISIM/SPICE. It also presents the study by fourth order Runge-Kutta numerical integration for the construction of the parameter space of the largest Lyapunov exponent and bifurcation diagram. It explores the crisis region in the numerical study and show the experimental attractors in this phenomenon. We seek to compare the crisis phenomenon relating the number of visits that system is in the regions +V1 and −V1. / O circuito de Chua é um oscilador eletrônico que possui uma não-linearidade acoplada a um oscilador LC, viabilizando o estudo de caos experimental. Utilizando o método de realimentação por função senoidal da tensão do capacitor C1, altera-se indiretamente a curva não linear do circuito, com novos pontos de operação do oscilador, possibilitando o surgimento de atratores de quatro rolos. Uma consequência desta realimentação ´e o surgimento de uma nova região de caos no espaço de parâmetros. Apresenta-se neste trabalho, o estudo numérico qualitativo simulado via MULTISIM/SPICE. Também apresenta o estudo por integração numérica pelo método Runge-Kutta de quarta ordem, para a construção do espaço de parâmetros do maior expoente de Lyapunov e diagrama de bifurcação. Explora-se a região de crise no estudo numérico e mostra-se atratores experimentais em tal fenômeno. Buscamos comparar o fenômeno de crise relacionando o numero de visitas que o atrator faz nas regiões +V1 e −V1.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:15:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Marques.pdf: 14630401 bytes, checksum: 352c48d8c01e0db8ba6b41f5e8317ec8 (MD5) Previous issue date: 2015-03-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main subject developed in this dissertation is the characterization of the dynamics of high-dimensional conservative systems using different statistical approaches. Looking at the conservative system phase-space, we can find chaotic and regular regions that are characterized by a random distribution of points and periodic structures formed by closed orbits, respectively. The nonlinearity parameter has a fundamental hole to the occurrence of chaotic trajectories that can get stuck for a finite time on the vicinity of regular regions. This phenomenon is known as stickiness effect and can be identified using different tools as the spectrum of finite time Lyapunov exponents or the recurrence time statistics (RTS), e.g. Throughout this dissertation, we propose to characterize this effect using such approaches and also apply a new methodology which uses the time series of the spectrum of finite time Lyapunov exponents to separate the dynamics in different regimes of motion. For this purpose, we study two conservative systems that are derived from standard map, a symplectic map extensively used to investigate the transition from regular to chaotic dynamic. The first system consists in a chain of coupled standard maps that originates a 2N-dimensional system, where N is the number of coupled maps. Using this system, from the definition of regimes of motion, we obtained the cumulative distribution of the consecutive time that the trajectory spends in a particular regime, which reproduces with a good precision the results obtained when using the RTS. The second system studied was the Modified Standard Map, which is obtained adding an action variable to the standard map. The coupling with an extra dimension allows the penetration of the regular structures by the trajectories, what was forbidden for the two-dimensional case. The application of the method of separation of regimes in this system enables a more detailed analysis of the stickiness effect, showing that only the trajectories located near the regular structures have Local Lyapunov exponents about zero. Thus, the development of this research contributes to a better understanding of the stickiness effect in high-dimensional conservative systems. / O tema principal desenvolvido nesta dissertação de Mestrado está relacionado com o estudo da dinâmica de sistemas conservativos, utilizando diferentes abordagens estatísticas. Ao analisarmos o espaço de fases de um sistema dinâmico pertencente a esta classe, podemos encontrar regiões caóticas e regulares que são caracterizadas pela distribuição aleatória de pontos e por estruturas periódicas formadas por órbitas fechadas, respectivamente. O parâmetro de não-linearidade tem um papel fundamental na existência de trajetórias caóticas que podem ser aprisionadas por um tempo finito nas proximidades das regiões regulares. Este fenômeno é conhecido como efeito stickiness, e pode ser identificado através da utilização de diferentes abordagens como, por exemplo, o espectro de Lyapunov calculado a tempo finito ou a estatística dos tempos de recorrência de Poincaré (ETR). No decorrer desta dissertação, propomos caracterizar o efeito stickiness utilizando tais abordagens, além de aplicar uma nova metodologia que consiste em analisar séries temporais do espectro de expoentes de Lyapunov afim de definir diferentes regimes de movimento. Para isso, estudamos dois sistemas conservativos multidimensionais derivados do mapa padrão, um mapa simplético muito utilizado para a investigação da transição da dinâmica regular para caótica. O primeiro deles consiste em uma rede de mapas padrão acoplados que dá origem a um sistema de 2N-dimensões, sendo N o número de mapas acoplados. Utilizando este sistema, a partir da definição de regimes de movimento, foi possível determinar a distribuição cumulativa do tempo consecutivo que a trajetória permanece em um determinado regime, sendo que os resultados obtidos por meio da análise desta quantidade podem reproduzir de forma satisfatória aqueles obtidos quando utilizamos a ETR. O segundo sistema estudado foi o Mapa Padrão Modificado (MPM), resultante do acoplamento entre uma variável ação extra e o mapa padrão tradicional. O acoplamento com uma dimensão extra permite que trajetórias penetrem nas regiões de regularidade, o que antes era proibido para o caso bidimensional. A aplicação da técnica de separação de regimes neste sistema permite uma análise mais detalhada do efeito stickiness, mostrando que apenas trajetórias que se encontram em torno das estruturas de regularidade possuem expoentes de Lyapunov Locais com valores próximos a zero. Desta forma, o desenvolvimento desta pesquisa contribui para o melhor entendimento do efeito stickiness em sistemas conservativos de alta dimensionalidade.

