Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-18Bitstream added on 2014-06-13T18:40:24Z : No. of bitstreams: 1 colnago_m_me_prud.pdf: 550851 bytes, checksum: 6c5305e58ea0da83bf0f1477b3ee0756 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O estudo de equações diferenciais parciais tem merecido muito destaque nos últimos anos. O fato é que se trata de uma área muito utilizada em vários ramos da Ciência como Matemática, Física e Engenharia. Além disso, permite a modelagem de muitos problemas encontrados em nosso cotidiano e na natureza em geral. Porém, a sua utilização se torna complicada uma vez que, tais equações nem sempre apresentam o que chamamos de solução analítica. Isto só acontece com uma “pequena” classe de equações (ver [19]). Fazse então necessário, buscar outras alternativas para a resolução de tais equações e daí os métodos numéricos de resolução desempenham um papel muito importante. O método das linhas, conhecido como um método de semi-discretização, representa uma alternativa para encontrar tais soluções e tem recebido atenção na atualidade. O presente trabalho, abrange, um estudo do método das linhas em sua forma original, bem como o estudo da estabilidade desse método utilizando a dinâmica de um cabo flexível. O método não foi satisfatório tanto para o cabo inextensível quanto para o cabo extensível, logo após poucos passos no tempo, a solução se deteriorou, representando, ao nosso ver, a instabilidade do método / The study of partial differential equations has received much attention in the recent years. The fact is that this is an area widely used in various branches of science such as Mathematics, Physics and Engineering. Furthermore, it allows the modeling of many problems encountered in our activities and nature in general. However, their use becomes complicated since these equations do not always have what we call analytical solution. This only happens with a “ small” class of equations (see [19]). So, it is necessary to seek other alternatives for solving these equations, hence the numerical resolution methods play an important role. The method of lines, known as a semi-discretization method, represents an alternative to find such solutions and has received attention in the literature. This work includes a study of the method of lines in its original form, as well as to study the stability of this method using the dynamics of a flexible cable. This method was not satisfactory for both the inextensible cable and to extensible cable, after a few steps in time, the solution has deteriorated, representing, in our view, the instability of the method

Orientador: Messias Meneguette Júnior / Banca: Gilcilene Sanchez de Paulo / Banca: Erwin Doescher / Resumo: As equações diferenciais parciais hiperbólicas tem recebido uma atenção especial nos últimos anos devido sua grande aplicabilidade em diversas áreas da ciência e pelas dificuldades numéricas que elas impõem. O presente projeto leva em conta a importância do termo fonte e as implicações que isto representa na solução numérica das equações hiperbólicas, em especial nas leis de conservação. Todo o trabalho é focado no caso bidimensional das leis de conservação hiperbólicas, considerando termos fonte stiff. Este tipo de termo fonte impõe diferença de escala de propagação das ondas e das escalas advindas do próprio termo fonte. A equação hiperbólica com termo fonte deve ser tratada de forma especial. Utilizando os métodos mais recomendados na prática, resolvemos tal equação separando-a em duas ou mais partes, e depois acoplamos as partes na solução final. Os métodos utilizados em cada parte separada tem grande influência na solução... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The hyperbolic partial differential equations has had special attention in recent years due to their wide application in various areas of science and the numerical difficulties they impose. This project takes into account the importance of the font term and the implications this represents in the numerical solution of hyperbolic equations, especially in conservation laws. All work is focused on the case of two-dimensional hyperbolic conservation laws, considering the font terms stiff. This type of font term imposes difference in scale propagation of waves and those scales that comes from the font term. The hyperbolic equation with font term should be treated in a special way. Using the methods recommended in practice, we solve this equation by separating it into two or more parts, and then put the parties together in the final solution. The methods used... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Fernando Antonio Moala / Banca: Carlos Aparecido dos Santos / Banca: Manoel Ivanildo Silvestre Bezerra / Resumo: A Análise de Confiabilidade é uma área bem consolidada da estatística. Antes do surgimento dos métodos de Monte Carlo via Cadeia de Markov (MCMC), a aproximação de Laplace era muito utilizada para estimação dos parâmetros, porém após isso o MCMC passou a ser mais usado. Ao afinal deste trabalho, deseja-se realizar a comparação entre ambos os métodos de estimação buscando assim um método que produza bons resultados e com excelentes propriedades. Uma característica importante fornecida pela aproximação de Laplace é fato de obter uma forma fechada para distribuição a posteriori da confiabilidade, tanto no caso da Weibull como para Gama Exponenciada (GE). Também foi desenvolvido prioris conjugadas para o parâmetro e a confiabilidade para ambas distribuições. Esta propriedade facilita a obtenção dos momentos amostrais assim como o cálculo de intervalos. A distribuição Weibull é muito utilizada na análise de confiabilidade e outras áreas, assim como: climatologia, medicina, entre outras. A distribuição GE não é tão utilizada, mas apresenta diferentes comportamentos para o risco, além de possuir apenas um parâmetro para ser estimado. / Abstract: Reliability Analysis is a well-established area of statistics. Before the method Monte Carlo via Markov Chain (MCMC), the Laplace approximation was widely used for parameter estimation, but after that the MCMC became more used. At the end of this work, it is desired to carry out the comparison between both estimation methods, thus seeking a method that produces good results and excellent properties. An important feature provided by the Laplace approximation is that it obtains a closed form for posterior distribution of reliability, both in the case of Weibull and the Exponential Gamma (EG). We also developed conjugated priori for the parameter and the reliability for both distributions. This property makes it easier to obtain sample moments as well as the calculation of intervals. The Weibull distribution is widely used in the analysis of reliability and other areas, as well as: climatology, medicine, among others. The EG distribution is not so widely used, but presents different risk behaviors, besides having only one parameter to be estimated. / Mestre

Orientador: Vanessa Avansini Botta Pirani / Banca: Marcelo Messias / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Resumo: Neste trabalho, ser a apresentado um estudo detalhado da estabilidade dos pontos de equilíbrio de alguns modelos matemáticos que representam o funcionamento de um ciruito elétrico que possui o memristor em sua composição, além dos outros componentes elétricos, formados por sistemas de equações diferenciais ordinárias de terceira e quarta ordens, envolvendo funções lineares por partes. Em tal processo e de fundamental importância o conhecimento de resultados relacionados a zeros de polinômios, pois a análise da estabilidade de tais sistemas está relacionado a determina ção dos autovalores da matriz dos coeficientes do sistema. Em tal estudo ser a utilizado o Critério de Routh-Hurwitz. / Abstract: In this work, a detailed study of the stability of the equilibrium points of some mathematical models that represent the that represent the behavior of an electrical circuit with a memristor in your composition, consisting, consisting of ordinary di erential equations of third and fourth order systems, involving piecewise linear functions. In this theory is very important the study of results related to the zeros of polynomials, because the stability analysis of these systems is related to the eigenvalues of the coe cient matrix of the system. The Routh-Hurwitz criterion will be used. / Mestre

Orientador: Aparecida Doniseti Pires de Souza / Coorientador: Adriano Ferreti Borgatto / Banca: Mariana Curi / Banca: Maria Raquel Miotto Morelatti / Resumo: Este trabalho apresenta uma aplicação da Teoria da Resposta ao Item (TRI), mais especi camente do modelo logístico unidimensional de três parâmetros, para a construção de uma escala para medir pro ciência em conteúdos matemáticos básicos. Os itens que compõem o instrumento de avaliação foram elaborados a partir de uma Matriz de Refer ência construída com base nas matrizes do Sistema de Avaliação da Educação Básica (SAEB). Os temas abordados incluem espaço e forma, grandezas e medidas, número e funções, envolvendo álgebra e funções. A calibração dos parâmetros e a estimação das pro ciências foram feitas utilizando abordagem bayesiana. Os resultados mostraram que a maioria dos itens propostos permite avaliar a pro ciência do ingressante, sendo nove entre os trinta e dois que compuseram a prova, classi cados como itens âncoras. No entanto, novos itens precisam ser incluídos para que em parte da escala as habilidades sejam melhor estimadas / Abstract: This article o ers an application of the Item