Submitted by Paulo Henrique Napoli null (profpaulonapoli@gmail.com) on 2016-04-06T19:30:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado Paulo Napoli.pdf: 1852000 bytes, checksum: 99776696d500de20e37d823e0bad58fd (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-07T17:25:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 napoli_ph_me_bauru.pdf: 1852000 bytes, checksum: 99776696d500de20e37d823e0bad58fd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T17:25:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 napoli_ph_me_bauru.pdf: 1852000 bytes, checksum: 99776696d500de20e37d823e0bad58fd (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Não recebi financiamento / Essa dissertação tem como objetivo propor um método de ensino, na forma de uma sequência didática, tendo como referência metodológica a Pedagogia Histórico-Crítica, para auxiliar os professores da educação básica, particularmente da disciplina de Sociologia, a evitarem relações discriminatórias, transferidas do meio social para o ambiente escolar, as quais foram aqui chamadas de “fenômenos caóticos ressonantes”. O método foi aplicado em alunos do ensino médio, de uma escola pública, no interior de São Paulo, procurando problematizar o processo de estigmatização exercido pelos alunos nativos da cidade e sofrido por estudantes de origem nordestina, resultando na melhoria da convivência entre ambos. / This dissertation aims to propose a method of teaching in the form of a didactic sequence, having as methodological reference the Historical-Critical Pedagogy, to help teachers of basic education, particularly the discipline of Sociology, to avoid discriminatory relations, transferred from the social environment to the school environment, which are here called "resonant chaotic phenomena." The method was applied to high school students in a public school in São Paulo, seeking to problematize the stigmatization process exercised by the native students from the city and undergone by students from the Northeast, resulting in improved coexistence between them.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-19Bitstream added on 2014-06-13T18:28:57Z : No. of bitstreams: 1 chiericejunior_n_me_rcla.pdf: 1353573 bytes, checksum: 0d3edbeeb7136f9b5dedb120c4e1f5d6 (MD5) / As oscilações mecânicas quando interferem no comportamento de um sistema mecânico estão relacionadas à transferência de energia devido ao atrito. A dinâmica desses sistemas com atrito pode ser prejudicada com o surgimento de movimentos caóticos. O estudo do comportamento dinâmico dessas oscilações mecânicas é o objetivo deste trabalho e para isto propomos um sistema não-ideal que descreve um modelo físico que trata do movimento de um bloco e de um motor elétrico de corrente contínua. O bloco preso a um extremo de uma mola com o outro extremo preso a um suporte fixo está apoiado em uma correia movimentada pelo motor elétrico. Sofrendo influências da força de atrito, da força da mola e de uma força externa que age harmonicamente, o bloco muitas vezes interfere na velocidade angular do motor, causando comportamentos caóticos no sistema. Com simulações numéricas estudamos o sistema, usando a transformada rápida de Fourier, transformada wavelet, expoentes de Lyapunov, diagrama de bifurcação, seção de Poincaré, trajetórias de plano de fase e gráficos da posição do bloco em função do tempo, em busca das freqüências que fazem o bloco oscilar em movimentos periódicos e caóticos. A importância desse estudo está em mostrar que métodos distintos conduzem a um mesmo resultado. / The mechanical oscillations when they interfere in the behavior of a mechanical system are related to the transfer of energy due to the friction. The dynamics of such systems with friction can be harmed by the appearance of chaotic movements. The study of the dynamic behavior of those mechanical oscillations is the objective of this work and for this we proposed a non-ideal system that describes a physical model that treats the movement of a block and a direct current motor. The block locked to the end of a spring with the other end locked to a fixed support is rested in a belt moved by a direct current motor. Suffering influences of the friction force, the spring force and the external force that act harmoniously, the block many times interferes in the angular speed of the motor, causing chaotic behaviors in the system. With numeric simulations, we studied the system using the fast Fourier transform; wavelet transform, Lyapunov exponents, bifurcation diagram, Poincaré section, phase plane trajectories and graphs of the block position in time function, looking of the frequencies that make the block to oscillate in periodic and chaotic movements. The importance of such study is to show that different methods lead to a same result.

