O objetivo desta tese é relacionar análises de segmentos transcritos de fala-em-interação de sala de aula de língua adicional e orientações acerca de metodologia de ensino. Em especial, esta pesquisa propõe colocar em discussão as orientações presentes em manuais de metodologia de ensino de línguas adicionais (Brown, 2007; Hall, 2001a; Harmer, 2009; Schlatter & Garcez, 2012; Scrivener, 2012) acerca do planejamento de tarefas pedagógicas e do gerenciamento interacional da participação dos alunos durante a realização de atividades pedagógicas. Para a realização do estudo, foram geradas 20 horas de registros audiovisuais em uma sala de aula de nível básico 2 de português como língua adicional que adota pedagogia de projetos em um curso em extensão de uma instituição federal de ensino superior. A partir do enquadre teórico-metodológico da Análise da Conversa, analiso neste relatório cinco ocorrências transcritas (de um total de dezoito) de fala-em-interação de sala de aula em que o status epistêmico de conhecedor da língua adicional de algum participante é posto em risco durante a realização de atividades pedagógicas. A realização de atividades pedagógicas foi analisada como constituída de três etapas: convite à participação (Ramos, 2010), produção e continuidade. Observou-se que as ações realizadas na etapa de continuidade da realização da atividade pedagógica foram centrais para a concretização de diferentes objetivos pedagógicos. Quando essas ações estavam implicadas sequencialmente em relação ao que fora feito imediatamente antes na etapa de produção da atividade pedagógica, o objetivo concretizado se relacionava ao uso da língua adicional para a realização de ações. Por outro lado, quando essas ações não exibiam essa implicatividade sequencial, o objetivo realizado dizia respeito à produção de elocuções com acurácia. Verificou-se que as ações realizadas pela professora que rebaixavam o outro participante epistemicamente com relação à língua adicional foram ofertas de reelaboração de elocuções. Já as práticas e ações mobilizadas pela professora que trabalhavam no sentido de assegurar o status epistêmico dos demais participantes como conhecedores da língua adicional foram a formulação (Garfinkel & Sacks, 1970) e a verificação de entendimento (Schegloff, Jefferson, & Sacks, 1977, pp. 379). Tais achados recomendam que manuais de metodologia de ensino de línguas atentem para a importância de a) antever, quando do planejamento de tarefas, a interação projetada na etapa de continuidade da tarefa de modo a maximizar a chance de que os objetivos projetados se concretizem e b) considerar as ações de formulação e verificação de entendimento como centrais para a materialização da atribuição do professor como ratificador do conhecimento produzido pelo aluno. / This thesis is aimed at relating classroom talk-in-interaction transcripts to guidelines on teaching methodology. This research discusses guidelines from additional languague teaching methodology handbooks (Brown, 2007; Hall, 2001a; Harmer, 2009; Schlatter & Garcez, 2012; Scrivener, 2012) on task planning and interactional management of students’ participation while carrying out pedagogical activities. Twenty hours of audiovisual data were generated in a Portuguese-as-an-additional language extension program at a Higher Education institution. The classes registered were a basic 2 level group, whose curriculum followed a progect-based methodology. Following Conversation Analysis framework, I analyse five transcribed segments (from a corpus of eighteen occurances) that portray participants’ epistemic status K+ concerning the additional language at risk during the accomplishment of pedagogical activities. The accomplishment of the pedagogical activity was constituted in three stages: invite for participation (Ramos, 2010), production and follow up. The actions co-constructed during the follow up stage were crucial to reach different pedagogical goals. When such actions were sequentially implied in relation to the action previously done in the production stage of the pedagogical activity, the goal reached was connected to a concept of language as doing social actions. On the other hand, when these actions did not display such sequential implication, the pedagogical goal was connected to accurate language production. The actions produced by the instructor that downgraded the other participant epistemic status in relation to the additional language were offers of reformulated utterances. The practices and actions that ratified the other participants’ epistemic status as K+ in relation to the additional langauge were formulations (Garfinkel & Sacks, 1970) and comprehension checks (Schegloff, Jefferson, & Sacks, 1977, pp. 379). Such findings suggest that additional language teaching handbooks take notice of a) the importance of predicting and projecting the actions to be done during the follow up stage so as to maximize the chances of reaching the pedagogical goals previously planned and b) the actions of formulating and checking understanding as central resources to enable the additional language instructor to ratify others’ production (and knowledge) in the additional language at hand.

