A crescente preocupação com a qualidade de vida nos centros urbanos aliada ao aumento da densidade demográfica nas regiões próximas de aeroportos tem chamado a atenção das autoridades de aviação civil para a poluição sonora provocada por aeronaves. Nesse contexto, os limites de ruído externo para homologação de aeronaves tornaram-se muito restritivos nos últimos anos, com o claro objetivo de confinar o ruído no interior dos aeroportos. Com a evolução tecnológica dos motores aeronáuticos, diminuir o ruído aerodinâmico gerado por trens de pouso e hipersustentadores tornou-se uma competência fundamental para manter a competitividade da aeronave no requisito ruído. Esse trabalho estuda o mecanismo de geração de ruído aerodinâmico pelo \"slat\" através de simulações numéricas nas seguintes condições de túnel de vento: número de Mach 0,1, número de Reynolds \'Aproximadamente\' 10\'POT.6\' e ângulos de ataque 4°, 6° e 8°. As estimativas de ruído foram comparadas com medições experimentais baseadas da técnica de beamforming, tendo sido observada diferença máxima de 2:5 dB no nível global de ruído. A variação de ruído com o ângulo de ataque foi superestimada em 0:8 dB pelas simulações. O recolamento da camada cisalhante foi identificado através dos contornos de flutuação de pressão na superfície do \"slat\" como a principal fonte de ruído do \"slat\". Para explicar a diminuição do ruído com o aumento do ângulo de ataque foi proposto que as flutuações na camada cisalhante seriam intensificadas através de realimentação de energia dos vórtices capturados pela zona de recirculação na cova. A existência desse mecanismo foi testada comparando os perfis de vorticidade na cúspide e bordo de fuga do \"slat\" e espectros ao longo da trajetória da camada cisalhante para os ângulos de ataque 4° e 8°. Embora o perfil inicial da camada cisalhante seja o mesmo nas duas condições, a esteira no bordo de fuga indica que maior parcela dos vórtices é capturada na condição 4°. Como consequência, as flutuações da camada cisalhante nas proximidades do recolamento são maiores nessa condição, consistente com os maiores níveis de ruído. / The growing concern about the life quality in urban centers coupled with increasing population density in near airports areas has drawn the attention of civil aviation authorities for aircraft noise pollution. In this context, external noise limits for approval of aircraft have become very restrictive in recent years, with the clear objective to confine aircraft noise inside airports. With the technological evolution of aircraft engines, reducing noise generated by aerodynamic landing gear and highlift devices have become a core competency to keep the aircraft competitive regarding noise requirements. This work studies the generation mechanism of aerodynamic noise by slats through numerical simulations in the following wind tunnel conditions: Mach number 0.1, Reynolds number \'Approximately\' 10\'POT.6\' and angles of attack 4°, 6° and 8°. The noise estimates were compared with experimental measurements based on beamforming technique, and it was observed the maximum difference of 2:5 dB in the overall noise level. The noise variation with angle of attack was over-estimated at 0.8 dB by the simulations. The reattachment of the shear layer was identified by the contours of pressure fluctuation on the surface of the slat as the key noise generation mechanism. To explain the noise reduction when the angle of attack is increased it has been proposed that fluctuations in the shear layer would be enhanced through feedback of energy captured by the vortex recirculation zone in the slat cove. The existence of this mechanism was tested by comparing the vorticity profiles at both the cusp and trailing edge, as well as velocity fluctuation spectra along the trajectory of the shear layer for angles of attack 4° and 8 degree. Although the initial profile of the shear layer is the same in both conditions, the wake at the trailing edge indicates that a higher percentage of the vortices is trapped in the recirculation for the condition 4°. Consequently, fluctuations in the shear layer near the reattachment are greater in this condition, which is consistent with the higher noise levels.