Orientador: José Roberto Campanha / Banca: José Manoel Balthazar / Banca: Reyolando M.L.R.F. Brasil / Resumo: As oscilações mecânicas quando interferem no comportamento de um sistema mecânico estão relacionadas à transferência de energia devido ao atrito. A dinâmica desses sistemas com atrito pode ser prejudicada com o surgimento de movimentos caóticos. O estudo do comportamento dinâmico dessas oscilações mecânicas é o objetivo deste trabalho e para isto propomos um sistema não-ideal que descreve um modelo físico que trata do movimento de um bloco e de um motor elétrico de corrente contínua. O bloco preso a um extremo de uma mola com o outro extremo preso a um suporte fixo está apoiado em uma correia movimentada pelo motor elétrico. Sofrendo influências da força de atrito, da força da mola e de uma força externa que age harmonicamente, o bloco muitas vezes interfere na velocidade angular do motor, causando comportamentos caóticos no sistema. Com simulações numéricas estudamos o sistema, usando a transformada rápida de Fourier, transformada wavelet, expoentes de Lyapunov, diagrama de bifurcação, seção de Poincaré, trajetórias de plano de fase e gráficos da posição do bloco em função do tempo, em busca das freqüências que fazem o bloco oscilar em movimentos periódicos e caóticos. A importância desse estudo está em mostrar que métodos distintos conduzem a um mesmo resultado. / Abstract: The mechanical oscillations when they interfere in the behavior of a mechanical system are related to the transfer of energy due to the friction. The dynamics of such systems with friction can be harmed by the appearance of chaotic movements. The study of the dynamic behavior of those mechanical oscillations is the objective of this work and for this we proposed a non-ideal system that describes a physical model that treats the movement of a block and a direct current motor. The block locked to the end of a spring with the other end locked to a fixed support is rested in a belt moved by a direct current motor. Suffering influences of the friction force, the spring force and the external force that act harmoniously, the block many times interferes in the angular speed of the motor, causing chaotic behaviors in the system. With numeric simulations, we studied the system using the fast Fourier transform; wavelet transform, Lyapunov exponents, bifurcation diagram, Poincaré section, phase plane trajectories and graphs of the block position in time function, looking of the frequencies that make the block to oscillate in periodic and chaotic movements. The importance of such study is to show that different methods lead to a same result. / Mestre

Orientador: Gerson Francisco / Banca: Hilda Cerdeira / Banca: Fernando Fagundes Ferreira / Banca: Antonio Fernando Crepaldi / Banaca: Camilo Rodrigues Neto / Resumo: Este trabalho trata de dois temas principais: a reamostragem de séries temporais caóticas e a análise de redes de mapas acoplados. A reamostragem de séries temporais é estudada com o objetivo de encontrar uma incerteza para os invariantes medidos de um sistema dinâmico. Quando um invariante, tal como o expoente de Lyapunov, é obtido a partir de uma série temporal, freqüentemente este valor é calculado sem que seja associada uma medida de incerteza. Isto pode causar problemas, às vezes inviabilizando determinar se um sistema é realmente caótico. No processo de reamostragem outras séries temporais, que apresentam as mesmas propriedades dinâmicas da série original, são criadas. O processo de reamostragem é baseado nos métodos de previsão de uma série temporal. Depois que várias séries temporais são obtidas, cada uma delas é utilizada para medir um invariante do sistema, no caso o exponente de Lyapunov. Cada uma das séries apresenta um valor diferente para este expoente, assim obtém-se uma distribuição de valores para tal parâmetro. Com esta distribuição é possível calcular várias estatísticas, como o desvio padrão e alguns percentis para a distribuição. Nesta tese também é realizado um estudo sobre redes de mapas acoplados. Foram analisadas redes com dimensões: um, dois e três. Para cada um destes casos foram analisadas as propriedades estatísticas, assim como as propriedades dinâmicas. A partir destas análises, é mostrado que as séries temporais destes mapas apresentam auto-similaridade. Além disso, foi possível verificar que, com o aumento da dimensão, a série temporal torna-se mais correlacionada / Abstract: This work delas with two main themes: the resampling of time series and the analysis of coupled maps. The purpose of studying time series resampling is to find uncertainty intervals for the invariants of dynamical systems. When an invariant, such as the Lyapunov exponent, is obtained from the time series, it is frequently the case that no uncertainty interval is computed. This may cause problems, even making it unfeasible to determine if a system is really chaotic. In the resampling process several time series are created, that share the same dynamical properties of the original series. This resampling process is based on