O conhecimento e a primeira leitura das Notas sobre a experiência e o saber da experiência de Bondía (2002) geraram movimentos desencadeadores da produção desta dissertação, que trata de minha percepção dessa experiência, enquanto professora do ensino fundamental de uma escola pública de Caxias do Sul, RS. Um desses movimentos consistiu da organização de um grupo de estudos, a Matida, formado por alunos de 5ª e 6ª séries dessa escola, no qual me expus, permitindo-me tempo e espaço para olhar detalhadamente o que me passava ao longo do desenvolvimento de suas atividades. A perspectiva teórica desta dissertação constitui-se de uma composição das noções de experiência e experimento (BONDÍA, 2002), esta última dirigida à resolução e à formulação de problemas de matemática preparatórios à Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas (OBMEP). Neste texto descrevo o ambiente, a organização e os encontros da Matida, disponibilizando alguns flashes dos mesmos. Também descrevo a produção de materiais empíricos, e relato e teço análises referentes a certas ações, como a formulação coletiva de um problema matemático, a resolução e a descrição dos procedimentos utilizados na obtenção de soluções para os problemas propostos, e a avaliação dos alunos em relação ao grupo. A Matida tornou-se um lugar intermediário no ambiente escolar, no qual me proporcionei sair da rota “turística” dos planos pedagógicos e entrar em vias que os atravessam, sujeitando-me à experiência. Compartilho aqui uma percepção dessa experiência e a transformação por ela gerada sobre mim. / Getting to know and first reading Notes on experience and the knowledge of experience (BONDÍA, 2002) generated movements that unleashed the production of this dissertation, which focuses on my perception of such an experience, as a public elementary school teacher in Caxias do Sul, RS. One of these movements consisted in organizing a study group named Matida, which was constituted by some of the school‟s 5th and 6th grade students, in which I exposed myself, allowing me time and space to thoroughly see what I was going through during the development of the group activities. The theoretical perspective of this dissertation is made of a composition of the notions of experience and experiment (BONDÍA, 2002), the latter directed to the resolution and formulation of mathematical problems in preparation for the Brazilian Math Olympiads for Public Schools. In the text I describe the environment, organization and meetings at Matida, giving some flashes of the meetings. I also describe the production of empirical material, and report and analyze certain actions, such as the collective formulation of a mathematical problem, some problem-solving activities, the description of the proceedings employed to obtain solutions for the problems proposed, and the students‟ evaluation regarding their group. Matida became an intermediate place in the school environment, in which I allowed myself to leave the “touristic” route of pedagogical design and get into paths that cross it, subjecting myself to the experience. Here I share a perception of this experience and the transformation it generated on me.

The Mindlin-Reissner plate model is widely used for the elastic deformation simulation of moderately thick plates. Shear locking occurs in the case of thin plates, which means slow convergence with respect to the mesh size. The Kirchhoff plate model does not show locking effects, but is valid only for thin plates. One would like to have a method suitable for both thick and thin plates. Several approaches are known to deal with the shear locking in the Mindlin-Reissner plate model. In addition to the well-known MITC elements and other approaches based on a mixed formulation, hierarchical methods have been developed in the recent years. These are based on the Kirchhoff model and add terms to account for shear deformations. We present some of these methods and develop a new hierarchic plate formulation. This new model can be discretised by a combination of C0 and C1 finite elements. Numerical tests show that the new formulation is locking-free and numerically efficient. We also give an extension of the model to a hierarchical Naghdi shell based on a Koiter shell formulation with unknowns in Cartesian coordinates.