A análise da mecânica respiratória em tempo real pela Técnica de OscilaçõesForçadas (FOT) Monofrequência é de interesse nos estudos clínicos e diagnósticos de doenças respiratórias. Entretanto, ainda é escassa a análise de asmáticos com esta técnica. O presente trabalho avalia a contribuição da FOT monofrequência na análise das alterações mecânicas ao longo do ciclo respiratório e da dinâmica da impedância do sistema respiratório (Zrs) de asmáticos. Na primeira fase do estudo, 14 voluntários sadios (GC) e 70 asmáticos foram incluídos. Destes, 13 asmáticos apresentaram espirometria normal (NE), e o restante apresentava obstrução leve (OL; n=26), moderada (OM; n=18) e acentuada (OA; n=13). Através da FOT foram analisadas a impedância total do sistema respiratório (Zt), a impedância inspiratória e expiratória (Zi e Ze), a impedância no início da inspiração e da expiração (Zii e Zie), a impedância pico-a-pico (diferença entre Zii e Zie) e a variação média da impedância (diferença entre Zi e Ze). Na segunda fase do estudo, a dinâmica do sistema respiratório foi analisada através da variabilidade da impedância, traduzida pelo desvio padrão da Zrs (sdZrs), pelo desvio-padrão do logaritmo da Zrs (sdlnZrs) e pela sua complexidade, analisada através da entropia aproximada da Zrs (EnApZ). Foram analisados 62 pacientes asmáticos da mesma amostra, divididos em NE (n=12), OL (n=20), OM (n=18) e OA (n=12). O GC foi composto por 12 voluntários. Testes de diferenças entre médias, correlações entre os parâmetros da FOT e da espirometria, além de curvas ROC, foram usados para avaliar o potencial da FOT monofrequência na detecção das alterações mecânicas em tempo real na asma. A impedância foi maior nos asmáticos em relação ao GC, sendo progressivamente maior entre os asmáticos de acordo com o grau de obstrução: Zt (p<0,0001), Zi (p<0,0001), Ze (p<0,0001), Zii (p<0,0001), Zie (p<0,0001), Zpp (p<0,0001) e &#916;Zrs (p<0,0001). A dinâmica do sistema respiratória sofreu diferenças significativas em asmáticos. Houve aumento significativo de sdZrs com o grau de obstrução brônquica (p<0,0001), enquanto a complexidade do sistema diminuiu (EnApZ; p<0,002). Correlações excelentes ocorreram entre VEF1/CVF e Zt (r=-0,76), Ze (r=-0,77) e Zie (r=-0,78), enquanto correlações razoáveis foram verificadas entre os parâmetros espirométricos com sdZrs e EnApZ. Os melhores parâmetros para uso diagnóstico na asma foram Zt, Zi, Ze, Zii e Zie com AUC adequada para identificar obstrução leve e de alta acurácia para identificar obstrução moderada e acentuada. O sdZrs foi adequado para identificar obstrução moderada e acentuada. Estes resultados estão em concordância com os fundamentos fisiopatológicos da asma. A FOTmonofrequência permite uma análise não invasiva e detalhada do sistema respiratório de asmáticos nas diferentes fases do ciclo respiratório. A impedância respiratória, principalmente na fase inspiratória, traduz as alterações mecânicas na asma. A dinâmica do sistema respiratório está alterada na asma, com maior variabilidade e menor complexidade do sinal de impedância respiratória, caracterizando um sistema com menor adaptabilidade a condições de maior demanda metabólica presentes na vida diária. Estes resultados confirmam o elevado potencial de uso clínico e científico desta metodologia na avaliação de pacientes com asma. / The analysis of respiratory mechanics in real time by Monofrequency FOT is of great interest in clinical and diagnosis studies of respiratory diseases. However, the use of this technique for the analysis of patients with asthma is still limited. The present study evaluates the contribution of the Monofrequency FOT in the analysis of changes in respiratory mechanics during the breathing cycle and the dynamics of the respiratory system of asthmatics. In the first phase of the study, 14 healthy volunteers (CG) and 70 asthmatics were included. Among them, 13 patients with asthma had normal spirometry (NE), and the others showed mild obstruction (n=26), moderate (n = 18) and severe (n=13). The parameters analyzed through FOT were the total impedance of the respiratory system (Zt), the inspiratory and expiratory impedance (Zi and Ze) and the impedance at the beginning of inspiration and expiration (Zii and Zie). The impedance peak-to-peak (Zii - Zie) and the mean of impedance (Zi - Ze) were also evaluated. In the second phase, the respiratory system dynamics was analyzed through the impedance variability, reflected by the standard deviation of Zrs (sdZrs), and the standard deviation of the Zrs logarithm (sdlnZrs), and an impedance complexity was analyzed through the approximated entropy of the Zrs (ApEnZ). 