INTRODUÇÃO: O tratamento endovascular das doenças da aorta é modalidade consagrada atualmente, sendo realizado em indivíduos jovens e idosos, tanto na aorta torácica quanto na abdominal. Esta terapia baseia-se numa interação adequada entre a endoprótese e a parede aórtica. Neste sentido, o conhecimento do comportamento biomecânico da aorta é fundamental. A aorta humana é uma estrutura complexa, com comportamento biomecânico diferente de acordo com a idade, a região e a presença de doenças. Estudos com biomecânica da aorta humana não aneurismática são escassos. OBJETIVOS: Analisar os parâmetros biomecânicos de falência e as características histológicas da aorta torácica e abdominal humana, correlacionando-os com idade e gênero. MÉTODO: Testes destrutivos uniaxiais de espécimes removidos de 26 aortas frescas de cadáveres foram realizados num aparelho de tração universal. Os parâmetros biomecânicos de falência avaliados foram: força, tensão, estresse, deformação e energia de deformação. Foi realizado estudo histológico do tecido aórtico para quantificação de fibras colágenas, musculares e elásticas. RESULTADOS: Foram analisados os testes biomecânicos válidos de 153 espécimes, sendo 95 da aorta torácica e 58 da aorta abdominal. Na comparação entre aorta torácica e abdominal, realizada por análise de variância, foi observado que diâmetro (30,45 versus 23,99 mm; p < 0,001), espessura (1,69 versus 1,44 mm; p < 0,001), força máxima (6,18 versus 4,85 N; p = 0,001), tensão de falência (19,88 versus 14,53 N/cm; p = 0,001), deformação de falência (0,66 versus 0,49; p = 0,003) e a percentagem de fibras elásticas (19,39 versus 14,06 %; p = 0,011) foram maiores, com significância, na aorta torácica. As correlações de Spearman entre idade e força máxima, estresse de falência, tensão de falência, deformação de falência e energia de deformação foram negativas e significativas na aorta torácica e abdominal. As aortas do sexo masculino, através do teste t de Student, apresentaram maior força máxima e tensão de falência. Não houve diferença na composição histológica entre os gêneros. CONCLUSÕES: A aorta torácica é mais resistente e elástica que a aorta abdominal. O conteúdo de fibras elásticas é maior na aorta torácica. Os idosos apresentam aortas menos resistentes e mais rígidas que os jovens. A aorta do sexo masculino é mais resistente / INTRODUCTION: The endovascular repair of aortic diseases is currently widely performed among young and elderly patients, in both the thoracic and abdominal aorta. This treatment is based on an appropriate interaction between the stent graft and the aortic wall. Thus, it is essential to understand the biomechanical behavior of the aorta. The human aorta is a complex vessel with different biomechanical behaviors according to age, location and diseases. There are few biomechanical studies of the human nonaneurysmal aorta. OBJECTIVES: To analyze the biomechanical properties and histological composition of the human aorta according to age and gender. METHODS: Twenty-six human aortas were harvested whole from fresh cadavers during their autopsies. Each aorta was cut into strips for mechanical testing. Uniaxial tensile tests were performed on a tensile-testing machine. The failure load, failure stress, failure tension, failure strain and strain energy were calculated. A histological study was performed to measure the amount of collagen, elastin and smooth muscle cells in the aortic wall. RESULTS: A total of 153 strips were studied (95 from the thoracic aorta and 58 from the abdominal aorta). The diameter (30.45 versus 23.99 mm; p < 0.001), thickness (1.69 versus 1.44 mm; p < 0.001), failure load (6.18 versus 4.85 N; p = 0.001), failure tension (19.88 versus 14.53 N/cm; p = 0.001), failure strain (0.66 versus 0.49; p = 0.003) and elastin amount (19.39 versus 14.06 %; p = 0.011) were all significantly higher for the thoracic aorta than for the abdominal aorta. There was a significant negative Spearman\'s correlation between age and failure load, failure stress, failure tension, failure strain and strain energy. Male aortas had a higher failure load and failure tension than female aortas. No difference in the histological composition was found between the genders. CONCLUSIONS: The thoracic aorta has a higher strength and elasticity than the abdominal aorta. The elastin amount is higher in the thoracic aorta than in the abdominal aorta. The elderly have weaker and stiffer aortas than the young. Male aortas have a higher strength than female aortas