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-06-11T15:50:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Gabriela Araújo Romão - 2018.pdf: 1644925 bytes, checksum: 020bef250ff299f276aa266bdb7f7edf (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-06-11T15:55:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Gabriela Araújo Romão - 2018.pdf: 1644925 bytes, checksum: 020bef250ff299f276aa266bdb7f7edf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T15:55:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Gabriela Araújo Romão - 2018.pdf: 1644925 bytes, checksum: 020bef250ff299f276aa266bdb7f7edf (MD5) Previous issue date: 2018-05-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This research aimed to analyse the public policy formulation regarding basic sanitation in municipalities of Goiás, based on the 9th article of Law no. 11,445/2007 and the 23rd article of Regulatory Decree no. 7,217/2010, in which seven principles are considered to be necessary for the city to formulate and sanction its Municipal Sanitation Policy. Considering the importance of answering whether such public policy was formulated based on federal law, three analysis were performed: the first one aimed at answering if the surveyed municipalities elaborated their Municipal Basic Sanitation Plans (MBSPs) considering the minimum content, which corresponds to the first principle required by law; The second one further analysed whether the other six principles were also considered and the third attempted to identify which difficulties were prevalent when formulating such policy, from the drafting process of the MBSP to sanctioning the Municipal Sanitation Law. The undertaken strategy in the present research was the comparative cases study, focusing on the municipalities of Pontalina, Itapirapuã, Terezópolis de Goiás, Mossâmedes and Uirapuru. Secondary data and semistructured interviews were used to collect data; a content analysis was carried out in order analyse such data. From this, it was concluded that the five surveyed municipalities formulated their Public Policy on Basic Sanitation respecting most of the requirements previously set out in the seven principles stated in the Federal Sanitation Law, which means that their plans were elaborated almost entirely according to the minimum content and the other six considered principles. Regarding difficulties, the main barriers reported by the governmental and non-governmental actors throughout the MBSP elaboration process were: a) the municipality does not participate in the formulation of the Federal Sanitation Policy; b) lack of qualified technical staff to elaborate the MBSP; c) changes in management team; among others. In relation to possible obstacles after the conclusion of the MBSP formulation, each municipality managed the basic sanitation in a specific way. In Pontalina, the plan was shelved; in Itapirapuã, priority was given to the construction of Water Treatment Plant and Sewage Treatment Plant, whereas Mossâmedes and Uirapuru sought to raise financial resources. Additionally, with regards to sanctioning the Municipal Sanitation Policy, only the municipalities of Mossâmedes and Uirapuru have already instituted it. / Esta pesquisa analisou a formulação da Política Pública de Saneamento Básico em municípios goianos, tendo como base o art. 9º da Lei nº 11.445/2007 e do art. 23º do Decreto de Regulamentação nº 7.217/2010, em que são apresentados sete preceitos necessários para o município formular e sancionar a sua Política Municipal de Saneamento. Considerando a importância de responder se a política foi formulada com base na lei federal, foram feitas três análises. A primeira, se os municípios pesquisados elaboraram os respectivos Planos Municipais de Saneamento Básico (PMSB’s) fundamentados no conteúdo mínimo, que corresponde ao primeiro preceito exigido em lei. O segundo, se os outros seis preceitos também foram considerados e o terceiro, tratou de identificar quais foram os dificultadores na formulação da política, desde a elaboração do PMSB até a sanção da Lei Municipal de Saneamento. A estratégia utilizada nesta pesquisa foi o estudo comparativo de casos, tendo como foco de trabalho os municípios de Pontalina, Itapirapuã, Terezópolis de Goiás, Mossâmedes e Uirapuru. Para a coleta de dados, foram utilizados dados secundários e entrevistas semiestruturadas. O tratamento ocorreu mediante análise de conteúdo. Os resultados apontaram que os cinco municípios formularam a sua Política Pública de Saneamento Básico respeitando a maior parte das exigências expostas nos sete preceitos da Lei Federal de Saneamento, isto é, os seus planos foram elaborados, quase que inteiramente, de acordo com o conteúdo mínimo e com os outros seis preceitos considerados. No que diz respeito aos dificultadores, os principais relatados pelos atores governamentais e não governamentais no processo de elaboração do PMSB foram: a) a não participação do município na formulação da Política Federal de Saneamento; b) corpo técnico não capacitado no município para elaborar o PMSB; c) a troca de gestão; entre outros. Em relação aos possíveis dificultadores após a conclusão do PMSB, cada município geriu o saneamento básico de maneira específica, ou seja, em Pontalina o plano foi engavetado, em Itapirapuã se priorizou a construção da Estação de Tratamento de Água (ETA) e Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) e em Mossâmedes e Uirapuru, procurou-se angariar recursos financeiros. E no que diz respeito à sanção da Política Municipal de Saneamento, apenas os municípios de Mossâmedes e Uirapuru a instituíram.