62 patients with asthma were analyzed, divided into NE (n=12), mild (n=20), moderate (n=18) and severe (n=12). The CG was composed by 12 volunteers. Tests of differences between means, correlations between the FOT parameters, spirometry, and ROC curves, were used to evaluate the potential of Monofrequency FOT in the detection of asthma mechanical changes in real-time. The respiratory impedance was higher in asthmatics than in CG, being progressively bigger among asthmatics according to obstruction degree: Zt (p<0.0001), Zi (p<0.0001), Ze (p<0.0001), Zii (p<0.0001), Zie (p<0.0001), Zpp (p<0.0001) and &#916;Zrs (p<0.0001). The dynamics of the respiratory system suffered significant differences in asthmatics. There was a significant increase in sdZrs with the bronchial obstruction degree in asthma (p<0.0001), while the complexity of the system decreased (ApEnZ, p<0.002). Excellent correlations occurred between FEV1/FVC and Zt (r=-0.76), Ze (r=-0.77) and Zie (r=-0.78), while reasonable correlations were found between spirometric parameters with sdZrs and ApEnZ. The best parameters to be used in asthma diagnosis were Zt, Zi, Ze, Zii Zie with adequate AUC to identify mild obstruction and high accuracy in identifying moderate and severe obstructions. The sdZrs was adequated to identify moderate and severe obstruction. These results are in close agreement with the pathophysiologic basis of asthma. The Monofrequency FOT allows a noninvasive analysis of the asthmatics respiratory system in the different phases. The respiratory impedance, especially during inspiration, reflects on the mechanical changes in asthma. The respiratory system dynamics is altered in asthma, with greater variability and less complexity of the respiratory impedance signal, characterizing a system with less adaptability to conditions of greater metabolic demand on the daily life. These results confirm the high potential of clinical and scientific use of this methodology to evaluate patients with asthma.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-12-29T17:50:30Z No. of bitstreams: 1 AlineAmabileViolBarbosa_TESE.pdf: 6434010 bytes, checksum: e3a07408423ecca8798dc99b1a3c1f71 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-02T20:15:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlineAmabileViolBarbosa_TESE.pdf: 6434010 bytes, checksum: e3a07408423ecca8798dc99b1a3c1f71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-02T20:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlineAmabileViolBarbosa_TESE.pdf: 6434010 bytes, checksum: e3a07408423ecca8798dc99b1a3c1f71 (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O recente desenvolvimento do poder de processamento computacional vem trazendo para dentro do escopo da f?sica e outras ci?ncia exatas desafios at? ent?o considerados exclusivos de ci?ncias qualitativas. M?todos e conceitos da F?sica t?m contribu?do para avan?os em diversas ?reas, dentre elas neuroci?ncia. Vimos na presente tese de doutorado estudar o comportamento do c?rebro humano em estado alterado de consci?ncia, a partir de mapas funcionais gerados por resson?ncia magn?tica funcional (fMRI, {\it functional Magnetic Ressonance}) usando ferramentas da f?sica estat?stica e da teoria de redes complexas. Analisamos dados de fMRI do c?rebro de sujeitos em estado de repouso em duas condi??es distintas: em estado natural e em estado alterado de consci?ncia pela ingest?o de uma infus?o psicoativa, proveniente da cultura ind?gena amaz?nica, chamada Ayahuasca. Em linhas gerais fomos guiados por duas perguntas. O Ayahuasca causa diferen?as nas redes funcionais do c?rebro? Como quantificar essas diferen?as? Inicialmente constru?mos redes complexas usando os dados de fMRI para mapear informa??es das redes funcionais do c?rebro de cada sujeito em ambas condi??es. A seguir analisamos as propriedades estat?sticas e topol?gicas dessas redes. Comparando as redes geradas a partir dos dados adquiridos antes e depois da ingest?o do Ayahuasca, detectamos duas mudan?as importantes nas propriedades estat?sticas e topol?gicas. Encontramos primeiramente um aumento na entropia de Shannon da distribui??o de grau. Encontramos tamb?m uma segunda mudan?a importante: Uma