Aujourd’hui, l’un des principaux défis dans l’industrie pétrolière, et particulièrement dans le domaine de l’exploration, est l’exploitation des nouvelles ressources dans des zones structuralement complexes.Nous savons que la géométrie et le glissement le long des failles actives modifie la distribution locale des contraintes. La connaissance du champ de contrainte perturbé actuel est importante pour l’étude des tremblements de Terre, pour la planification de forages ainsi que pour la prédiction de la fracturation induite par l’hydro-fracturation et la prédiction de la réactivation des fractures. Les contraintes perturbées passées, quant à elles sont responsables du développement des fractures naturelles (préexistantes). La détection et la modélisation de celles-ci sont essentielles tant dans le domaine pétrolier (migration et piégeage des fluides) pour une exploitation efficace et à moindre coût des réserves naturelles.Comprendre et quantifier le développement spatial et temporel de ces contraintes a un impact économique non négligeable. L'analyse des paléo-contraintes a été introduite dans un premier temps par Anderson (1905 & 1942) de manière intuitive, puis dans le milieu du siècle dernier, Wallace (1951) et Bott ( 1959) proposèrent les simples postulats que le champ de contrainte est homogène et que la direction du rejet est parallèle à la traction projetée sur le plan de faille. Beaucoup de méthodes d’inversion de contraintes reposent aujourd’hui sur ce principe.Afin d’étudier la validité de l’hypothèse Wallace et Bott, une comparaison avec les vecteurs de glissement générés à partir de modèles numériques (BEM) est effectuée. En testant l’influence de multiples paramètres (géométrie, contraintes au limites du modèle, friction, coefficient de poisson, demi-espace, pression de fluide dans la faille), il est montré que les failles à géométries complexes soumises à certaines contraintes aux limites peuvent engendrer des vecteurs glissements présentant des écarts important avec les la plus grande contraintes cisaillantes résolue sur le plan de faille. A l’inverse, la présence d’une forte friction de glissement permet, dans certaines conditions, de valider l’hypothèse de Wallace et Bott. On s’attache ensuite à comparer les résultats des inversions de contraintes basées sur l’hypothèse de Wallace et Bott (appelé méthode d’inversion classique de contraintes) avec une méthode géomécanique. Pour cela, une faille à géométrie complexe est utilisée dans une étude de sensibilité (contraintes aux limites, friction, échantillonnage) permettant d’analyser l’incertitude des résultats des deux méthodes d’inversion. Cette analyse est ensuite confrontée à l’étude d’un cas de terrain, montrant les avantages et inconvénients des méthodes d’inversions classiques de contraintes.Un des principaux défis de l’industrie pétrolière est l’exploitation des ressources des zones structuralement complexes telles que les réservoirs naturellement fracturés. Connaitre l’état de contraintes hétérogène passé permet d’optimiser la modélisation de ces fractures naturelles. Etant donné que les glissements sur les failles sont difficiles à observer dans les réservoirs pétroliers, les données de d’orientation de fractures (joints, failles, stylolites) sont naturellement prises en compte lors de l’inversion des contraintes. On montre, en utilisant divers exemples de terrain et d’industrie, que dans de tels cas, l’utilisation d’inversions basée sur la mécanique est beaucoup plus appropriée. Cependant, il est parfois difficile de déterminer le type cinématique de fracture observée le long des puits, et très souvent, les zones étudiées ont subi une tectonique polyphasée. La dernière partie vise donc à résoudre le problème des données de types cinématiques non identifiables (joints, failles, stylolites…) et étend parallèlement l’inversion mécanique des contraintes à la séparation de phases tectoniques. / Today, one of the main challenges in the oil industry, especially during the exploration phase, is the exploitation of new resources in structurally complex areas such as naturally fractured reservoirs, salt diapirs, mountain ranges, and unconventional reservoirs.We know that the geometry and sliding along active faults modifies the local stress distribution. Knowing the present day perturbed stress field is important for the study of earthquakes, for the planning of the borehole drilling and stability as well as for the prediction of fractures induced by hydro-fracturing and reactivation of natural fractures. In the other side, perturbed paleostress are responsible for the development of (pre-existing) natural fractures. The detection and modeling of the latter, are essential both in the oil industry (migration and trapping of fluids) for a cost efficient recovery of natural reserves.Understanding and quantifying the spatial and temporal development of the stress distribution has a significant economic and environmental impact. The analysis of paleo-constraints was intuitively introduced first by Anderson (1905 & 1942), then in the middle of the last century, Wallace (1951) and Bott (1959) proposed the simple hypothesis that (i) The stress field is homogeneous in space and constant in time, and that (ii) the slip direction is parallel to the traction projected on the fault plane which gives the direction of the shear stress. Many stress inversion methods are based on this hypothesis while recent studies raise doubts as to their compatibility with rock mechanics.In order to investigate the validity of the Wallace and Bott hypothesis, a comparison with vectors of slip generated with numerical models (BEM) is performed. By testing the influence of multiple parameters (geometry, boundary conditions, friction, Poisson’s coefficient , half-space, fault fluid pressure), it is shown that the complex geometry faults subject to specific boundary conditions can yield slip vectors with significant discrepancies