Durante o desenvolvimento de um neurônio, genes são ativados e desativados, a anatomia se forma e as funcionalidades emergem. Estes três componentes influenciam continuamente uns aos outros. O estudo da forma, função e expressão gênica nos neurônios e no cérebro permanece um tema desafiador e com potencial a ser explorado. Neste contexto, uma importante questão ainda a ser respondida é como quantificar o inter-relacionamento entre forma, função e genes. Para isso, foram realizadas atividades envolvendo caracterização e comparação da forma neuronal, o estudo de processos dinâmicos ocorrendo em redes de estruturas ramificadas, e a comparação entre expressões gênicas. Os dados da base pública NeuroMorpho, que possui quase 6.000 neurônios segmentados, foram caracterizados utilizando-se métodos estatísticos e foram analisados pelo conceito de morfoespaço proposto por McGhee. Outra base pública explorada foi o Mouse Allen Brain Atlas, com imagens de expressão gênica de cérebros de camundongo. Foi proposta a utilização de um método baseado em diagramas de Voronoi para a comparação da distribuição espacial de densidades de expressão gênica entre genes, com o propósito de encontrar correlações entre distribuições. Também foram gerados dados sobre raízes de feijão para o estudo da influência de sua estrutura ramificada na dinâmica de propagação de doenças, seguindo o modelo SIR (Suscetível-Infectado-Recuperado). Integrando os desenvolvimentos anteriores, foi proposto um arcabouço para mensurar a influência da expressão gênica ao longo da escala biológica. Este arcabouço permite mensurar a influência da expressão gênica (escala molecular) na morfologia dos neurônios (escala celular), avançando à escala topológica formada pelas conexões sinápticas, e alcançando o nível funcional das dinâmicas sobre essa rede. Nesse contexto, deve-se ressaltar que a influência da expressão gênica é direta sobre a morfologia e indireta sobre a topologia e a dinâmica. As informações obtidas a partir do arcabouço são relevantes na investigação de como a expressão gênica influencia todo o processo, desde o neurônio individual até o funcionamento cerebral. O arcabouço proposto fornece uma metodologia sistemática, com um conjunto de ferramentas para essas análises. / During the development of a neuron, genes are turned on and off, the anatomy is shaped and the functionality emerges. These three components influence each other continuously. The study of form, function and gene expression in neurons and brain is still challenging and has many issues yet to be explored. In this context, an important question yet to be answered is how to quantify the inter-relationship between form, function and gene expression. In this way, we developed activities involving characterization and comparison of the neuronal form, the study of dynamical processes occurring in networks of branching structures, and the comparison between gene expressions. The data of the public database NeuroMorpho, which comprise almost 6,000 segmented neurons, were characterized using statistical methods and were analyzed by the concept of McGhee\'s morphospace. Another public database that was explored was the Mouse Allen Brain Atlas, with images of gene expression of mouse brains. We proposed to use a method based on Voronoi diagrams to compare the spatial distribution of the gene expression densities between genes, in order to find correlations in the distribution. We also generated data on bean roots to study the influence of their branched structures in the dynamics of disease spread, following the SIR model (Susceptible-Infected-Recovered). Integrating the previous developments, we proposed a framework to measure the gene expression influence through the biological scale. This framework allows the measurement of the gene expression (molecular scale) influence in the morphology of the neurons (cellular scale), advancing towards the topological scale formed by the synaptic connections, and reaching the functional level of the dynamics over this network. In this context, it is worth to note that the gene expression influence is direct on the morphology and indirect on the topology and dynamics. The obtained information through the framework is important on the investigation of how the gene expression influences the whole process, since the individual neuron to the cerebral functioning. The proposed framework yields a systematic methodology with a toolbox to carry out these analyses.

Este trabalho teve como objetivo adicionar ao programa computacional SAAM for Windows a capacidade de simular o transporte de poluentes em cursos d´água e substituiu com vantagens o modelo computacional QUAL2E para simulações em regime transiente para substâncias conservativas e não conservativas em casos de injeção instantânea. Desta maneira, os pesquisadores dispõem agora de uma ferramenta adicional para simulação de transporte de poluentes em cursos d´água. O SAAM foi desenvolvido originalmente para a simulação de conjuntos discretos, mas neste trabalho, o programa foi adaptado para a simulação de sistemas contínuos. O trabalho de implementação foi feito tomando-se por base a equação unidimensional de transporte de massa por advecção - dispersão adaptada ao processo de simulação do programa SAAM utilizando-se para isto o método de resolução de MacCormack. O SAAM foi implementado também com o recurso de avaliar as concentrações de DBO e OD de maneira simplificada. Foram analisados diversos cenários de transporte de massa através de simulação computacional utilizando o SAAM, o programa QUAL2E e quando possível, soluções analíticas. Os resultados obtidos nestas simulações foram bastante similares, com isso foi possível concluir que a implementação do programa SAAM foi um sucesso. / This work had as objective to implement the capacity of simulation of pollutant transport in watercourses to the program SAAM for Windows for time-variable simulations for the dispersion of conservative and non-conservative substances from