varia??o na topologia que interfere nas efici?ncias das redes referentes ao estado alterado. Parte das mudan?as nas efici?ncias de rede v?o al?m do que pode ser explicado exclusivamente pelo aumento de entropia. Interpretamos e discutimos esses dois resultados no contexto de neuroci?ncia. Comentamos tamb?m sobre a como a quantifica??o de informa??es das redes funcionais pode ser melhorar nossa compreens?o do funcionamento do c?rebro humano e, consequentemente, contribuir para o desenvolvimento de novas metodologias em diagn?stico e tratamento de dist?rbios psiqui?tricos ainda pouco compreendidos. / An important problem in nonlinear dynamics and statistical physics relates to the quantitative description of the behavior of complex systems. The human brain is one such system. Methods and concepts used in physics have contributed to the development of diverse fields, including neuroscience. In this thesis, we investigate the behavior of the human brain in altered states of consciousness. We study the functional maps of the brain generated by functional magnetic resonance imaging (fMRI), using the tools of statistical physics and the theory of complex networks. We analyze resting state fMRI data of the brains of 9 human subjects under two distinct conditions: under normal waking state and in an altered state of consciousness, induced by ingestion of the psychoactive infusion known as Ayahuasca, of Amazonian indigenous origin. Our study was broadly motivated by two questions: Does Ayahuasca affect the functional brain networks? How can we quantify these effects? We initially constructed complex network models of the brain using the fMRI data, before and after ingestion of Ayahuasca. We next analyzed the statistical and topological properties of these networks. Comparing the networks generated from the data before and after Ayahuasca ingestion, we find some significant changes which we highlight: an increase in the Shannon entropy, a increase in the mean geodesic distance and changes in network efficiencies. The increase in mean distance indicates a global expansion of the brain networks. This suggests a decrease in global integration of brain regions. Moreover, the increase in the entropy of the degree distribution suggests an increase in the range of possibilities of functional patterns. The change in the network efficiencies goes beyond what can be accounted for by the changes in degree distribution. We discuss and present potential interpretations of our results in the context of neuroscience.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-09T22:35:46Z No. of bitstreams: 1 EbertonDaSilvaMarinho_TESE.pdf: 27289302 bytes, checksum: afbb77aed251ffa31c13cdae992f063a (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-13T21:12:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EbertonDaSilvaMarinho_TESE.pdf: 27289302 bytes, checksum: afbb77aed251ffa31c13cdae992f063a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T21:12:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EbertonDaSilvaMarinho_TESE.pdf: 27289302 bytes, checksum: afbb77aed251ffa31c13cdae992f063a (MD5) Previous issue date: 2016-08-22 / O Compressive Sensing (CS) ? uma t?cnica de processamento de dados eficiente na recupera??o e constru??o de sinais a partir de uma taxa de amostragem menor que a requerida pelo teorema de Shannon-Nyquist. Esta t?cnica permite uma grande redu??o de dados para sinais que podem ser esparsamente representados. A Transformada Wavelet tem sido utilizada para comprimir e representar muitos sinais naturais, incluindo s?smicos, de uma forma esparsa. H? diversos algoritmos de reconstru??o de sinais que utilizam a t?cnica de CS, como por exemplo: o $\ell_1$-MAGIC, o Fast Bayesian Compressive Sensing (Fast BCS) e o Stagewise Orthogonal Matching Pursuit (StOMP). Esta tese compara a recupera??o de tra?os s?smicos sob uma perspectiva estat?stica usando diferentes m?todos do CS, transformadas wavelets e taxas de amostragens. Mediu-se a correla??o entre o Erro Relativo (ER) de recupera??o pelo CS e as medi??es: coeficiente de varia??o, assimetria, curtose e entropia do sinal original. Parece haver uma correla??o entre a curtose e entropia do sinal com o ER de reconstru??o pelo CS. Ademais, foi analizado a distribui??o do ER no CS. O $\ell_1$-MAGIC teve melhores resultados para taxas de amostragens at? 40%. Al?m disso, a distribui??o do ER no $\ell_1$-MAGIC teve mais histogramas normais, sim?tricos e mesoc?rticos que no Fast BCS. Entretanto, para taxas de amostragem acima de 50%, o Fast BCS mostrou um melhor desempenho em rela??o ? m?dia do ER.