with the maximum shear stress resolved on the fault plane. Conversely, the presence of a high sliding friction, allows under certain conditions, to validate the hypothesis of Wallace and Bott.We then focus on the task to compare the results of stress inversions based on the assumption of Wallace and Bott (called classical stress inversion methods) to a geomechanical method. For this, a complex fault geometry is used in a sensitivity analysis (boundary conditions, friction, sampling) to evaluate the uncertainty of the results of the two inversion methods. This analysis is then compared to a case study, Chimney Rock (Utah, USA), showing the advantages and disadvantages of the classical stress inversion methods.One of the main challenges of the oil industry is the exploitation of resource in structurally complex oil fields such as naturally fractured reservoirs. Knowing the heterogeneous paleostress allows to optimize the modeling of these natural fractures. Since slip on faults is hardly observed in petroleum reservoirs, fracture orientation data (joints, faults, stylolites) are naturally taken into account during the inversion of stresses. It is shown, using various field and industry examples, that in such cases the use of mechanical stress inversions is much more appropriate.However, it is sometimes difficult to determine the fracture kinematics observed along wellbores, and very often the studied regions underwent multiple tectonic phases. The final section aims to address the problem of data with unknown kinematic (joints, faults, stylolites ...) and expends the mechanical stress inversion to the separation of tectonic phases.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-11-13T11:19:19Z No. of bitstreams: 1 Leandro Andrioli_.pdf: 6621163 bytes, checksum: b4a58154b0441ad094c57bbbea979ac4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-13T11:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Andrioli_.pdf: 6621163 bytes, checksum: b4a58154b0441ad094c57bbbea979ac4 (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Nenhuma / Até o ano de 2020, espera-se que a área de cobertura das redes de celulares aumente em 10 vezes, com mais de 50 bilhões de dispositivos conectados, suportando 100 vezes mais equipamentos de usuários e elevando a capacidade da taxa de dados em 1000 vezes. Tal circunstância gerará um aumento massivo no tráfego de dados, fomentando o desenvolvimento da 5G e fazendo com que a indústria e as iniciativas científicas passem a voltar seus esforços para atender a essa demanda. Ganha força, então, as pesquisas relacionadas a Cloud Radio Access Networks (C-RANs), uma arquitetura que consolida as base stations (BSs) para um ponto centralizado na nuvem, mudando a ideia de atuar com recursos fixos e limitados, na medida em que se beneficia de uma das características chave da Computação em Nuvem: a elasticidade de recursos. Um dos grandes desafios na arquitetura C-RAN reside na complexidade em orquestrar todos esses recursos computacionais de forma que o processamento das requisições seja realizado com alto desempenho e com o menor custo de infraestrutura possível. Diante de todo esse contexto, a presente dissertação busca desenvolver o modelo Elastic-RAN, propondo um conceito de elasticidade multinível não bloqueante, com orquestração automática de recursos através da coordenação de BBU Pools e seus BBUs, junto a um mecanismo de grão elástico adaptativo. A elasticidade multinível não bloqueante permite controlar o nível de BBU Pool (máquina física), haja vista o alto volume de tráfego e a distância máxima sugerida entre as antenas e os pools, e o nível de BBU (máquina virtual), em razão do alto processamento de CPU e memória necessária para as requisições, de modo a não penalizar os processamentos correntes. O mecanismo de grão elástico adaptativo permite provisionar e mapear os recursos sob demanda e em tempo de execução, considerando o uso corrente dos recursos, para que cada ação elástica seja executada com um grão próximo das necessidades correntes de processamento. O modelo Elastic-RAN foi avaliado por intermédio de experimentos que simularam diferentes perfis de cargas, os quais são executados em uma aplicação intensiva de CPU e de tráfego na rede, explorando a transferência de streamings e processando decodificação de blocos. Como resultados, foi possível constatar que o Elastic-RAN pode atingir ganhos que vão de 4% a 26%, em relação aos custos de execução, quando comparado à abordagem de elasticidade tradicional. Além disso, obteve melhor eficiência para todos os perfis de carga e reduziu em até 55% a quantidade de operações elásticas necessárias. Outrossim, frente a abordagem sem elasticidade, os ganhos de custos foram ainda superiores, ficando entre 51% e 70%. / It is expected that, by 2020, cell phone networks will have been increased 10 times their coverage area, with more than 50 billion connected devices, supporting 100 times more user equipment and increasing data rate capacity by 1000 times. This will lead to a massive increase in data traffic, fostering the development of 5G and making industry and scientific initiatives turn their efforts to meet this demand. In this scenario, Cloud Radio Access Networks (C-RANs) based