Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329982.pdf: 18861325 bytes, checksum: 14f1c253f481829135220af35b9289b3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho estudamos a dinâmica de migração entre diferentes setores econômicos nos países em processo de urbanização. Para além do modelo convencional de dois setores, rural e urbano, sub- dividimos o setor urbano em dois outros setores, formal e informal. O processo de migração é incentivado por diferenças econômicas entre os setores e por influências sociais. Além desses, foram incluídos também incentivos pessoais, não observáveis, que tornam o processo migratório aleatório. Esse modelo foi pouco estudado devido a sua complexidade analítica. Em nosso estudo, o modelo é baseado em agentes e o processo de migração acaba descrito como um modelo de spin com campos variáveis, o qual é estudado através de simulação numérica. Veremos que o predomínio da população urbana aparece em todos os casos analisados e também que o surgimento de uma população no setor informal é uma propriedade emergente de nosso modelo. Isolantes e supercondutores topológicos apresentam várias fases topológicas caraterizadas por diferentes números de Chern ou por estados de borda sem gap. Neste trabalho mostramos que vários métodos da informação quântica, tais como a entropia de von Neumann, o espectro do emaranhamento, a fidelidade e o espectro da fidelidade, podem ser usados para detectar e distinguir as fases topológicas e suas transições. Como exemplo, consideramos um supercondutor de onda-p bidimensional, com acoplamento spin-órbita e um termo de Zeeman. A natureza das fases e suas mudanças são compreendidas pelos autovetores da matriz densidade reduzida no espaço dos k. Mostramos que nas fases topologicamente não-triviais o autovetor de maior autovalor está completamente alinhado com o estado de emparelha- mento tripleto. Uma assinatura das várias transições de fase entre dois pontos quaisquer no espaço dos parâmetros aparece no operador fidelidade no espaço dos k. Também mostramos que a entropia do emaranhamento e suas derivadas sinalizam as transições de fase topológicas. Também encontramos evidências numéricas de que, para este modelo, a derivada da entropia em relação à magnetização fornece in- formações acerca da fase topológica. Conforme a lei das áreas para a entropia do emaranhamento, analisamos sistematicamente as contribuições que são proporcionais ao, ou independente do, perímetro do sistema, como função das constantes de acoplamento do hamiltoniano e da geometria do subsistema finito. Para este modelo, mostramos que embora a entropia do emaranhamento topológica seja nula, ela sinaliza as transições de fase topológicas em um sistema finito. Também observamos uma relação entre a contribuição topológica à entropia, em uma geometria cilíndrica, e o número de estados de borda. Também observamos que o espectro do emaranhamento apresenta modos robustos, associados com cada estado de borda, como em outros sistemas topológicos.<br>

[pt] Neste trabalho são apresentadas, pela primeira vez, seções de choque absolutas para a ionização e a fragmentação da molécula de vapor d´água em colisões com He(+), para as energias de 1,0, 1,5 e 2,0 MeV, totais e parciais nos processos de ionização pura, perda eletrônica (ionização do projétil) e captura eletrônica pelo projétil. Essas seções de choque foram obtidas por meio de medidas de coincidência entre os estados de carga do projétil após a colisão e os estados de carga dos íons de recuo, estes últimos determinados por espectrometria de tempo de vôo. São descritas detalhadamente tanto a montagem experimental como a metodologia para a obtenção dos dados, além de uma série de providências que se fizeram necessárias para a realização do trabalho. Os resultados são, na medida do possível, comparados com dados experimentais obtidos não só no Laboratório do Acelerador Van de Graaff da PUC-Rio, como em outros laboratórios, para a ionização e a fragmentação da molécula com He(+) e outros projéteis, e analisados na tentativa de compreender melhor a importância relativa dos diferentes processos para os mecanismos de fragmentação da molécula de vapor d`água na sua transição entre o caráter dipolar e o explosivo. / [en] In this work, absolute cross sections for the ionization and fragmentation of water vapor molecules are presented, for the ffirst time, for collisions with He(+) with energies of 1.0, 1.5 and 2.0 MeV, total and partial in the pure ionization, electron loss (projectile ionization) and electron capture by the projectile processes. These cross sections were obtained by means of coincidence measurements between the post-collision projectile charge states and the recoil ion charge states, the latter determined by time-of- °ight spectrometry. Both the experimental setup and the methodology for data acquisition are described in detail, together with several procedures that were needed to the completion of this work. The results are, whenever possible, compared with experimental data ob- tained not only in the Van de Graaff Accelerator Laboratory of PUC-Rio, but also from other groups, for the ionization and fragmentation of the water molecule by He(+) and other projectiles, and analyzed in order to better un- derstand the relative importance of the different processes leading to water molecule fragmentation in its transition from the sequential to the explosive regime.