Response Theory (IRT), more speci cally, of the one-dimensional logistic model of three parameters, for the construction of a scale to measure pro ciency in basic mathematical content. The items making up the evaluation tool were developed from a Reference Matrix based on matrices of the Basic Education and Evaluation System (SAEB). The topics include space and form, quantities and measures, number and functions involving algebra and functions. The calibration of parameters and estimation of pro ciencies were carried out using the Bayesian approach. The results showed that most of the proposed items enable evaluation of entrant pro ciency, nine of the thirty-two making up the test being classi ed as anchor items. However, new items need to be included so that the scale of skills can be better estimated / Mestre

Orientador: Analice Costacurta Brandi / Banca: Gilcilene Sanchez de Paulo / Banca: Marcio Teixeira Mendonça / Resumo: O presente trabalho investiga a transição laminar-turbulenta devido a ondas de Tollmien-Schlichting para o escoamento de Poiseuille incompressível, bidimensional, de um uido viscoelástico, utilizando a equação constitutiva Giesekus. A Teoria de Estabilidade Linear e a Simulação Numérica Direta são utilizadas para veri car a estabilidade de escoamentos de uidos viscoelásticos a perturbações não estacionárias. Na análise LST a equação de Orr-Sommerfeld é modi cada para um uido viscoelástico e resolvida pelo método da estimativa (Shooting). Enquanto que, na formulação DNS, as equações de Navier-Stokes, juntamente com a equação constitutiva Giesekus, são resolvidas utilizando métodos de diferenças nitas compactas de alta ordem. Com o objetivo de avaliar as curvas neutras de estabilidade e as taxas de ampli cação, diferentes simulações numéricas são realizadas variando-se os parâmetros adimensionais no modelo Giesekus e comparando com o uido Newtoniano. As técnicas LST e DNS mostraram-se ferramentas e cientes na análise espacial da estabilidade de escoamentos viscoelásticos do tipo Giesekus, permitindo uma melhor compreensão da in uência dos parâmetros adimensionais desses escoamentos e contribuindo com resultados originais na veri cação da estabilidade de escoamentos viscoelásticos utilizando o uido Giesekus. / Abstract: The present work investigates the laminar-turbulent transition due to Tollmien-Schlichting waves for the incompressible two-dimensional Poiseuille ow of a viscoelastic uid, using the Giesekus constitutive equation. Linear Stability Theory and Direct Numerical Simulation are used to verify the stability of viscoelastic uid ows to unsteady disturbances. In the LST analysis, the Orr-Sommerfeld equation is modi ed to a viscoelastic uid and solved by Shooting method. Whereas, in the DNS formulation, the Navier-Stokes equations with the Giesekus constitutive equation are solved using high-order compact nite di erence methods. In order to evaluate the neutral stability curves and the ampli- cation rates, di erent numerical simulations are performed by varying the dimensionless parameters in the Giesekus model and their results are compared with the Newtonian uid. The LST and DNS techniques proved to be e cient tools to the spatial stability analysis of viscoelastic uid ows of the Giesekus type, allowing a better comprehension of the dimensionless parameters in uence of those ows, contributing with originals results to veri cation of the viscoelastics uid ows stability using Giesekus uid. / Mestre

Orientador: Cassio Machiaveli Oishi / Banca: Fabrício Simeoni de Sousa / Banca: Messias Meneguette Júnior / Resumo: Neste trabalho é apresentado o estudo de um método numérico para resolver as equações de Navier-Stokes incompressíveis em escoamentos que possuem superfícies livres e mudanças topológicas. As equações governantes são resolvidas por um método de projeção que desacopla as incógnitas velocidade e pressão. A discretização é feita através de aproximações por diferenças finitas aplicadas a uma malha computacional não-uniforme. O método numérico é aplicado para a solução de problemas envolvendo fluidos Newtonianos e não-Newtonianos. Em particular, os efeitos viscoelásticos são descritos pelo modelo Oldroyd-B, utilizando a formulação Cartesiana clássica e uma forma alternativa para a decomposição da parte polimérica do tensor tensão extra. Esta estratégia alternativa de decomposição, conhecida como Formulação Tensão Natural, é muito atual e resultados numéricos são originalmente discutidos neste trabalho. O novo código com malha nãouniforme é testado nos seguintes problemas: escoamento na cavidade (lid-driven cavity), escoamento no cross-slot, e escoamento no canal com contração. A representação da superfície livre é feita através do método Front-Tracking, que descreve a interface de forma