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-07-17T12:20:22Z No. of bitstreams: 1 HelidaSallesSantos_TESE.pdf: 6177162 bytes, checksum: 3e3935ed1c0efa5f16f7de60ceabc0ea (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-07-17T15:49:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 HelidaSallesSantos_TESE.pdf: 6177162 bytes, checksum: 3e3935ed1c0efa5f16f7de60ceabc0ea (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-17T15:49:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HelidaSallesSantos_TESE.pdf: 6177162 bytes, checksum: 3e3935ed1c0efa5f16f7de60ceabc0ea (MD5) Previous issue date: 2016-12-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Este trabalho tem o objetivo de introduzir uma nova classe de medidas de inclus?o difusa entre conjuntos difusos. Esta nova abordagem foi baseada nas axiomatiza??es mais conhecidas com a vantagem de utilizar o m?todo de constru??o de tais medidas agregando os operadores de implica??o. Esses operadores satisfazem algumas propriedades que t?m sido amplamente investigadas na literatura, de forma que, por exemplo, a medida de inclus?o proposta por Goguen torna-se um caso particular da nossa proposta de medida de inclus?o. Apresentamos tamb?m diferentes m?todos de constru??o utilizando automorfismos e provamos que com tais medidas podemos construir n?o s? medidas de entropia, mas tamb?m dist?ncias, fun??es p?nalti e medidas de similaridade entre conjuntos difusos. / The idea of inclusion for fuzzy sets was firstly introduced by L. Zadeh in 1965 and since then many other studies proposed alternatives to indicate a degree to which a fuzzy set is included into another fuzzy set, called an inclusion degree or a subsethood measure. In this work we present a new class of fuzzy subsethood measures between fuzzy sets. We introduce a new definition of a fuzzy subsethood measure as an intersection of other axiomatizations by aggregating fuzzy implication operators. We also provide some construction methods to obtain these fuzzy subsethood measures. With our approach we recover some of the classical measures which have been discussed in the literature, as the one given by Goguen. We also show how we can use our developments to generate fuzzy entropies, fuzzy distances, penalty functions and similarity measures. Finally we study some fuzzy indexes generated from this new class of fuzzy subsethood measures.

Esta tese promove uma integração entre Finanças e Teoria de Informação para criação de um ambiente alternativo para a determinação do preço racional da opção européia simples ordinária sobre ação e ativo de renda fixa (bond). Uma das características deste novo ambiente de determinação de preço racional é poder continuar utilizando o cálculo newtoniano em vez do estocástico. Cria uma notação matemática precisa e completa para a Teoria da Informação e a integra com a teoria de Finanças em condições de incerteza. Integra as abordagens entrópicas de determinação do preço racional da opção européia simples ordinária de Gulko (1998 e 1998a) e de Yang (1997). Define precisamente o mundo com preço da incerteza neutralizado (risk-neutral world), o mundo martingale, o mundo informacionalmente eficiente e o mundo entrópico e suas implicações para a Ciência do Investimento e, mais especificamente, para a determinação do preço racional de ativos básicos e derivativos. Demonstra detalhadamente a fórmula do preço racional da opção européia simples ordinária de Black-Scholes-Merton, melhorando a notação matemática, simplificando (eliminando a abordagem martingale) e complementando a demonstração feita por Baxter & Rennie (1998). Interrompe uma sucessão de trabalhos que estabelecem uma forma equivocada de calcular o preço da opção européia simples ordinária. Esse erro teve sua origem, muito provavelmente, numa edição de Brealey & Myers, que equivocadamente utilizou um resultado de Cox & Rubinstein (1985); esse resultado facilitava o cálculo do preço racional da opção européia simples ordinária por meio de uma tabela que evita o uso direto da fórmula de Black-Scholes-Merton. Brealey & Myers (desde a quarta edição de 1991), Luehrman (nos seus dois artigos da HBR de 1998 e um caso de 1995 pela HBS) e Edleson (caso publicado em 1994 pela HBS) ensinam que o valor percentual