Dynamic and steady state modeling and simulation validation of an industrial depropanizer owned by Petrobras are carried out in the Equation-Oriented environment using EMSO (Environment for Modeling, Simulation and Optimization). The depropanizer is a high purity distillation column with high nonlinear behavior because of the strong interactions due to the vapor recompression. Furthermore, the difference between internal and external material/energy flows causes a complex multitime-scale dynamics. Modeling such process is a challenging problem due to these characteristics. Initially, a steady state model, robust, fast and precise, able to provide steady state predictions that are necessary for effective implementation of Real Time Optimization (RTO) was developed in EMSO. In addition, the modeling of dynamic equilibrium processes often results in higher index DAE systems. Usually, phenomenological relationships are used to solve the index problem, but this approach gives rise to errors as a result of unknown parameters and project details that are assumed. Considering that the column\'s response to composition changes, in general, takes place over a timescale one or two order of magnitude slower than those of flow rate changes, an approach similar to a proportional loop with arbitrarily large gain is used as an alternative to solve the index problem. The dynamic model structure is based on the steady state model and contains more than nine thousand equations. Validation simulation results from comparison between real plant data and dynamic model have shown that the proposed approach is able to predict the dynamic behavior of the column properly. / O propósito desta dissertação é realizar a modelagem, simulação e validação de um modelo, tanto em estado estacionário quanto dinâmico, de uma unidade despropanizadora da Petrobras. Para o estudo foi utilizado o ambiente orientado a equações, EMSO (Environment for Modeling, Simulation and Optimization). A coluna despropanizadora é uma torre de destilação de alta pureza que possui um comportamento altamente não-linear devido às fortes interações causadas pelo sistema de recompressão do vapor. A modelagem desse processo é um desafio devido às características que apresenta. Inicialmente, foi desenvolvido nesse ambiente um modelo em estado estacionário, robusto, rápido e preciso, com a finalidade de prover as predições em estado estacionário necessárias para a implementação efetiva de uma rotina de otimização em tempo real, Real Time Optimization (RTO). A modelagem dinâmica de processos em equilíbrio resulta, frequentemente, em sistemas de equações algébrico diferenciais de índice superior. Para solução do problema de índice normalmente são utilizadas relações fenomenológicas, as quais introduzem novas fontes de erros provenientes de parâmetros e detalhes de projeto desconhecidos. Considerando que a resposta da coluna em relação às mudanças na composição, em geral, ocorre em uma escala de tempo de ordem de grandeza duas vezes mais lenta que as respostas às mudanças nas vazões, foi proposta uma abordagem similar a um controlador proporcional com ganho elevado para substituir as relações fenomenológicas e assim resolver o problema de índice. A estrutura do modelo dinâmico é baseada na do modelo estacionário e contém mais de nove mil equações. A validação dos resultados da simulação com dados reais da planta mostra que a abordagem proposta consegue prever satisfatoriamente o comportamento do sistema.

Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype B is a cosmopolitan, devastating insect pest due to their direct damages and transmission of plant viruses. Entomopathogenic fungi comprise the most diverse group of pathogens regulating arthropod pest populations in agroecosystems. Anamorphic fungal entomopathogens, including Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea, and Lecanicillium spp., are among the main biocontrol agents of whitefly populations. Advances in research focusing on virulence, mass production, formulation, and storage stability of fungal propagules are imperative for the development of efficient mycopesticides toward whiteflies and other soft-bodied insects. Therefore, this study placed emphasis on screening for virulent fungal strains, enhancement of efficacy using nonionic surfactants in spray tank-mix, development of liquid culture conditions for rapid production and stabilization processes of single-yeast like cells known as blastospores. Firstly, we selected virulent strains of B. bassiana and I. fumosorosea displaying fastest speed of kill and inciting highest mortality levels of whitefly nymphs and adults along with their ability to produce high numbers of conidia on moistened parboiled rice. Secondly, insecticidal performance was enhanced by combining nonionic surfactants with spore suspensions rendering additive or synergistic effects. These surfactants also allowed reducing the volume application rate without altering fungal bioefficacy. Results from liquid fermentation studies using B. bassiana and I. fumosorosea