explícita através de partículas marcadoras. O algoritmo de mudanças topológicas é baseado em uma técnica que detecta e desfaz embaraçamentos presentes na interface. Este algoritmo é testado em simulações numéricas como: o impacto entre uma gota e uma camada de fluido, o impacto entre gotas e uma pa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents the study of a numerical method for solving the incompressible Navier-Stokes equations for free-surface flows that undergo topological changes. The governing equations are solved through a projection method that decouples the velocity and pressure fields. The discretization is performed via finite differences approximations applied to a non-uniform mesh. The numerical scheme is applied for solving Newtonian and non-Newtonian fluid flows. In particular, the viscoelastic effects are described by the Oldroyd-B model, using the classic Cartesian formulation and also an alternative approach for the decomposition of the polimeric part of the extra stress tensor. This alternative decomposition strategy is known as Natural Stress Formulation, and numerical results are originally discussed in this work. The new code with a non-uniform mesh is tested in the following problems: the lid-driven cavity, the cross-slot problem, and the flow through a channel with contraction. In order to represent the free-surface, a Front-Tracking method that describes the interface explicitly using marker particles is used. The algorithm for topological changes is based in a technique that detects when the interface is tangled and untangles it. This algorithm is tested in numerical simulations such as: the impact between a drop and a layer of fluid, the impact between drops and a solid wall, and the jetting break-up process under the effect of surface tension. / Mestre

Orientador: Geraldo Francisco Donegá Zafalon / Banca: Carlos Roberto Valêncio / Banca: Wladimir Seixas / Resumo: Um quadrotor é um veículo aéreo não-tripulado (VANT). Diversos estudos sobre o controle de seu voo foram conduzidos nos últimos anos. As técnicas de domínio da dinâmica de voos são assuntos interessantes em diversas áreas em que podem ser aplicadas e a maioria das pesquisas é realizada em ambiente interno com a presença de sensores. A aplicação em ambiente externo ainda é pouco estudada devido à falta de autocontrole de voo do próprio quadrotor. Nesse cenário, foi encontrada a motivação para a confecção da proposta apresentada no trabalho, cujo principal objetivo é aplicar o método da decomposição de Adomian e analisar as soluções com outros métodos aplicados, por meio de simulações computacionais, para se ter uma solução que pode ser implementada no autocontrole de voo. Nas simulações realizadas, obtêm-se os resultados bons e significativos em relação às velocidades angulares, cuja eficiência é melhor do que outros métodos comparados. Portanto, a utilização do método da decomposição de Adomian nas equações da dinâmica de voos apresenta um bom desempenho / Abstract: The quadrotor is an unmanned aerial vehicle (UAV). Several studies on the control of its flight have been conducted in recent years. The domain techniques of dynamic flights are interesting subjects in the various areas where they can be applied and most research is carried out in the indoor environment with the presence of sensors. The outdoor applications are still little studied due to lack of self-control quadrotor own flight. In this scenario, the motivation to develop this work was found, whose aim is to apply the Adomian decomposition method and analyze the solutions with other methods applied through computer simulations to have a solution that can be deployed in flight self. In the simulations, we obtain the good and significant results in relation to the angular velocity, whose efficiency is better than other methods compared. Therefore, the use of the Adomian decomposition method in equations of dynamic flight has a good performance / Mestre

Orientador: Ivan Rizzo Guilherme / Coorientador: Daniel C. G. Pedronette / Banca: Fabrício Aparecido Breve / Banca: Jurandy Gomes de Almeida Junior / A extração de dados em páginas Web é um imp ortante problema que começou a ganhar força a partir da metade da década de 90. Um dos sub domínios dessa categoria de extração de dados p ossui como fo co os pro dutos em páginas de vendas online, dada a riqueza de informações disponibilizadas pelas lojas de e-commerce, ou comércio eletrônico, em seus portais de vendas. A extração dos dados dos produtos contidos nessas páginas, como nomes e preços, permite a criação de uma grande variedade de outras ferramentas que façam uso de tais dados com o objetivo de fornecer uma interpretação semântica a eles, como comparações entre preços praticados por diferentes lojas