encontrado nessa tabela deve ser multiplicado pelo preço do valor mobiliário, quando deveria ser multiplicado pelo valor presente do preço de exercício. Os resultados mais importantes desta tese para Finanças são: (i) desenvolvimento de um método alternativo, robusto e parcimonioso, baseado no princípio da máxima entropia da Teoria da Informação e do Sistema de Distribuições de Pearson para obtenção de uma única medida de probabilidade neutralizadora do preço da incerteza (risk-neutral probability), (ii) obtenção de fórmula prática para a determinação do preço racional da opção européia simples ordinária para ação, (iii) validação da fórmula de Black-Scholes-Merton para ação, (iv) obtenção de uma fórmula adequada para a determinação do preço racional da opção européia simples ordinária sobre um título de renda fixa (bond), (v) estimação da volatilidade implícita entrópica do preço do valor mobiliário e (vi) definição e estimação do valor em risco (value at risk) entrópico. Há ainda dois resultados importantes para a Teoria da Informação e Economia: (i) distinção mais precisa entre incerteza e risco e (ii) desenvolvimento da medida de ganho informacional da previsão aprimorando o resultado de Theil (1967) e Benish (1999) pela utilização do conceito de divergência de Kullback-Leibler. / This thesis integrates Finance and Information Theory in order to create an alternative environment to the calculation of the rational price of the simple ordinary European option over stocks and bonds. One of the features of this new environment is to allow us to continue using the Newtonian calculus instead of the stochastic one. It creates a precise and complete mathematical notation for the Information Theory and integrates it with the Finance Theory under uncertainty conditions. It integrates Gulko’s (1998 and 1998a) and Yang’s (1997) entropic approaches to the calculation of the rational price of the simple ordinary European option. It precisely defines the uncertainty-price-neutral world (risk-neutral world), the martingale world, the informationally efficient world and the entropic world and their implications to the Investment Science and, more specifically, to the calculation of the rational price of ordinary assets and derivatives. It demonstrates with details the Black-Scholes-Merton formula of the rational price of the simple ordinary European option, improves the mathematical notation, simplifies it (by eliminating the martingale approach) and completes the demonstration done by Baxter & Rennie (1998). It breaks a succession of works that established a mistaken way to calculate the price of the simple ordinary European option. This mistake had its origin, much probably, in an edition of Brealey & Myers, who erroneously used a result from Cox & Rubinstein (1985). This result facilitates the calculation of the rational price of the simple ordinary European option by using a table that avoids the direct usage of the Black-Scholes-Merton formula. Brealey & Myers (since the 1991 fourth edition), Luehrman (in his two 1998 articles in HBR and in a 1995 case in HBS) and Edleson (1994 case published in HBS) teach that the percentage value found in this table must be multiplied by the price of the asset, when in reality it should have been multiplied by the present value of the strike price. The most important results of this thesis for Finance are: (i) development of a robust and economic alternative method, based on the maximum-entropy principle of the Information Theory and on Pearson’s Distribution System, to the calculation of a unique uncertainty-price-neutral probability measure (risk-neutral probability), (ii) achievement of a practical formula to the calculation of the rational price of the simple ordinary European option on stocks, (iii) validation of the Black-Scholes-Merton formula on stocks, (iv) achievement of an adequate formula to the calculation of the rational price of the simple ordinary European option on bonds, (v) estimation of the implied entropic volatility of the price of an asset and (vi) definition and estimation of the entropic value-at-risk. There are still two important results to the Information Theory and to Economics: (i) a more precise distinction between uncertainty and risk and (ii) development of the forecast informational gain, an enhancement of the result of Theil (1967) and Benish (1999) by using the Kullback-Leibler divergence concept.