revealed that appropriate amounts of inexpensive ingredients, such as cottonseed flour and glucose, are suitable for the rapid production of high yields of blastospores (3 days pre-culture and 2-3 days culture). The resultant blastospores of various strains survived well to desiccation and remained viable for more than one year under refrigeration. Moreover, these air-dried blastospores of both fungal species showed higher virulence against whitefly nymphs when compared with solid-substrate produced conidia. Optimized liquid culture production for B. bassiana blastospores was also achieved through the manipulation of oxygen rates and osmotic pressure in the liquid media. Furthermore, these blastospores produced in highly aerated and hyperosmotic liquid medium containing 140 g glucose L-1 were also more virulent to whitefly nymphs than those cells derived from low-osmotic medium amended with 40 g glucose L-1. These optimal conditions were also scaled up in 5-L bioreactor that yielded 1-2 × 1012 viable blastospores L-1 in 6 days at a cost of US$ 0.19 L-1. These blastospores were formulated with diatomaceous earth for air drying or for spray drying. Formulated blastospores of B. bassiana survived dehydration using both drying methods and showed improved shelf life when stored under vacuumpackaged at 4 °C rather than 28 °C. However, when these blastospores were actively packaged with dual action oxygen-moisture scavenging system, blastospores showed prolonged stability for up to 7 months at 28 °C and still remained virulent to whiteflies. Therefore, this low-cost production and stabilization method for the rapid production of shelf stable, virulent blastospores of B. bassiana and I. fumosorosea may expand the commercial use of mycopesticides for insect control in mainstream agriculture. / A mosca-branca, Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biótipo B, é uma praga cosmopolita e devastadora devido aos prejuízos oriundos dos seus danos diretos e transmissão de vírus. Fungos entomopatogênicos compreendem um grupo diversificado, que desempenha ação importante na regulação de populações de praga em agroecossistemas. Fungos ascomicetos anamórficos, como Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Lecanicillium spp., constituem relevantes agentes de biocontrole de moscas-brancas. Avanços na pesquisa focando virulência, produção massal, formulação e estabilização de propágulos fúngicos são fundamentais para o desenvolvimento de micopesticidas eficientes contra moscas-brancas e outros insetos. Desta forma, este trabalho objetivou selecionar isolados fúngicos virulentos à mosca-branca; aumentar a eficácia mediante uso de surfactants não-iônicos em suspensões conidiais; desenvolver meios de cultura para produção rápida e estável por fermentação líquida submersa de células leveduriformes conhecidas por blastosporos. Na primeira etapa, isolados virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea foram selecionados pela rápida e elevada atividade inseticida a ninfas e adultos de mosca-branca, bem como alto rendimento de conídios em arroz parboilizado. A adição de surfactantes organosiliconados permitiu a redução do volume de calda aplicado com resultados aditivos ou sinérgicos de controle. Foi ainda verificado que altos rendimentos de blastosporos tanto de B. bassiana como I. fumosorosea foram obtidos em curto tempo de fermentação líquida (3 dias de précultivo e 2-3 dias de cultivo) usando nutrientes de baixo custo, como glucose e farelo de algodão. Esses blastosporos foram tolerantes à dessecação e mantiveram viabilidade por mais de um ano sob refrigeração (4 °C). Os blastosporos foram mais virulentos que conídios aéreos, o que coloca esta estrutura como a mais indicada como ingrediente ativo em bioinseticidas para moscas-brancas. Mediante manipulação nutricional e física do ambiente de fermentação, a produção de blastosporos de B. bassiana foi optimizada mediante aumento da aeração e pressão osmótica do meio líquido. Blastosporos produzidos em meio líquido altamente aerado e hiperosmótico (140 g glucose L-1) mostraram-se mais virulentos à mosca-branca em relação àqueles produzidos em meio hipo-osmótico (40 g glucose L-1). Esse processo foi reproduzido em escala piloto usando biorreator de 5 L resultando numa produção de 1-2 × 1012 blastosporos viáveis L-1 em apenas 3 dias a um custo de US$ 0,19 L-1. Blastosporos de B. bassiana formulados com terra de diatomáceas e secados em fluxo de ar contínuo, ou secados em spray dryer tiveram estabilidade extendida por até 8 meses a 4 °C e superior em relação a 28 °C. Durante empacotamento, o uso de sachês absorventes de oxigênio e umidade prolongou consideravelmente a viabilidade de blastosporos armazenados a 28 °C por até 7 meses sem afetar sua eficiência contra mosca-branca. Em suma, esses resultados demonstram a viabilidade técnica e econômica de produção de blastosporos virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea, tolerantes à dessecação e estáveis durante armazenamento. Esta tecnologia é uma nova opção que pode