ou análises de hábitos de consumo. Diversas abordagens têm sido empregadas para se chegar à correta extração dos dados de interesse das páginas, fazendo uso de uma gama variada de técnicas para alcançarem seus objetivos, sendo que a técnica de Tree Matching apresenta grande destaque devido aos bons resultados. Este trabalho teve como objetivo implementar e avaliar o uso da técnica de Tree Matching para a extração de dados de produtos, especificamente o nome do produto, seu preço e, porventura, o preço promocional, em páginas de comércio eletrônico, a fim de determinar sua aplicabilidade a um sistema comercial. Foram propostas melhorias ao processo de extração com a finalidade de reduzir o tempo de resposta e aumentar a acurácia do algoritmo Generalized Simple Tree Matching. Resultados experimentais demonstraram uma precisão na extração dos dados de produtos na ordem de 93.6% sobre as páginas contidas na base Ecommerce DB e um ganho médio no tempo de resposta na ordem de 36% quando as páginas são reduzidas pelos métodos propostos neste trabalho / Web data extraction is an imp ortant issue which started b ecoming a strong line of study in the mid 90s. A sub domain of that category of study is the pro duct data extraction from online sales pages, given the wealth of information provided by stores through their websites. Data extraction of pro ducts contained in these kind of pages, like pro duct name and prices, enables the creation of a wide variety of other to ols that are able to use such data in order to provide a semantic interpretation to them, such as prices comparison among different stores and consumption habits analysis. Several approaches have b een applied to reach the target data extraction from Web pages. These approaches, in turn, use a wide range of techniques to reach their goals, and Tree Matching technique has great prominence due to its go o d results. This dissertation aimed to implement and evaluate the Tree Matching technique for the extraction of pro duct data, sp ecifically the pro duct name, its price and, p erhaps, the promotional price, on e-commerce pages, in order to determine its applicability to a commercial system. Improvements have b een prop osed to the extraction pro cess in order to reduce the resp onse time and increase the accuracy of the Generalized Simple Tree Matching algorithm. Experimental results demonstrated that the extraction process got an accuracy of about 93.6% on pages contained in Ecommerce Database and an average gain in response time of about 36% when the pages were reduced by the methods proposed in this study / Mestre

Orientador: Marcelo Messias / Banca: Luis Fernando de Osório Mello / Banca: Vanessa Avansini Botta Pirani / Resumo: Nesta dissertação fazemos um estudo de modelos biológicos do tipo Lotka-Volterra, utilizando como ferramenta principal a teoria qualitativa das equações diferenciais ordinárias. Abordamos, no plano e no espaço, alguns modelos do tipo predador-presa. Analisamos os comportamentos das soluções sob a variação dos parâmetros e tratamos com detalhes a bifurcação de Hopf, que dá origem a uma órbita periódica isolada (ciclo limite). Estudamos também um teorema devido a Li e Muldowney [16] sobre a estabilidade global de um ponto de equilíbrio para um sistema x˙ = f(x), x ∈ Rn. Aplicamos este resultado no estudo de um modelo de HIV tridimensional, provando a estabilidade global de um ponto de equilíbrio, para certos valores dos parâmetros. Para o mesmo modelo, verificamos a ocorrência de uma dupla bifurcação de Hopf, que leva ao surgimento e posterior desaparecimento de um ciclo limite, ao variarmos um dos parâmetros envolvidos no sistema. As bifurcações de Hopf ocorrem simultaneamente à perda de estabilidade global do ponto de equilíbrio / Abstract: In this work we present a study of biological models of Lotka-Volterra type, using as main tool the qualitative theory of ordinary differential equations. We analyze some two and three dimensional predator-prey models. The behavior of the solutions are studied under the variation of parameters and it is shown that a Hopf bifurcation occurs, leading to the creation of an isolated periodic orbit (limit cycle). We also study a theorem due to Li and Muldowney [16] about the global stability of an equilibrium point of a system x˙ = f(x), x ∈ Rn. We apply this result in the analysis of a three dimensional model of HIV with treatment, showing the global stability of an equilibrium point, for certain parameter values. For the same model, we prove the occurrence of two Hopf bifurcations, leading to the birth and subsequent death of a limit cycle, when we vary one of the parameters of the model. The Hopf bifurcations occurs simultaneously to the lack of global stability of the equilibrium point / Mestre