Este trabalho apresenta uma avaliação comparativa de desempenho termodinâmico de sistemas térmicos em uma unidade industrial de fabricação de celulose e papel Kraft. Foram coletados dados de projeto e operação para o sistema atual de utilidades e de um novo sistema em fase de implantação. A análise exergética é utilizada como ferramenta de avaliação quantitativa e qualitativa para os principais componentes do sistema de cogeração de energia: caldeiras de força, caldeiras de recuperação química, turbinas e válvulas redutoras. Diferentes critérios de desempenho globais e relativos são determinados através de balanços simultâneos de energia e entropia (balanços exergéticos). As irreversibilidades ou entropia gerada nos sistemas são determinadas através da exergia destruída. Esta abordagem revela os principais pontos onde a energia é degradada em sua qualidade, indicando onde devem ser buscadas alternativas de otimização termoeconômica para um melhor aproveitamento dos recursos energéticos disponíveis. / This work presents a comparative evaluation from thermodynamic performance view of thermal systems in a Kraft pulp and paper mill. The design information and the data of the industrial operation were collected for the current utility system and for the new system that has been buit. The exergy analysis is applied as the quantitative and qualitative evaluation tool for the main energy conversion systems: power boilers, chemical recovery boiler, turbines and throttling valves. Different global and relatives performance criteria are estimated by simultaneous energy and entropy balances (exergy balances). The irreversibility or generated entropy in the systems is determined by the destroyed exergy. This approach reveals the places where energy quality is mainly degraded and shows where alternatives for optimization must be sought for a better use of the available energetic resources.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho analisamos as soluÃÃes para a equaÃÃo de movimento para os osciladores de Lane-Emden, onde a massa à dada por m(t)=t^&#945;, onde &#945;>0. Os osciladores de Lane-Emden sÃo osciladores harmÃnicos amortecidos, onde o fator de amortecimento depende do tempo, &#947;(t)=&#945;/t. Obtivemos as expressÃes analÃticas de q(t), dq(t)/dt, and p(t)=m(t)(dq(t)/dt) para &#945;=2 e &#945;=4. Discutimos as diferenÃas entre as expressÃes da hamiltoniana e da energia para sistemas dependentes do tempo. TambÃm, comparamos nossos resultados com aqueles do oscilador de Caldirola-Kanai. Usamos o mÃtodo dos invariantes quÃnticos e uma transformaÃÃo unitÃria para obter a funÃÃo de onda exata de SchrÃdinger, &#968;n (q,t), e calcular para n=0 a entropia conjunta (entropia de Leipnik) dependente do tempo e as informaÃÃes Fisher para posiÃÃo (Fq) e para o momento (Fp) para duas classes de osciladores harmÃnicos quÃnticos amortecidos. Observamos que a entropia de Leipnik nÃo varia no tempo para o oscilador Caldirola-Kanai, enquanto diminui e tende a um valor constante (ln(e/2)) para tempos assintÃticos para o oscilador de Lane-Emden. Isto à devido ao fato de que, para este Ãltimo, o fator de amortecimento diminui à medida que o tempo aumenta. Os resultados mostram que a dependÃncia do tempo da entropia de Leipnik à bastante complexa e nÃo obedece a uma tendÃncia geral de aumento monotonicamente com o tempo e que Fq aumenta enquanto Fp diminui com o aumento do tempo. AlÃm disso, FqFp aumenta e tende a um valor constante (4/&#8463;^2 ) no limite em que t->&#8734;. NÃs comparamos os resultados com os do bem conhecido oscilador de Caldirola-Kanai. / In this work we analyze the solutions of the equations of motions for two Lane-Emden-type Caldirola-Kanai oscillators. For these oscillators the mass varies as m(t)=t^&#945;, where &#945;>0.We obtain the analytical expression of q(t), dq(t)/dt, and p(t)=m(t)(dq(t)/dt) for &#945;=2 and &#945;=4. These are damped-like harmonic oscillators with a time-dependent damping factor given by &#947;(t)=&#945;/t. We discuss the differences between the expressions for the hamiltonian and the mechanical energy for time-dependent systems. We also compared our results to those of the well-known Caldirola-Kanai oscillators. We use the quantum invariant method and a unitary transformation to obtain the exact SchrÃdinger wave function, &#968;n (q,t), and calculate for n=0 the time-dependent joint entropy (LeipnikÂs entropy) and the position (Fq) and momentum (Fp) Fisher information for two classes of quantum damped harmonic oscillators. We observe that the joint entropy does not vary in time for the Caldirola-Kanai oscillator, while it decreases and tends to a constant value (ln(e/2)) for asymptotic times for the Lane-Emden ones. This is due to the fact that for the latter, the damping factor decreases as time increases. The results show that the time dependence of the joint entropy is quite complex and does not obey a general trend of monotonously increase with time and that F_q increases while F_p decreases with increasing time. Also, FqFp increases and tends to a constant value (4/&#8463;^2 ) in the limit t->&#8734;.We compare the results with those of the well-known Caldirola-Kanai oscillator.