researches, an architecture that consolidates base stations (BSs) to a cloud-centric point, are gaining momentum, changing the idea of fixed and limited resources, as it benefits from one of the key features of Cloud Computing: resource elasticity. One of the major challenges in C-RAN architecture lies in the high complexity of orchestrating all of these computational resources in order to perform the requests processing with high performance and the lowest possible infrastructure cost. Considering this context, the present dissertation seeks to develop the Elastic-RAN model, proposing a multilevel non-blocking elasticity concept, with automatic orchestration of resources through the coordination of BBU Pools and their BBUs, with an adaptive elastic grain mechanism. The multilevel non-blocking elasticity allows it control the level of BBU Pool (physical machine), given the high volume of traffic and the suggested maximum distance between antennas and pools, and the level of BBU (virtual machine), due to the high CPU processing and memory required for the requests, so as not to penalize the current processing. The adaptive elastic grain mechanism allows the provisioning and mapping of resources on demand and at runtime, considering the current use of resources, so that each elastic action is performed with a grain close to the current processing needs. The Elastic-RAN model was evaluated through experiments that simulated different load profiles, which are executed in an intensive CPU and network traffic application, exploiting the transfer of streamings and processing block decoding. As a result, it was possible to observe that Elastic-RAN may achieve gains ranging from 4 % to 26 %, in relation to execution costs, when compared to the traditional elasticity approach. In addition, it achieved better efficiency for all load profiles and reduced by 55 % the amount of elastic operations required. Also, given the non-elasticity approach, cost gains were even higher, going from 51 % to 70 %.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-15T19:38:10Z No. of bitstreams: 1 Márcio Miguel Gomes_.pdf: 2811232 bytes, checksum: 771d1fb5e5429c1093d60d2dfadb36e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-15T19:38:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Márcio Miguel Gomes_.pdf: 2811232 bytes, checksum: 771d1fb5e5429c1093d60d2dfadb36e3 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O universo digital vem crescendo a taxas expressivas nos últimos anos. Um dos principais responsáveis por esse aumento no volume de dados é a Internet das Coisas, que em uma definição simplista, consiste em identificar unicamente objetos de forma eletrônica, rastreá-los e armazenar suas informações para posterior utilização. Para lidar com tamanha carga de dados, são necessárias soluções a nível de software, hardware e arquitetura. Estudos realizados neste trabalho apontam que a arquitetura adotada atualmente apresenta limitações, principalmente no quesito escalabilidade. Como escalabilidade é uma característica fundamental para atender a demanda crescente de coleta, processamento e armazenamento de dados, este trabalho apresenta a arquitetura intitulada Eliot, com propostas para resolver justamente a escalabilidade além de oferecer elasticidade ao sistema. Para isso, está sendo proposto o uso de técnicas de bancos de dados distribuídos, processamento paralelo e nuvem computacional, além de reestruturação da arquitetura atual. Os resultados obtidos após a implantação e avaliação do Eliot em um ambiente de nuvem computacional comprovam a viabilidade, eficiência e confiabilidade dessa nova arquitetura proposta. Foi possível identificar melhora do desempenho através da redução nos tempos de resposta e aumento do volume de requisições processadas e trafegadas na rede além da redução nas falhas de conexão e de comunicação de dados. / The digital universe is growing at significant rates in recent years. One of the main responsible for this increase in the volume of data is the Internet of Things, which in a simplistic definition, is to uniquely identify objects electronically, track them and store their information for later use. To deal with such data load, solutions are needed at software, hardware and architecture levels. Studies conducted in this work show that the architecture adopted currently has limitations, specially regarding scalability. As scalability is a key feature to meet the growing demand for collection, processing and storage of data, this paper presents the architecture entitled Eliot, with proposals to precisely resolve the scalability and offers elasticity to the system. For this, is proposed the use of techniques of distributed databases, parallel processing and cloud computing, as well as restructuring of the current architecture. The results obtained after the implementation and evaluation of Eliot in a cloud computing environment demonstrate the feasibility, efficiency and reliability of this new proposed architecture. It was possible to improve performance by reducing response times and increased volume of requisitions processed and trafficked in the network, in addition to the reduction in connection failures and data communication.

Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-07-17T15:20:48Z No. of bitstreams: 1 joanabenetti.pdf: 894915 bytes, checksum: 58e3900b6f8a79d2d5f5de65fd5cf38c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T15:20:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joanabenetti.pdf: 894915 bytes, checksum: 58e3900b6f8a79d2d5f5de65fd5cf38c (MD5) Previous issue date: 2012-01-13 / Banco Santander / Banespa / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O setor da construção civil apresenta um grande potencial de geração de resíduos sólidos, caracterizando-se como um dos maiores geradores deste material no mundo. Por este motivo, é importante adotar um novo modelo de desenvolvimento, que busque, gradativamente, a não geração e a minimização de resíduo, assim como alternativas para o reaproveitamento destes resíduos na própria construção civil, e, assim, atingir um desenvolvimento mais sustentável. Neste contexto, muitos estudos sobre o concreto confeccionado com agregados reciclados de concreto vêm sendo desenvolvidos, tanto em nível nacional como internacional. Entretanto, é possível perceber que a maior parte das pesquisas tem seu foco voltado para a resistência à compressão e à tração, sendo mais escassos aqueles que dão ênfase para o comportamento elástico destes concretos. Frente ao exposto, o presente trabalho tem como objetivo analisar o módulo de elasticidade dinâmico de concretos produzidos com a utilização de agregado reciclado de concreto. Para tanto, confeccionou-se concretos que foram divididos em dois grupos. Um dos grupos empregou agregados reciclados de duas resistências (18 e 50 MPa), que foram inseridos em um novo concreto de 32 MPa, nos teores de substituição de 25%, 50%, 75% e 100%. O outro grupo empregou dois tipos de resíduos, gerados em maior quantidade por uma indústria de pré-fabricados de concreto. Um deles é o resíduo de concreto plástico, com cura convencional ao ar, e o outro é o resíduo de concreto seco, com cura térmica à vapor de água, sendo que substituiu-se 50% em volume do agregado graúdo natural pelo reciclado, em três novos concretos de distintas resistências. O módulo de elasticidade dinâmico foi calculado conforme especificado na C597 (ASTM, 2009), sendo analisada a influência da umidade do concreto no momento do ensaio, do tipo de resíduo e do teor de substituição de agregado natural pelo reciclado no módulo de elasticidade dinâmico. O tipo de agregado reciclado de concreto influenciou o módulo de elasticidade dinâmico, assim como os diferentes teores de substituição e a umidade do concreto no momento do ensaio. Para os materiais avaliados, o módulo de elasticidade não variou em função da resistência à compressão do concreto que gerou o agregado reciclado de concreto, e verificou-se correlação positiva entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão do concreto. / The construction industry is one of the largest solid waste generator. For this reason, it is important to adopt a new model aiming for thereuse of construction waste and thereby achieve a more sustainable development. In this context, studies on concrete made with recycledaggregate concrete have been developed, focused to determine compressive strength and tensile strength, with little emphasis on the elastic behavior of concrete. This work aims to analyze the dynamic modulus of elasticity of concrete produced with waste concrete as aggregate. To this end, it was made two groups of concrete using two types of waste generated in larger quantities by an industry of prefabricated concrete. The first group was made with a residue of plastic concrete, air-cured, and concrete made with of heat curing. The concrete aggregates were used to replace 50% by volume of natural coarse aggregate. In the second group recycled aggregates was produced in two strengths (18 and 50 MPa), being used to produce a new concrete of 32 MPa. The levels of substitution were 25%, 50%, 75% and 100%. The dynamic modulus of elasticity was calculated as specified in C597 (ASTM, 2009). It was analyzed the influence of moisture content and the type of waste recycled aggregate replacement in the natural dynamic modulus of elasticity. The type of recycled aggregate influenced the dynamic modulus of elasticity, as well as different levels of moisture and replacement of concrete at the time of trial. For the materials tested, the modulus of elasticity did not vary as a function of the compressive strength of recycled aggregate concrete, bu there was a positive correlation between the modulus of elasticity and compressive strength of concrete.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-05-09T12:51:39Z No. of bitstreams: 1 Vinicius Facco Rodrigues_.pdf: 2415611 bytes, checksum: 1672419839adc1b3095f04e90badce93 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T12:51:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vinicius Facco Rodrigues_.pdf: 2415611 bytes, checksum: 1672419839adc1b3095f04e90badce93 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Elasticidade de recursos é uma das características chave da Computação em Nuvem. Através dessa funcionalidade, recursos computacionais podem ser adicionados ou removidos ao ambiente a qualquer momento, permitindo aplicações escalarem dinamicamente, evitando provisionamento excessivo ou restrito de recursos. Considerando a área de computação de alto desempenho, conhecida também como HPC (High Performance Computing), iniciativas baseadas em sacola-de-tarefas utilizam um balanceador de carga e instâncias de máquinas virtuais (VM) fracamente acopladas. Neste cenário, os processos desempenham papéis independentes, facilitando a adição e remoção de VM’s pois o balanceador de carga se encarrega de distribuir tarefas entre os processos das VM’s ativas. Entretanto, aplicações HPC iterativas se caracterizam por serem fortemente acopladas e terem dificuldade de obter vantagem da elasticidade