instantaneous sources, as an advantageous alternative to QUAL2E. This way, researchers may have an additional tool for the simulation of pollutant transport in watercourses. SAAM was developed originally for the simulation of discrete systems; the program is now adapted for the simulation of continuous problems. This implementation was made through the use of the advection-dispersion mass transfer equation adapted to SAAM\'s simulation features, using, for numerical solution, the method of MacCormack. SAAM was also implemented for the evaluation of concentrations of BOD and DO in a simplified way. Several scenarios of mass transport were analyzed through computational simulation using SAAM, the program QUAL2E, and, when possible, analytical solutions. As the results obtained in these simulations were quite similar, it is possible to conclude that the proposed implementation to the program SAAM was successful.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-08T11:17:37Z No. of bitstreams: 1 ricardosilvacampos.pdf: 8528381 bytes, checksum: 29e3f07b2a4b4215d4e42d012e0f5df3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T13:24:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ricardosilvacampos.pdf: 8528381 bytes, checksum: 29e3f07b2a4b4215d4e42d012e0f5df3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:24:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ricardosilvacampos.pdf: 8528381 bytes, checksum: 29e3f07b2a4b4215d4e42d012e0f5df3 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho apresenta o simulador FisioPacer, que é um simulador que reproduz a propagação do pulso elétrico pelo tecido cardíaco e a sua deformação mecânica. Foi utilizado um autômato celular acoplado a um sistema massa-mola para que as simulações sejam realizadas rapidamente. Foi também utilizado um algoritmo genético para automaticamente determinar parâmetros do modelo de forma a reproduzir outros experimentos in silico e o comportamento de um ventrículo real. Com intuito de validar o modelo foram feitos setenta e dois experimentos e os resultados foram comparados com outro simulador robusto, baseado em equações diferenciais. As comparações mostraram que o FisioPacer reproduziu satisfatoriamente o comportamento do tecido, sendo até quinze mil vezes mais rápido. Além disto, foram simuladas as funcionalidades eletromecânicas de um ventrículo esquerdo a partir de dados de um paciente, obtidos via ressonância magnética. / This work proposes a computational heart model named FisioPacer, which aims to reproduce the electrical pulse propagation over the cardiac tissue and its mechanical deformation. In order to perform fast simulations, it was used a cellular automaton coupled with a mass-spring system. A genetic algorithm was also used to automatically adjust model parameters, in order to reproduce in silico experiments and a real left ventricle behavior. For the model validation, seventy two experiments were performed and the results were compared to another robust simulator, based on partial differential equations. The comparisons showed that the FisioPacer simulator could reproduce cardiac tissue electromechanics, with up to 15000-fold improvement in computational time. Furthermore, a real patient left ventricle was simulated, with data obtained via MRI.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-02T15:20:50Z No. of bitstreams: 1 catarinavieiranagahama.pdf: 3773576 bytes, checksum: ae1c4d72f2626e67a0fa112d4f0ee815 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T19:53:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 catarinavieiranagahama.pdf: 3773576 bytes, checksum: ae1c4d72f2626e67a0fa112d4f0ee815 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T19:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 catarinavieiranagahama.pdf: 3773576 bytes, checksum: ae1c4d72f2626e67a0fa112d4f0ee815 (MD5) Previous issue date: 2013-09-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sistemas de controle de vibrações estruturais são formas de proteção que visam reduzir vibrações excessivas e/ou indesejáveis induzidas por cargas dinâmicas atuantes em estruturas civis, de forma a atender os critérios de segurança, funcionalidade e conforto aos usuários. Estes sistemas podem ser classificados em passivo, ativo, híbrido e semiativo. Dentre os sistemas de controle de vibrações, os semiativos têm se mostrado bastante atrativos por aliar a confiança e a simplicidade típicas de sistemas passivos `a adaptabilidade dos sistemas ativos, destacando-se, dentre eles, os amortecedores magnetorreológicos (MR). Os amortecedores MR são dispositivos semiativos que possuem a capacidade de mudar, de maneira reversível e quando exposto a um campo magnético, de um estado líquido para um estado semi-sólido em milissegundos. Essa característica faz dos amortecedores MR uma ferramenta ideal para o controle de sistemas estruturais, pois com eles é possível administrar forças de amortecimento de forma rápida e segura, utilizando pequenas quantidades de energia. Neste trabalho, a eficiência do controle semiativo utilizando amortecedores MR aplicados a um modelo de um edifício de dois andares submetido a uma aceleração na base é estudada. Os resultados obtidos são validados através da comparação com resultados já publicados por outros autores. A metodologia adotada consiste basicamente em avaliar o comportamento dos amortecedores MR em três situações distintas: 1) funcionando como um amortecedor passivo, ou seja, aplicando-se uma voltagem constante e, portanto, sem variações de suas propriedades amortecedoras; 2) funcionando como um controlador semiativo em que a voltagem de comando dos amortecedores MR é determinada pelo algoritmo clipped optimal baseado em um regulador linear quadrático (LQR), podendo assumir o valor 0V ou voltagem máxima; e 3) funcionando como controlador semiativo com voltagem de comando otimizada, podendo assumir valores intermediários de voltagem entre 0V e voltagem máxima. Esta última estratégia é original e consiste na principal contribuição