Orientador: Jose Augusto Chinellato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:35:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perassa_EderArnedo_M.pdf: 7742499 bytes, checksum: 5f8e2630e2b11b5f5965e6b95c19be9b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho são estudados os métodos de estatística bayesiana e máxima entropia na análise de dados. É feita uma revisão dos conceitos básicos e procedimentos que podem ser usados para in-ferência de distribuições de probabilidade. Os métodos são aplicados em algumas áreas de interesse, com especial atenção para os casos em que há pouca informação sobre o conjunto de dados. São apresentados algoritmos para a aplicação de tais métodos, bem como alguns exemplos detalhados em que espera-se servirem de auxílio aos interessados em aplicações em casos mais comuns de análise de dados / Abstract: In this work, we study the methods of Bayesian Statistics and Maximum Entropy in data analysis. We present a review of basic concepts and procedures that can be used for inference of probability distributions. The methods are applied in some interesting fields, with special attention to the cases where there¿s few information on set of data, which can be found in physics experiments such as high energies physics, astrophysics, among others. Algorithms are presented for the implementation of such methods, as well as some detailed examples where it is expected to help interested in applications in most common cases of data analysis / Mestrado / Física das Particulas Elementares e Campos / Mestre em Física

A análise de sistemas dinâmicos não lineares pode ser baseada em séries obtidas de modelos matemáticos ou de experimentos. Modelos matemáticos para respostas aeroelásticas associadas ao estol dinâmico são muito difíceis de obter. Neste caso, experimentos e ensaios em vôo parecem fornecer uma base mais apropriada para a análise da dinâmica não linear. Técnicas de sistemas dinâmicos baseadas em análise de séries temporais podem ser aplicadas para a aeroelasticidade não linear. Quando tem-se disponível apenas séries experimentais, as técnicas de reconstrução do espaço de estados têm sido extensivamente utilizadas. Além disso, os expoentes de Lyapunov fornecem uma caracterização qualitativa e quantitativa do comportamento caótico de sistemas não lineares, assim, um expoente de Lyapunov positivo é um forte indicativo de caos. Medidas de entropia também fornecem informações importantes da complexidade do sistema não linear, consequentemente sua aplicação às séries temporais aeroelásticas representam uma forma apropriada para identificar movimentos caóticos. Este trabalho apresenta a aplicação de técnicas da análise de séries temporais, tais como, reconstrução do espaço de estados, expoentes de Lyapunov e medidas de entropia para respostas aeroelásticas não lineares para prever o comportamento caótico. Um modelo de asa flexível foi construído e testado em túnel de vento de circuito fechado com velocidade do escoamento variando entre 9,0 e 17,0 m/s. O modelo foi montado sobre uma plataforma giratória que produzia variações no ângulo de incidência. Deformações estruturais foram capturadas por meio de extensômetros que forneciam informações da resposta aeroelástica. O método da defasagem é utilizado para reconstruir o espaço de estados das séries temporais obtidas no experimento. Para obter a defasagem utilizada na reconstrução foi usada a análise da função de autocorrelação. Para determinar a dimensão do atrator é calculada a integral de correlação. A evolução do espectro de frequências e do espaço de estados reconstruído é analisada com as variações da velocidade do escoamento e da frequência de oscilação da plataforma. Os expoentes de Lyapunov e a entropia de Rényi foram obtidos para identificar o comportamento caótico. Os resultados foram analisados com a variação da velocidade do escoamento e da frequência de oscilação da plataforma. As técnicas utilizadas foram eficientes para observar o aparecimento de mudanças no sistema e do comportamento caótico com uma escala de interação fluido-estrutura complexa para movimentos com altos ângulos de incidência. / The analysis of non-linear dynamical systems can be based on data from either a mathematical model or an experiment. Mathematical models for aeroelastic response associated to the dynamic stall behavior are very hard to obtain. In this case, experimental or in flight data seems to provide suitable basis for non-linear dynamical analysis. Dynamic systems techniques based on time series analysis can be adequately applied to non-linear aeroelasticity. When experimental data are available, state space reconstruction methods have been widely considered. Moreover, the Lyapunov exponents provides qualitative and quantitative characterization of nonlinear systems chaotic behavior, since positive Lyapunov exponent is a strong signature of chaos. Entropy measures also provide important information on the complexity of nonlinear system, therefore its application to aeroelastic time series represent a proper way to seek for chaotic motions. This work presents the application techniques from time series analysis, such as, state space reconstruction, Lyapunov exponents and entropy measures to nonlinear aeroelastic responses, in order to predict chaotic behavior. A flexible wing model has been constructed and tested in a closed circuit wind tunnel with freestream between 9,0 and 17,0 m/s. The wing model has been mounted on a turntable that allows variations to the wing incidence angle. Structural deformation is captured by means of strain gages, thereby providing information on the aeroelastic response. The method of delays has been used to identify an embedded attractor in the state space from experimentally acquired aeroelastic response time series. To obtain the time delay value to manipulate the time series during reconstruction, the autocorrelation function analysis has been used. For the attractor embeeding dimension calculation the correlation integral approach has been considered. The evolution of frequency spectra and the reconstrueted state space is analyzed for variations of the freestream and the frequency of oscilIation of the turntable. Lyapunov exponents and Rényi entropy have been achieved in order to seek for chaotic behavior. The results were analyzed with the variation of the freestream and the frequency of oscillation of the turntable. The used techniques had been efficient to observe the occurence of changes and chaotic behavior withim a range of complex fluid-structure interaction at higher angle of incidence motions.