pois, em tais aplicações, geralmente os processos são fixos durante todo o tempo de execução. Devido a isso, a simples adição de novos recursos não garante que os mesmos serão utilizados pelos processos da aplicação. Além disso, a remoção de processos pode comprometer a inteira execução da aplicação, pois cada processo desempenha um papel fundamental em seu ciclo de execução. Aplicações iterativas voltadas para HPC são comumente implementadas utilizando MPI (Message Passing Interface) e neste contexto, fazer o uso da elasticidade torna-se um desafio pois é necessária a reescrita do código fonte para o tratamento da reorganização de recursos. Tal estratégia muitas vezes requer um conhecimento prévio do comportamento da aplicação, sendo necessárias interrupções do fluxo de execução nos momentos de reorganização de recursos. Além disso, utilizando MPI 2.0, em que há a possibilidade da alteração da quantidade de processos em tempo de execução, existem problemas relacionados em como tirar proveito da elasticidade pois o desenvolvedor deve por si mesmo gerenciar a reorganização da topologia de comunicação. Ainda, consolidações repentinas de máquinas virtuais que executam processos da aplicação podem comprometer a sua execução. Focando nessas questões, propõe-se nessa dissertação um modelo de elasticidade baseado na camada PaaS (Platform as a Service) da nuvem, chamado AutoElastic. AutoElastic age como um middleware permitindo que aplicações HPC iterativas obtenham vantagem do provisionamento de recursos dinâmico de uma infraestrutura de nuvem sem a necessidade de modificações no código fonte. AutoElastic oferece a elasticidade de forma automática, não sendo necessária a configuração de regras por parte do usuário. O mecanismo de elasticidade conta com a utilização de threholds fixos além de oferecer uma nova abordagem em que eles se auto ajustam durante a execução da aplicação. Ainda, AutoElastic oferece também um novo conceit o nomeado como elasticidade assíncrona, o qual oferece um arcabouço para permitir que a execução de aplicações não seja bloqueada enquanto recursos são adicionados ou removidos do ambiente. A viabilidade de AutoElastic é demonstrada através de um protótipo que executa uma aplicação de integração numérica CPU-Bound sobre a plataforma de nuvem OpenNebula. Resultados com tal aplicação demonstraram ganhos de desempenho de 28,4% a 59% quando comparadas diferentes execuções elásticas e não elásticas. Além disso, testes com diferentes parametrizações de thresholds e diferentes cargas de trabalho demonstraram que no uso de thresholds fixos, o valor do threshold superior possui maior impacto que o inferior no desempenho e consumo de recursos por parte da aplicação. / Elasticity is one of the key features of cloud computing. Using this functionality, we can increase or decrease the amount of computational resources of the cloud at any time, enabling applications to dynamically scale computing and storage resources, avoiding overand under-provisioning. In high performance computing (HPC), initiatives like bag-oftasks or key-value applications use a load balancer and a loosely-coupled set of virtual machine (VM) instances. In this scenario, it is easier to add or remove virtual machines because the load balancer is in charge of distribute tasks between the active processes. However, iterative HPC applications are characterized by being tightly-coupled and have difficulty to take advantage of the elasticity because in such applications the amount of processes is fixed throughout the application runtime. In fact, the simple addition of new resources does not guarantee that the processes will use them. Moreover, removing a single process can compromise the entire execution of the application because each process plays a key role in its execution cycle. Iterative applications related to HPC are commonly implemented using MPI (Message Passing Interface). In the joint-field of MPI and tightly-coupled HPC applications, it is a challenge use the elasticity feature since we need re-write the source code to address resource reorganization. Such strategy requires prior knowledge of application behaviour, requiring stop-reconfigure-and-go approaches when reorganizing resources. Besides, using MPI 2.0, in which the number of process can be changed during the application execution, there are problems related to how profit this new feature in the HPC scope, since the developer needs to handle the communication topology by himself. Moreover, sudden consolidation of a VM, together with a process, can compromise the entire execution. To address these issues, we propose a PaaS-based elasticity model, named AutoElastic. It acts as a middleware that allows iterative HPC applications to take advantage of dynamic resource provisioning of cloud infrastructures without any major modification. AutoElastic offers elasticity automatically, where the user does not need to configure any resource management policy. This elastic mechanism includes using fixed thresholds as well as offering a new approach where it self adjusts the threshold values during the application execution. AutoElastic provides a new concept denoted here as asynchronous elasticity, i.e., it provides a framework to allow applications to either increase or decrease their computing resources without blocking the current execution. The feasibility of AutoElastic is demonstrated through a prototype that runs a CPU-bound numerical integration application on top of the OpenNebula middleware. Results with a parallel iterative application showed performance gains between 28.4% and 59% when comparing different executions enabling and disabling elasticity feature. In addition, tests with different parameters showed that when using threshold-rule based techniques with fixed thresholds, the upper threshold has a greater impact in performance and resource consumption than the lower threshold.