methods of prediction of a time series. After several time series are obtained, each one is used to measure an invariant of the system, in this case the Lyapunov exponent. Each series presents a distinct value for this exponent, and thus a distribution of values is obtained the parameter. With this distribution it is possible to calculate several statistics, such as the standard deviation and for the distribution. This thesis also examines a study about coupled maps. It was implemented grids with dimensions 1, 2 and 3. For each case the statistical, as well as dynamical properties were analyzed. From these analyses it is shown that the time series of these maps show self-similarity. In addition, it was possible to verify that, the series becomes more correlates as the dimension is increased / Doutor

abstract: What can classical chaos do to quantum systems is a fundamental issue highly relevant to a number of branches in physics. The field of quantum chaos has been active for three decades, where the focus was on non-relativistic quantumsystems described by the Schr¨odinger equation. By developing an efficient method to solve the Dirac equation in the setting where relativistic particles can tunnel between two symmetric cavities through a potential barrier, chaotic cavities are found to suppress the spread in the tunneling rate. Tunneling rate for any given energy assumes a wide range that increases with the energy for integrable classical dynamics. However, for chaotic underlying dynamics, the spread is greatly reduced. A remarkable feature, which is a consequence of Klein tunneling, arise only in relativistc quantum systems that substantial tunneling exists even for particle energy approaching zero. Similar results are found in graphene tunneling devices, implying high relevance of relativistic quantum chaos to the development of such devices. Wave propagation through random media occurs in many physical systems, where interesting phenomena such as branched, fracal-like wave patterns can arise. The generic origin of these wave structures is currently a matter of active debate. It is of fundamental interest to develop a minimal, paradigmaticmodel that can generate robust branched wave structures. In so doing, a general observation in all situations where branched structures emerge is non-Gaussian statistics of wave intensity with an algebraic tail in the probability density function. Thus, a universal algebraic wave-intensity distribution becomes the criterion for the validity of any minimal model of branched wave patterns. Coexistence of competing species in spatially extended ecosystems is key to biodiversity in nature. Understanding the dynamical mechanisms of coexistence is a fundamental problem of continuous interest not only in evolutionary biology but also in nonlinear science. A continuous model is proposed for cyclically competing species and the effect of the interplay between the interaction range and mobility on coexistence is investigated. A transition from coexistence to extinction is uncovered with a non-monotonic behavior in the coexistence probability and switches between spiral and plane-wave patterns arise. Strong mobility can either promote or hamper coexistence, while absent in lattice-based models, can be explained in terms of nonlinear partial differential equations. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Electrical Engineering 2012

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-11T17:41:45Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Edson Praxedes dos Santos Junior - 2014.pdf: 13478577 bytes, checksum: b27d0c248d9fab2b9ccbb4c02b7d2b63 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-11T17:46:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Edson Praxedes dos Santos Junior - 2014.pdf: 13478577 bytes, checksum: b27d0c248d9fab2b9ccbb4c02b7d2b63 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-11T17:46:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Edson Praxedes dos Santos Junior - 2014.pdf: 13478577 bytes, checksum: b27d0c248d9fab2b9ccbb4c02b7d2b63 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study aimed to systematize a formula that gives the number of chaotic permutations of n objects by means of the principle of inclusion and exclusion. To do so, are developed and validated, throughout the text, basic and advanced tools of combinatorics. There is also a section devoted to problems which can be solved by the formula outa obtained and in which approaches the formula for obtaining the number of chaotic permutations by means of recurrence. / O presente trabalho teve como objetivo principal, sistematizar uma fórmula que fornece o número de permutações caóticas de n objetos por meio do princípio da inclusão e exclusão. Para isso, são desenvolvidas e validadas, ao longo do texto, ferramentas básicas e avançadas da análise combinatória. Há também uma seção destinada a problemas, que podem ser solucionados por meio da fórmula obtida e outra na qual aborda a fórmula da obtenção do número de permutações caóticas por meio de recorrência.