In this dissertation we present the main results about the magnetic properties of elastic ferromagnets based on the analysis of different behaviours of the exchange parameter O (or exchange interaction). Firstly, we analyzed the variation of exchange parameter O with H and T , i.e., O vH w , O vT w and O vH,T w , obtaining an additional contribution whitout defined physically origin, vH,T w adic { ´S , which when added to the conventional entropy, conv { ´S , results in the variation of total entropy, total { ´S , obtained by Maxwell¡¦s relation. In what follows, we implement a model that includes a vibrational energy in the Einstein approximation for high temperatures, and an other with a quadratic dependence of the isothermal compressibility with the temperature by means of the relation 2 o T K ­ K y a T , so that obtain an additional contribution with defined physically origin. These additional contributions are obtained by magnetoelastic coupling to rewrite the system in terms of the exchange parameter O x that when applied to the model entropy exchange (proposal by Plaza-Campoy), leads to additional contributions to the { ´S eT curves. In a third approximation, we formulate the O parameter within the RKKY fenomenology, Ë Í o RKKY O ­ O J ç , and analyse the magnetic properties (magnetization, exchange parameter, deformation, magnetic entropy, etc.) for different regions of the RKKY curve. In this fenomenology, the exchange parameter varies in a non linear form as a function of the deformation, although when we get closer to a linear region we verified that the Bean- Rodbell model approximates well the RKKY model. Finally, we start from a generalized exchange Hamiltonian and formulate an generalized exchange energy that inserted in the Gibbs free energy, promotes an additional contribution to the magnetic properties, showing up the importance of the v1 4 w factor in the exchange hamiltonian when the exchange parameter depends on the interatomic distances. / Nesta dissertacao sao apresentados os principais resultados das propriedades magneticas de ferromagnetos elasticos baseados na analise de diferentes comportamentos do parametro de troca O (ou interacao de troca). Primeiramente, analisou-se a variacao do parametro O com H e T , ou seja, O vH w , O vT w e O vH,T w , obtendo-se uma contribuicao adicional sem origem fisica definida, vH,T w adic { ´S , que ao ser somada a entropia convencional, conv { ´S , resulta na variacao de entropia total, total { ´S , obtida a partir da relacao de Maxwell. Em seguida, nos implementamos um modelo que contem uma energia vibracional na aproximacao de Einstein para altas temperaturas, e outro com a dependencia quadratica da compressibilidade isotermica com a temperatura pela relacao v w 2 o T K T ­ K y a T , de forma a obtermos contribuicoes adicionais com uma origem fisica definida. Tais contribuicoes adicionais sao obtidas por meio do acoplamento magnetoelastico ao reescrever o sistema em termos de um parametro de troca O x que ao ser aplicado no modelo da entropia de troca (proposta por Plaza-Campoy), apresentam as contribuicoes adicionais nas curvas de { ´S eT . Em uma terceira aproximacao, formulamos o parametro O na fenomenologia RKKY, Ë Í o RKKY O ­ O J ç , e analisamos as propriedades magneticas (magnetizacao, parametro de troca, deformacao, entropia magnetica) para regioes diferentes da curva oscilatoria da interacao RKKY. Nesta fenomenologia o parametro de troca varia de forma nao linear com a deformacao, porem quando nos aproximamos de uma regiao quase linear verificamos que o modelo de Bean-Rodbell se aproxima bem do modelo RKKY. Por fim, partimos de uma hamiltoniana de troca generalizada e formulamos uma energia de troca generalizada que ao ser inserida na energia livre de Gibbs, promove uma contribuicao adicional nas propriedades magneticas, evidenciando a importancia do fator v1 4 w na hamiltoniana de troca quando o parametro de troca depende das distancias interatomicas.