contribuir para expansão comercial de bioinseticidas à base de fungos entomopatogênicos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A utilizaÃÃo de vigas laminadas de parede fina nas Engenharias AeronÃutica, Civil, MecÃnica e Naval tem crescido bastante nos Ãltimos anos, devido a suas elevadas relaÃÃes rigidez/peso e resistÃncia/peso. Esses elementos estruturais normalmente apresentam paredes finas devido à alta resistÃncia dos materiais compÃsitos. Outra caracterÃstica importante à que, mesmo sem apresentar grandes deformaÃÃes e sem que o limite elÃstico do material seja ultrapassado, estas vigas apresentam comportamento nÃo linear geomÃtrico devido à sua elevada esbeltez, acarretando em grandes deslocamentos e rotaÃÃes. Dependendo da laminaÃÃo utilizada, as vigas de materiais compÃsitos podem apresentar diversos acoplamentos entre esforÃos e deformaÃÃes, tornando a sua anÃlise bem mais complexa do que a anÃlise de vigas de material isotrÃpico. Neste trabalho, foram desenvolvidos dois elementos finitos de pÃrtico espacial para anÃlise nÃo linear geomÃtrica de vigas laminadas de parede fina. As propriedades seccionais da viga sÃo avaliadas atravÃs de teorias de vigas laminadas de parede fina apropriadas, em que desprezam-se os efeitos do empenamento e do cisalhamento transversal. Tais teorias de vigas laminadas conduzem a uma matriz constitutiva 4x4, onde diferentes nÃveis de acoplamento entre esforÃos e deformaÃÃes de viga sÃo considerados, por exemplo, pode-se obter uma matriz constitutiva diagonal ou cheia. A abordagem corrotacional independente do elemento à utilizada para o tratamento de grandes deslocamentos e rotaÃÃes de corpo rÃgido no espaÃo. No Ãmbito local, sÃo utilizados dois elementos, um baseado na teoria linear e outro na descriÃÃo Lagrangeana Total. O tratamento matemÃtico das grandes rotaÃÃes no espaÃo à realizado por meio do tensor das rotaÃÃes (fÃrmula de Rodrigues), juntamente com o conceito do pseudovetor. As implementaÃÃes dos elementos finitos propostos neste trabalho sÃo realizadas no software de cÃdigo aberto FAST. A metodologia de trabalho segue o roteiro clÃssico de mÃtodos computacionais, incluindo formulaÃÃo, implementaÃÃo, verificaÃÃo e validaÃÃo dos resultados. A verificaÃÃo à realizada atravÃs dos modelos tridimensionais de elementos finitos de casca e sÃlido desenvolvidos no software comercial ABAQUS. A validaÃÃo à realizada por meio da comparaÃÃo com resultados de ensaios experimentais encontrados na literatura. No que diz respeito à avaliaÃÃo das propriedades seccionais, pode-se verificar uma Ãtima concordÃncia entre as teorias de vigas laminadas adotadas neste trabalho e os resultados numÃricos e de ensaios experimentais, para todas as laminaÃÃes e carregamentos considerados. No caso dos elementos de pÃrtico espacial, verificou-se uma Ãtima concordÃncia entre os resultados dos elementos finitos propostos neste trabalho e os resultados analÃticos e computacionais disponÃveis na literatura. Observa-se tambÃm que o elemento baseado na descriÃÃo Lagrangeana à mais eficiente do que o elemento baseado na teoria linear no que tange à capacidade de apresentar uma resposta satisfatÃria com uma malha menos refinada. / The use of thin walled laminate beams in Aeronautical, Civil, Mechanical and Naval Enginee- ring is increasing in the last years. This is due to their high stiffness/weight and strength/weight ratios. Composite beams and other structural elements tend to have thin walls due to the elevated strength of the material. Other important aspect is that, even without reaching large strains and without overcoming the elastic limit of the material, such beams present geometric nonlinear behavior due to high their slenderness, leading to large displacements and rotations. Depen- ding on the composite layup, the beams of composite materials can present several couplings between generalized stresses and strains, requiring a more complex analysis procedure when compared to isotropic beams. In this work, two three-dimensional space frame finite elements that can be used to analyze composite thin-walled beams subjected to geometric non-linearity were developed. The cross-section properties of the beams are evaluated through suitable thin walled beam theories, where the effects of the warping and transverse shear are neglected. Such theories yield a 4x4 constitutive matrix for the laminate and different levels of coupling between generalized stresses and strains can be considered. Depending of such couplings, the constitu- tive matrix can either be full or diagonal. The element independent corotational approach was used in order to consider large displacaments and rigid body rotations in space. In the local coordinate system, two elements are used, one based on the linear strain theory and the other on the Total Lagrangian formulation. The mathematical treatment of the large rotations in the space is performed by means of the rotation tensor (Rodriguesâs formula) in conjunction with the concept of the pseudovector. The computational implementations of the two