Made available in DSpace on 2016-04-18T21:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 4 Daniela Mitie Kato1.pdf: 3074727 bytes, checksum: 838e46df28bd97be8c86b966efbdb36b (MD5) Daniela Mitie Kato2.pdf: 1644798 bytes, checksum: 9fab5a871347c336126e7f1eebb46dd2 (MD5) Daniela Mitie Kato3.pdf: 1390068 bytes, checksum: a71d113839f5bb7d740a9d8ddd7deda0 (MD5) Daniela Mitie Kato4.pdf: 3042893 bytes, checksum: 9c6b7834f6fd7ff78c42d7435ef034b7 (MD5) Previous issue date: 2008-06-26 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / In this work, we investigate characteristics of the Power Spectral Density (PSD) of chaotic signals generated by one-dimensional maps. Usually, these signals are mentioned as having broadband and impulsive Autocorrelation Sequence (ACS). In this work, we verify that chaotic signals can be narrowband or broadband, with their power concentrated in the high or low frequencies. For a particular piecewise linear family of maps, we analytically evaluate the influence of the Lyapunov exponent on the ACS and on the PSD. We relate essential bandwidth to this exponent and to the parameter that defines a map in the family. We also consider the Manneville family of maps. In this case, the analysis is performed via computational simulations, interpreting the signals as sample-functions of a stochastic process. We relate the essential bandwidth to the Lyapunov exponent and to the family's parameter. We also relate this parameter to the return time of the intermittences. From the Telecommunication Engineering point of view, the results are relevant because they allow the emergence of new ideas for applications of chaotic signal in digital communication. / Neste trabalho investiga-se características da Densidade Espectral de Potência (DEP) de sinais caóticos gerados por mapas unidimensionais. Usualmente, refere-se aos sinais caóticos como sendo sinais banda larga e com Seqüência de Autocorrelação (SAC) na forma impulsiva. Verifica-se aqui que estes sinais podem ser banda estreita ou banda larga, com sua potência concentrada nas altas ou nas baixas freqüências. Para uma particular família de mapas lineares por partes, a influência do expoente de Lyapunov na SAC e na DEP é avaliada analiticamente. Relaciona-se a banda essencial dos sinais a este expoente e ao parâmetro que define um mapa da família. Considera-se também a família de mapas de Manneville, para a qual a análise é realizada por meio de simulações computacionais, interpretando os sinais gerados como funções-amostras de um processo estocástico. Relaciona-se a banda essencial ao expoente de Lyapunov e ao parâmetro da família e relaciona-se também este parâmetro ao tempo de retorno das intermitências. Do ponto de vista da Engenharia de Telecomunicações, os resultados obtidos são relevantes, pois possibilitam o surgimento de novas idéias de aplicações de sinais caóticos em sistemas de comunicação digital.