Neste trabalho, é apresentada a simulação de escoamentos compressíveis turbulentos no entorno de corpos móveis rígidos ou deformáveis empregando-se técnicas adaptativas. As simulações numéricas são conduzidas utilizando-se o método dos elementos finitos. A discretização espaço-temporal é desenvolvida através do método das linhas ou direções características (Characteristic-Based Split - CBS) e a modelagem da turbulência é feita através de um modelo de Simulação de Grandes Escalas (SGE, ou na terminologia em inglês, Large Eddy Simulation – LES) com o coeficiente de Smagorinsky variável no tempo e espaço (SGE ou LES dinâmico). A análise estrutural de corpos deformáveis imersos no fluido é realizada através de um modelo de elementos finitos triangulares para análise de placas e cascas com não linearidade geométrica, usando materiais elásticos com comportamento linear. Conjuntamente, um método de adaptação anisotrópica transiente de malhas é empregado para obter resultados com boa resolução a baixos custos computacionais. A consideração do movimento relativo de corpos imersos no escoamento é feita através de um método híbrido de movimento da malha que emprega interpolação com funções de base radial. Exemplos bidimensionais e tridimensionais são apresentados de forma a validar cada uma das metodologias desenvolvidas. Por fim, exemplos de simulações complexas são investigados, comparando-se os resultados obtidos com resultados experimentais e numéricos presentes na literatura. / In this work, the simulation of compressible turbulent flows around rigid and flexible moving bodies is presented using adaptative techniques. The numerical simulations are solved employing the finite element method. The space-time discretization is performed using the Characteristic-Based Split scheme (CBS) and turbulence is modelled with Large Eddy Simulation (LES) and a dynamic Smagorinsky sub-grid model. The structural analysis of deformable bodies immersed on the flow is performed using a triangular finite element model for the analysis of geometrically non-linear elastic plates and shells. An anisotropic mesh adaptation algorithm for transient simulations is coupled with the solver to achieve results with good resolution and low computational costs. The consideration of the relative movement of immersed bodies on the flow is performed employing an hybrid method of mesh movement based on radial basis function interpolation. Twodimensional and three-dimensional examples are presented in order to validate the proposed methodologies. Finally, complex simulations are investigated, where results are compared with experimental and numerical data available in the literature.

Dans cette thèse, on s’intéresse à de nouveaux schémas de discrétisation afin de résoudre les équations couplées de la poroélasticité et nous présentons des résultats analytiques et numériques concernant des problèmes issus de la poromécanique. Nous proposons de résoudre ces problèmes en utilisant les méthodes Hybrid High-Order (HHO), une nouvelle classe de méthodes de discrétisation polyédriques d’ordre arbitraire. Cette thèse a été conjointement financée par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) et le LabEx NUMEV. Le couplage entre l’écoulement souterrain et la déformation géomécanique est un sujet de recherche crucial pour les deux institutions de cofinancement. / In this manuscript we focus on novel discretization schemes for solving the coupled equations of poroelasticity and we present analytical and numerical results for poromechanics problems relevant to geoscience applications. We propose to solve these problems using Hybrid High-Order (HHO) methods, a new class of nonconforming high-order methods supporting general polyhedral meshes. This Ph.D. thesis was conjointly founded by the Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) and LabEx NUMEV. The coupling between subsurface flow and geomechanical deformation is a crucial research topic for both cofunding institutions.