finite elements proposed in this work were done in the open source software FAST ( Finite Element Analysis Tool ). The methodology used follows the classical steps used in computational methods, in- cluding formulation, implementation, verification and validation of results. Such verification is accomplished through shell and solid three-dimensional finite element models developed in the ABAQUS commercial software. The validation is performed by means of comparison with the experimental results found in literature. Regarding the evaluation of cross-sectional properties, one can observe a good agreement between the laminated beam theories adopted in this work and numerical and experimental results for all composite layups and load conditions conside- red. In the case of space frame elements, a good agreement is obtained between the results of finite elements proposed in this work and the analytical and computational results available in the literature. It is also observed that the element based on the Lagrangian formulation is more efficient than the element based on the linear theory regarding the ability to provide a satisfatory response with a less refined mesh

Problemas envolvendo interação entre fluido e estrutura são desafiadores para a engenharia e, ao mesmo tempo em que abrangem dois meios com características físicas distintas, demandam uma descrição matemática para cada um deles que seja compatível, de forma a permitir o acoplamento. Assim, este trabalho apresenta uma formulação em descrição Lagrangeana para análises dinâmicas de sólidos, fluidos incompressíveis e interação fluido-estrutura (IFE). Nos problemas de IFE é comum a estrutura apresentar grandes deslocamentos, o que torna imprescindível considerar o efeito da não-linearidade geométrica. Levando isso em consideração, é empregada uma formulação do método dos elementos finitos (MEF) baseada em posições, cuja aplicação em análises dinâmicas de estruturas em regime de grandes deslocamentos vem se mostrando bastante robusta. Já no âmbito da dinâmica dos fluidos, sabe-se que uma descrição Lagrangeana acaba por eliminar os termos convectivos das equações de Navier-Stokes, dispensando o uso de métodos estabilizantes nessas equações. Por outro lado, a dificuldade é então transferida para o uso de técnicas eficientes de remesh, preservação da qualidade da malha e de identificação do contorno, uma vez que os fluidos podem deformar-se indefinidamente quando submetidos a forças de cisalhamento. Assim, uma combinação do método dos elementos finitos e do método de partículas é utilizada, onde as forças de interação entre as partículas de fluido são calculadas por meio de uma malha de elementos finitos que é renovada para cada passo de tempo. Por meio de técnicas que reconstroem automaticamente o contorno, é possível simular problemas de superfície livre que sofram severas alterações e, até mesmo, uma eventual separação de partículas do domínio inicial, representando, por exemplo, a formação de gotas. Por fim, o sistema de acoplamento entre o fluido e o sólido é simplificado devido a ambos os domínios serem descritos através de um referencial Lagrangeano, não necessitando de métodos para a adaptação da malha do fluido de modo a acompanhar o movimento da estrutura. / Problems involving fluid-structure interaction are challenging for engineering and, while involving two different materials with distinct physical properties, they require a compatible mathematical description for both solid and fluid domain in order to allow the coupling. Thus, this work introduces a formulation, under Lagrangian description, for the solution of solid, incompressible fluid dynamics and fluid-structure interaction (FSI). In FSI problems, the structure usually presents large displacements thus making mandatory a geometric non-linear analysis. Considering it, we adopt a position based formulation of the finite element method (FEM) which has been shown to be very robust when applied to large displacement solid dynamics. For the fluid mechanics problem it is well known that a Lagrangian description eliminates the convective terms from the Navier-Stokes equations and thus, no stabilization technique is required. However, the difficulty is then transferred to the need of efficient re-meshing, mesh quality and external boundary identification techniques, since the fluid presents no resistance to shear stresses and may deform indefinitely. In this sense, we employ a combination of finite element and particle methods in which the particle interaction forces are computed by mean of a finite element mesh which is re-constructed at every time step. Free surface flows are simulated by a boundary recognition technique enabling large domain distortions or even the particles separation from the main domain, representing for instance a water drop. Finally, the fluid-structure coupling is simplified due to the Lagrangian description adopted for both materials, with no need for extra adaptive mesh-moving technique for the fluid computational domain to follow the structure motion.