Esta tese de doutorado analisa dois romances do escritor Norte-Americano Robert Coover como exemplos de escrita hipertextual e de hiperficção no suporte do livro de papel. A complexidade dos romances John's Wife e The Adventures of Lucky Pierre integra os elementos culturais característicos da atual fase do capitalismo e as práticas tecnologizadas que vêm forjando uma subjetividade diferente na escrita e leitura hipertextual, a subjetividade pós-humana. Os modelos da complexidade dos romances derivam do conceito de atratores estranhos da Teoria do Caos e de rizoma da Nomadologia. As transformações no grau de corporeidade dos personagens estabelecem o plano em que se discute a turbulência e a pós-humanidade. As noções de padrões dinâmicos e atratores estranhos e os conceitos do Corpo sem Órgãos e do Rizoma são interpretados para se revisar a narratologia e chegar a categorias apropriadas ao estudo dos romances. A leitura exercitada nesta tese põe em prática a proposta de leitura corpórea de Daniel Punday. As mudanças no grau de materialidade dos personagens são associadas aos estágios de ordem, turbulência e caos na estória, agindo sobre a constituição da subjetividade ao longo do processo de leitura. A inscrição dos planos de consistência que Coover realiza para se contrapor à linearidade e acomodar as feições hipertextuais nas narrativas em papel descreve a trajetória rizomática dos personagens. O presente estudo leva a concluir que a narrativa hoje se constitui antes como um regime numa relação rizomática com outros regimes na prática cultural do que como forma e gênero predominantemente literários. Também se conclui que a subjetividade pós-humana emerge alinhada a uma identidade de classe que tem nos romances hipertextuais a sua forma literária predileta. / This doctoral dissertation analyzes two novels by the American novelist Robert Coover as examples of hypertextual writing on the book bound page, as tokens of hyperfiction. The complexity displayed in the novels, John's Wife and The Adventures of Lucky Pierre, integrates the cultural elements that characterize the contemporary condition of capitalism and technologized practices that have fostered a different subjectivity evidenced in hypertextual writing and reading, the posthuman subjectivity. The models that account for the complexity of each novel are drawn from the concept of strange attractors in Chaos Theory and from the concept of rhizome in Nomadology. The transformations the characters undergo in the degree of their corporeality sets the plane on which to discuss turbulence and posthumanity. The notions of dynamic patterns and strange attractors, along with the concept of the Body without Organs and Rhizome are interpreted, leading to the revision of narratology and to analytical categories appropriate to the study of the novels. The reading exercised throughout this dissertation enacts Daniel Punday's corporeal reading. The changes in the characters' degree of materiality are associated with the stages of order, turbulence and chaos in the story, bearing on the constitution of subjectivity within and along the reading process. Coover's inscription of planes of consistency to counter linearity and accommodate hypertextual features to the paper supported narratives describes the characters' trajectory as rhizomatic. The study led to the conclusion that narrative today stands more as a regime in a rhizomatic relation with other regimes in cultural practice than as an exclusively literary form and genre. Besides this, posthuman subjectivity emerges as class identity, holding hypertextual novels as their literary form of choice.