Cette thèse étudie la rétention d’eau à haute HR et le retrait sous température modérée des bétons CEMI et CEMV de l’Andra, en lien avec leur microstructure.Pour étudier l’origine des variations de Sw à haute HR, du béton est séché à HR= 92-100%. Pour les deux bétons, l’échantillonnage influe significativement sur Sw. Pour le CEMI, à HR=100%, la taille joue aussi, en lien avec un mécanisme de séchage par désorption de surface ; à HR=92&98%, ce béton n’est plus sensible aux effets de surface ; il est sensible aux conditions expérimentales. Pour le CEMV, l’effet de la taille existe quelle que soit l’HR, mais il est peu sensible aux conditions expérimentales.A partir de 60°C, le retrait de dessiccation présente quatre phases en fonction de la perte de masse relative. Pour le béton CEMI séché jusqu’en phase 3 ou 4, la possible rigidification de la matrice solide est investiguée par un essai couplé de poro-élasticité et transport de gaz. Pour un même échantillon en phase 3 puis en phase 4, on mesure une légère augmentation du Ks ; la perméabilité au gaz est significativement plus sensible au confinement. Par contre, la rigidification du matériau est limitée en comparaison de l’effet d’échantillonnage.Au MEB, les phases et la morphologie des bétons sont quantifiées. Le CEM I et le CEM V ont des phases solides identiques, mais le CEM V comprend des phases spécifiques (ajout de laitiers et cendres volantes). Les C-S-H du CEM V ont un rapport C/S globalement plus bas que le CEM I. Ce rapport reste similaire pour trois gâchées différentes. Par contre, l’occurrence de pores millimétriques varie significativement, du fait de modes de mise en oeuvre sensiblement différents / This thesis focuses on water retention at high relative humidity (RH) (92-100%) and dessiccation shrinkage under moderate temperature (60-80°C) for two high performance concretes CEMI and CEMV (from Andra), in relation with their microstructure.To investigate the origins of the variations in water saturation degree Sw at high RH, both concretes are dried at RH=92, 98 and 100%, from the fully saturated state. For both concretes, sampling affects significantly Sw. For CEMI at 100%RH, sample size also affects Sw, due to surface drying (desorption); at 92 and 98%RH, CEMI is no longer sensitive to surface drying effects; it is sensitive to experimental conditions (RH, T). CEMV is affected by sample size whatever the RH, but not by experimental conditions.From 60°C drying temperature, the relationship between shrinkage and relative mass loss presents four distinct phases. CEMI concrete is dried at 65°C until phase 3 or 4, and then submitted to a coupled poro-mechanical and gas permeability test. For the same sample tested in phase 3 and then 4, a difference in solid skeleton incompressibility modulus Ks is measured, which is significantly lower than the differences in Ks due to sampling.With the Scanning Electron Microscope, the solid phases and morphology of both concretes are quantified. CEM I and CEM V comprise identical phases, even portlandite, yet CEM V concrete has some specific phases, owing to the addition of slag and fly ash. The C-S-H in CEM V have a lower C/S ratio than in CEM I. The (C/S) ratio remains similar when comparing between three different batches. Besides, millimetric pores vary significantly, owing to differences in manufacturing

A utilização de fibras vegetais como reforço constitui um grande interesse na obtenção de novos materiais para a construção civil produto de seu baixo custo, alta disponibilidade e reduzido consumo de energia para sua produção. Este trabalho avalia a incorporação de fibras de sisal, de comprimento 20 e 40 mm, e fração volumétrica de 0,5 e 1%, em concretos para a alvenaria de blocos estruturais e determina o uso destas unidades na execução de prismas e mini-paredes. Foram realizados os testes de caracterização da fibra, blocos e argamassa de assentamento e os ensaios de resistência à compressão axial das unidades, prismas e mini-paredes. O sisal apresentou baixa massa específica aparente e elevada absorção de água, constituindo uma característica comum desse tipo de material pela grande incidência de poros permeáveis. As propriedades físicas dos blocos com e sem adição cumpriram com os requisitos das normas estabelecidas validando sua utilização. Os resultados do ensaio à compressão mostraram que as mini-paredes reforçadas com fibras obtiveram valores muito próximos ou mesmo superiores aos obtidos para as mini-paredes sem fibras, apresentando melhor desempenho que os blocos e prismas. Todos os elementos com adição mostraram um ganho da capacidade de deformação e ductilidade conferida pelas fibras, observado nas curvas tensão x deformação. O modo de ruptura dos blocos, prismas e mini-paredes de referência foi caracterizado por uma fratura brusca e catastrófica e os reforçados mantiveram suas partes unidas pelas fibras, não perdendo sua continuidade e tornando a ruptura um processo progressivo. / The use of natural fibers as reinforcement is a great interest in obtaining new materials for construction, owing of its low cost, high availability and reduced energy consumption for its production. This paper evaluates the incorporation of sisal fibers of 20 mm and 40 mm length and volume fraction of 0.5 and 1%, for concrete for masonry structural blocks, and determines the use of these units in making of prisms and mini-walls. The laboratory tests were carried to characterize physical properties the fiber, blocks and mortar, and besides axial compression tests of the units, prisms, and mini-walls. The sisal had low apparent density and high water absorption, constituting a common feature of such material by the high incidence of permeable pores. The physical properties of the blocks with and without addition complied with the requirements of standards established by validating their use. The axial compression test results showed that mini-walls reinforced with fibers obtained values very close to or even superior to those obtained for the mini-walls without fibers, showing better performance than the blocks and prisms. All elements with the addition had increased the deformation capacity and ductility afforded by the fibers, observed in the curves stress/strain. The rupture mode of blocks, prisms and mini-walls reference was characterized by an abrupt and catastrophic fracture, and elements reinforced maintained their shares together by the fibers, without losing its continuity and becoming a progressive rupture.