Este trabalho insere-se no âmbito das formulações não convencionais em elementos finitos. Particularmente, introduzem-se alguns aspectos do método dos elementos finitos generalizados (MEFG) e do clássico refino-p na consagrada formulação híbrida-Trefftz de tensão para a elasticidade bidimensional. A formulação apresentada aproxima diretamente dois campos independentes: o de tensões no domínio dos elementos e o de deslocamentos nas fronteiras dos elementos. Baseado na estrutura de enriquecimento centrada em nuvens, proposta pelo MEFG, podem ser selecionadas oportunamente regiões, formadas por um conjunto de elementos e fronteiras de elementos, onde o espaço da aproximação é adequadamente enriquecido mediante o refino-p. Neste contexto campos auto-equilibrados de tensões, derivados da solução da equação de Navier, são utilizados para compor a aproximação no domínio dos elementos, enquanto nas fronteiras dos elementos o campo de deslocamentos é construído a partir de bases específicas de aproximação; seja a base inicial, formada por funções de forma lineares, ou bases enriquecidas com polinômios hierárquicos, não hierárquicos e funções trigonométricas. Aborda-se também, ainda que preliminarmente, um estudo de painéis com múltiplas fissuras pelo método da partição em formulação híbrida-Trefftz com enriquecimento seletivo. As análises numéricas realizadas revelaram, em geral, uma formulação de ótimo desempenho, caracterizada por uma notável capacidade de aproximação dos campos de tensões e deslocamentos, elevada robustez numérica e reduzido dispêndio computacional. / This work is inserted in the context of unconventional formulations in the finite elements method. Particularly, some aspects of the generalized finite elements method (GFEM) and the classic p-refinement are introduced in the well known hybrid-Trefftz stress formulation for the two dimensional elasticity. The presented formulation approximates two independent fields: the one of stresses in the elements domain and the one of displacements in the boundaries of the elements. Based on the enrichment structure centered in clouds, proposed by the GFEM, some regions, formed by a group of elements and boundaries of elements where the approximation space is adequately enriched by the p-refinement, can be opportunely selected. In this context, self-equilibrated stress fields, derived from the solution of the Navier equation, are used to compose the approximation in the elements domain, whereas the displacements field in the borders of the elements is built from specific approximation bases, that is, the initial base formed by linear shape functions, or, bases enriched with hierarchical polynomials, nonhierarchical ones and trigonometric functions. Also, although preliminarily, a study of the multiple-cracked panels is done using the Splitting Method with a hybrid-Trefftz formulation and a selective enrichment. The numeric analyses done revealed, in general, a high performance formulation characterized by a great capacity of approximation the stress fields and displacements, high numeric robustness and reduced computer expenditure.

O conhecimento e a primeira leitura das Notas sobre a experiência e o saber da experiência de Bondía (2002) geraram movimentos desencadeadores da produção desta dissertação, que trata de minha percepção dessa experiência, enquanto professora do ensino fundamental de uma escola pública de Caxias do Sul, RS. Um desses movimentos consistiu da organização de um grupo de estudos, a Matida, formado por alunos de 5ª e 6ª séries dessa escola, no qual me expus, permitindo-me tempo e espaço para olhar detalhadamente o que me passava ao longo do desenvolvimento de suas atividades. A perspectiva teórica desta dissertação constitui-se de uma composição das noções de experiência e experimento (BONDÍA, 2002), esta última dirigida à resolução e à formulação de problemas de matemática preparatórios à Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas (OBMEP). Neste texto descrevo o ambiente, a organização e os encontros da Matida, disponibilizando alguns flashes dos mesmos. Também descrevo a produção de materiais empíricos, e relato e teço análises referentes a certas ações, como a formulação coletiva de um problema matemático, a resolução e a descrição dos procedimentos utilizados na obtenção de soluções para os problemas propostos, e a avaliação dos alunos em relação ao grupo. A Matida tornou-se um lugar intermediário no ambiente escolar, no qual me proporcionei sair da rota “turística” dos planos pedagógicos e entrar em vias que os atravessam, sujeitando-me à experiência. Compartilho aqui uma percepção dessa experiência e a transformação por ela gerada sobre mim. / Getting to know and first reading Notes on experience and the knowledge of experience (BONDÍA, 2002) generated movements that unleashed the production of this dissertation, which focuses on my perception of such an experience, as a public elementary school teacher in Caxias do Sul, RS. One of these movements consisted in organizing a study group named Matida, which was constituted by some of the school‟s 5th and 6th grade students, in which I exposed myself, allowing me time and space to thoroughly see what I was going through during the development of the group activities. The theoretical perspective of this dissertation is made of a composition of the notions of experience and experiment (BONDÍA, 2002), the latter directed to the resolution and formulation of mathematical problems in preparation for the Brazilian Math Olympiads for Public Schools. In the text I describe the environment, organization and meetings at Matida, giving some flashes of the meetings. I also describe the production of empirical material, and report and analyze certain actions, such as the collective formulation of a mathematical problem, some problem-solving activities, the description of the proceedings employed to obtain solutions for the problems proposed, and the students‟ evaluation regarding their group. Matida became an intermediate place in the school environment, in which I allowed myself to leave the “touristic” route of pedagogical design and get into paths that cross it, subjecting myself to the experience. Here I share a perception of this experience and the transformation it generated on me.