do presente trabalho. Para efeitos comparativos, o modelo estudado também foi submetido ao controle puramente ativo, supondo-se um atuador mecânico exercendo forças de controle diretamente na estrutura. Esta última estratégia permite confrontar os desempenhos do amortecedor MR com um controlador ativo. / Structural vibration control systems are means of protection which aim the reduction of excessive or undesirable vibrations caused by dynamic loads on civil structures in other to assure safety and comfort criteria. Those systems are classified into passive, active, hybrid and semi-active. Semi-active controls systems are among the most used due to reliability and simplicity reasons. The magnetorheological dampers (MR) are semi-active devices capable of changing from liquid to semisolid state in milliseconds, in a reversible manner, when exposed to a magnetic field. Due to this capability, MR dampers are considered as a perfect tool for controlling structural systems - allowing the management of damping load fast and safely, with small amount of energy. This work studies the efficiency of semi-active control systems, by means of MR dampers applied to a two-story building model subject to accelerations applied to its basis. The obtained results are compared to data available in the literature, showing good agreement. The adopted methodology consists in evaluating the MR dampers behavior in three distinct situations: 1) applied as a passive damper: under constant voltage, with no variation of dampers properties; 2) applied as a semiactive controller for which the activation voltage is determined by the clipped optimal algorithm based on a linear quadratic regulator - with voltages of 0V or a maximum value; 3) applied as a semiactive controller with optimized activation voltage, assuming voltage values ranging from 0V to a maximum value. This strategy is original and consists in the main contribution of the present work. For comparison purposes, the studied model was also subjected to purely active control, by assuming a mechanical actuator exerting control forces directly on the structure. This strategy allows confronting the performance of the MR damper with an active controller.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-04T13:49:21Z No. of bitstreams: 1 igordeoliveiraknop.pdf: 2268223 bytes, checksum: 11869c2fa9ace5606ddecd4fcc586104 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:59:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 igordeoliveiraknop.pdf: 2268223 bytes, checksum: 11869c2fa9ace5606ddecd4fcc586104 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:59:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 igordeoliveiraknop.pdf: 2268223 bytes, checksum: 11869c2fa9ace5606ddecd4fcc586104 (MD5) Previous issue date: 2009-08-21 / Os resultados de projetos envolvendo desenvolvimento de software são melhores quando o gerente responsável possui uma certa experiência adquirida em projetos anteriores. Porém, é inviável para as instituições de ensino educar seus alunos criando projetos pilotos devido a problemas com a escala de tempo, custos e pessoal necessários. Uma alternativa para estudos de problemas que não podem ser reproduzidos dentro de uma escala viável é a modelagem. Este trabalho desenvolve uma infraestrutura computacional, independente de domínio, que serve como base para construção de aplicações que utilizam técnicas de modelagem e simulação. Esta infraestrutura é utilizada para estudos das causas e efeitos das dinâmicas encontradas em processos de desenvolvimento de software como nosso domínio de aplicação. O principal componente desta infraestrutura é a biblioteca JynaCore API, que implementa duas linguagens baseadas em Dinâmica de Sistemas para descrição dos modelos: os diagramas de estoque e fluxo e os metamodelos de Dinâmica de Sistemas. Como prova de conceito, um protótipo de simulador de uso geral é construído para realizar simulações com um conjunto de modelos encontrados na literatura sobre processos de software. Adicionalmente, apresentamos uma revisão das alternativas que permitem a modelagem de processos desenvolvimento de software em um computador e as bases teóricas para as duas linguagens de modelagem suportadas pela infraestrutura. A abordagem permite a construção de simuladores, modelos e cenários (variações de um modelo mais geral) onde os usuários das ferramentas podem experimentar diversas situações práticas em ambientes simulados. / Better results are achieved, in projects involving software development, when the responsible manager has some previous experience in projects. However, it is impossible for educational institutions to educate their students by creating pilot projects for each student, due to problems with the time scale, costs and staff. An alternative way study problems that are difficult to handle in a real scale is doing modeling. This work presents a computational infrastructure we have built, which is general purpose regarding application domain, and developed as a basis to build applications that use modeling and simulation techniques.This infrastructure is used to study the causes and effects of the dynamics found in software development processes, taken as our field of application. The main component of this infrastructure is the library JynaCore API, which implements two languages based on System Dynamics for describing the models: stock and flow diagrams and the System Dynamics Metamodels. As proof of concept, a general purpose prototype simulator is built to perform simulations with a set of models on the software processes literature. Additionally, we present a review of alternatives that allow modeling software development processes on a computer and the theoretical bases for the two modeling languages supported by the infrastructure. The approach allows the construction of simulators, models and scenarios (variations of more general models) where the users of the tool can experiment various practical situations in simulated environments.