Orientadores : Hans Ingo Weber, Jose Manoel Balthazar, João Maurício Rosário / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T20:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Belato_Debora_D.pdf: 22468929 bytes, checksum: b008a52ab3fb5afd92f7489482994f7e (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Sistemas dinâmicos da mecânica muitas vezes unem o comportamento descrito por leis de movimento à dinâmica do seu funcionamento. Sua solução passa por hipóteses simplificadoras adotadas para obter um modelo matemático representativo e útil. Quando a fonte de energia utilizada no acionamento do movimento possui potência limitada, isto é, não há potência suficiente no motor para um correto funcionamento do mecanismo, o sistema dinâmico é dito não-ideal. Sob esta suposição, investiga-se numericamente neste trabalho o sistema não linear de um problema específico procurando identificar as condições não lineares e não-ideais de movimento. São empregadas técnicas clássicas de análise de sistemas não lineares, porém é desenvolvida uma técnica numérica nova, capaz de descrever o comportamento dinâmico das principais soluções do sistema. Esta técnica consiste no cálculo de funções polinomiais capazes de descrever a estabilidade de um conjunto de soluções em uma região limitada do retrato de fase e que fornecem também um completo diagrama de bifurcação das soluções sem que tenha sido feita qualquer simplificação nas equações diferenciais / Abstract: Several times the mechanical systems join the behavior described by laws of motion to the dynamic of their operation. Their solution pass by adopted simplified hypotheses in order to obtain a representative and helpful mathematical model. When the energy source used in the bringing to the action of the motion has limited power, i.e., there is not sufficient power in the motor for a proper working of the mechanism and the dynamic system is called nonideal. On this supposition, we numerically investigate in this work the nonlinear system of a specific problem looking for identify the nonideal and nonlinear conditions of the motion. Classical techniques of analyses of nonlinear systems are used, however it is develop a new numerical approaching, able to describe the dynamical behavior of the main solutions of the system. This technique consists in the calculation of the polynomials functions that describe the stability of a set of solutions concerning a bounded region on the phase portrait and they also provide a complete bifurcation diagram of the solutions without that any simplification in the diferential equations has been done / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

This thesis describes the comparison of time-lapse field observations of suncups on alpine snow with numerical simulations. The simulations consist of solutions to a nonlinear partial differential equation which exhibits spontaneous pattern formation from a low amplitude, random initial surface. Both the field observations and the numerical solutions are found to saturate at a characteristic height and fluctuate chaotically with time. The timescale of these fluctuations is found to be instrumental in determining the full set of parameters for the numerical model such that it mimics the nonlinear dynamics of suncups. These parameters in turn are related to the change in albedo of the snow surface caused by the presence of suncups. This suggests the more general importance of dynamical behaviour in gaining an understanding of pattern formation phenomena. / Science, Faculty of / Physics and Astronomy, Department of / Graduate

The objective of this thesis is to propose fundamental concepts, analytical and numerical tools, and approaches to characterize, understand, and better observe complex systems. The scientific contribution of this thesis can be separated in tree topics. In the first one, we show how to theoretically estimate the Mutual Information Rate (MIR), the amount of mutual information transmitted per unit of time between two time-series. We then show how a quantity derived from it can be successfully used to infer the network structure of a complex system. The proposed inference methodology shows to be robust in the presence of additive noise, different time-series lengths, and heterogeneous node dynamics and coupling strengths. It also shows to be superior in performance for networks formed by nodes possessing different time-scales, as compared to inference methods based on mutual information (MI). In the second topic, a deep analysis of causality from the space-time properties of the observed probabilistic space is performed. We show the existence of special regions in the state space which indicate variable ranges responsible for most of the information exchanged between two variables. We define a new causality measure named CaMI that explores a property we have understood: in order to detect if there is a flow of information from X to Y, one only needs to check the positiveness of the MI between trajectories in X and Y, however assuming that the observational resolution in Y is larger than in X. Moreover, we show how the assessment of causality can be done when we consider partitions with arbitrary, but equal rectangular cells in the probabilist space, what naturally facilitates the calculation of CaMI. In the third topic, we develop a symbolic coefficient of observability that allows us to understand what is the reduced set of accessible variables to observe a complex system, such that it can be fully reconstructed from the set of observed variables, regardless of its dimension. Using this symbolic coefficient, we explain how it is possible to compare different complex systems from the point of view of observability and how to construct systems of any dimensionality that can be fully observed by only one variable.