Master's Thesis Abstract Jakub Jungwirth Understanding molecular structure of biochemically relevant molecules is of funda- mental interest for these molecules ultimately determine all functions of living organisms. Raman optical activity (ROA) is a chiroptical spectroscopic technique highly sensitive to molecular structure. This thesis presents an introduction to important concepts of ROA and two independent projects aiming to extend the possibilities of ROA, both from the- oretical and experimental points of view. The first project is a conformational analysis of dialanine, an important model peptide. A combined quantum mechanics / molecu- lar dynamics approach was used in spectral simulations and resulted in spectra with an unprecedented agreement with experiment. To obtain information about conformer equi- libria, a decomposition procedure of an experimental spectrum into calculated individual conformer spectra was coded and tested, and proved to be a viable approach. The sec- ond project was an attempt to carry out pioneering ROA measurements of amyloid fibrils, which are difficult to measure due to their inhomogeneous nature (insolubility, birefrin- gence). Within this project, the preparation protocol for such samples was improved. The performance of an all new rotational cuvette was examined and found...

Nitric Oxide (NO) has been known for long to regulate vessel tone. However, the close proximity of the site of NO production to “sinks” of NO such as hemoglobin (Hb) in blood suggest that blood will scavenge most of the NO produced. Therefore, it is unclear how NO is able to play its physiological roles. The current study deals with means by which this could be understood. Towards studying the role of nitrosothiols and nitrite in preserving NO availability, a study of the kinetics of glutathione (GSH) nitrosation by NO donors in aerated buffered solutions was undertaken first. Results suggest an increase in the rate of the corresponding nitrosothiol (GSNO) formation with an increase in GSH with a half-maximum constant EC50 that depends on NO concentration, thus indicating a significant contribution of ∙NO2 mediated nitrosation in the production of GSNO. Next, the ability of nitrite to be reduced to NO in the smooth muscle cells was evaluated. The NO formed was inhibited by sGC inhibitors and accelerated by activators and was independent of O2 concentration. Nitrite transport mechanisms and effects of exogenous nitrate on transport and reduction of nitrite were examined. The results showed that sGC can mediate nitrite reduction to NO and nitrite is transported across the smooth muscle cell membrane via anion channels, both of which can be attenuated by nitrate. Finally, a 2 – D axisymmetric diffusion model was constructed to test the accumulation of NO in the smooth muscle layer from reduction of nitrite. It was observed that at the end of the simulation period with physiological concentrations of nitrite in the smooth muscle cells (SMC), a low sustained NO generated from nitrite reduction could maintain significant sGC activity and might affect vessel tone. The major nitrosating mechanism in the circulation at reduced O2 levels was found to be anaerobic and a Cu+ dependent GSNO reduction activity was found to deliver minor amounts of NO from physiological GSNO levels in the tissue.

Master’s thesis deals with computational modeling of 3D printing process done by FDM method made from PETG material using finite element method. Research section contains a brief description of 3D printing process modeling possibilities using finite element method and summarizes fundamental mechanical properties of thermoplastics. In practical section there is an evaluation of specimens printed of PETG material tensile tests. Further there is performed a sensitivity analysis of various influences on vertical imperfection of printed part Idler and is done its design modification, which is based on results of this analysis.

This diploma thesis is concerned with the stress analysis of the total hip joint endoprosthesis ceramic head under oblique loading. Load was obtain from experimental in vivo measurement on three patients, whereas two of them was the same weight. As input variables were use contact forces, especially knee bend and standing on one leg. Furthermore they will be considered shape deflections from ideal cone, especially circle deviation, cone deviation and cone plus circle deviation together.