[pt] Uma dentre as muitas tarefas desempenhadas por DBAs consiste em tentar garantir que os tempos de respostas dos comandos submetidos por usuários a um grande SGBDR não excedam valores previamente acordados. Esta dissertação segue uma linha de estudos denominada auto-sintonia de índices, que preconiza a realização de ajustes automáticos na execução de consultas SQL, visando reduzirlhes tempos de resposta, a partir de alterações no conjunto de índices: criação, eliminação e recriação. Este trabalho teve como ponto de partida a dissertação de Marcos Salles [32], que seguiu a mesma linha, propondo um mecanismo automático de criação de índices. Esta dissertação estende [32], primeiro submetendo sua implementação a uma carga de trabalho alternativa e depois realizando eliminações e reconstruções de índices automáticas, levando em consideração níveis de preenchimento de páginas alternativos. Também foram realizados testes utilizando ferramentas comerciais, Oracle 10g e SQL Server 2005, para avaliar quão eficaz comportou-se a implementação proposta em [32]. Vale ressaltar que os testes realizados limitaram-se à criação de índices, já que as ferramentas não oferecem facilidades de reconstrução automática. Diferentemente dos trabalhos publicados nessa linha de estudos e das ferramentas comerciais disponíveis, foi criado um protótipo que não se limita a sugerir novos índices; também são eliminados os que deixaram de ser interessantes, porém, antes ocorre uma avaliação para verificar se a reconstrução não seria mais adequada. Criou-se, inclusive, uma heurística rudimentar que avalia um índice a ser destruído e recomenda sua reconstrução, caso atenda a determinados requisitos. / [en] One of the most important tasks of Database Administrators certainly is to guarantee optimal response times to statements submitted by users of big RDBMS. Our dissertation deals with Index Self-tuning, which means creating, dropping or recreating indexes automatically, in order to decrease SQL queries durations. We start from Marcos Salles´ dissertation [32], which proposed an automatic way of creating indexes. We extend [32] in many ways: first using a different workload, TPC-H like. Second, following created indexes inspecting its usage. Finally, we have gotten to drop and, mostly, recreate indexes using different fillfactor in leaf pages. Also, we have elaborated many tests using commercial tools, Microsoft SQL Server 2005 and Oracle 10g in order to ratify [32] ideas. Unfortunatelly, we could not test automatic dropping and recreating in these tools, as long as they do not offer this kind of functionalities. Unlike related work and commercial tools, we have created a code prototype that not only suggests new indexes creations, but also drops and recreates indexes using an own heuristics. To validate our ideas we have used a TPC-C like workload, but we had to make some changes to increase updates and force reindexing.

[pt] Fenômenos de propagação de fraturas e fragmentação em sólidos podem ser descritos por Modelos de Zona Coesiva e simulados com o Método dos Elementos Finitos. Entre as abordagens computacionais de recente interesse para a representação de fraturas em malhas de elementos finitos, encontram-se as baseadas em elementos coesivos. Nelas, o comportamento de fraturas é representado por elementos coesivos inseridos nas interfaces entre elementos volumétricos da malha original. Os modelos de elementos coesivos podem ser classificados como intrínsecos ou extrínsecos. Modelos intrínsecos requerem elementos coesivos pré-inseridos em todas as interfaces volumétricas passíveis de fraturas. Por outro lado, modelos extrínsecos requerem que elementos coesivos sejam inseridos de forma adaptativa, apenas onde e quando necessários. Porém, a representação de malhas tradicional (elementos e nós) não é suficiente para tratar malhas adaptativas eficientemente, o que faz necessário um suporte topológico apropriado. Em geral, modelos coesivos de fratura também requerem um alto nível de refinamento de malha, para que resultados precisos sejam obtidos. Isso implica em um consumo de memória e processamento que pode ser proibitivo a estações de trabalho tradicionais. Assim, ambientes paralelos tornam-se importantes na solução de problemas de fraturas. Entretanto, devido às dificuldades de paralelização de modelos extrínsecos, as abordagens existentes utilizam modelos intrínsecos ou implementam simulações extrínsecas baseadas em elementos coesivos pré-inseridos ou representados como atributos de elementos volumétricos. Com o objetivo de viabilizar a simulação de fraturas e fragmentação extrínsecas em grandes modelos de forma simples e eficiente, esta tese propõe o sistema ParTopS, um suporte topológico em paralelo para malhas de elementos finitos em análises dinâmicas de fratura e fragmentação. Em especial, é apresentada uma representação compacta e eficiente de malhas de fraturas distribuídas. Elementos coesivos são representados explicitamente e tratados como elementos regulares da malha. Com base na representação de malha distribuída, propõe-se um algoritmo paralelo escalável para a inserção adaptativa de elementos coesivos em malhas bidimensionais e tridimensionais. Operações topológicas simétricas são exploradas para reduzir a comunicação entre partições de malha. O sistema ParTopS foi empregado na paralelização de simulações sequenciais extrínsecas existentes. A escalabilidade e a corretude do suporte topológico em paralelo são demonstradas através de experimentos computacionais realizados em um ambiente massivamente paralelo. Os resultados alcançados mostram que o sistema ParTopS pode ser aplicado de forma eficaz para viabilizar simulações de grandes modelos. / [en] Fracture propagation and fragmentation phenomena in solids can be described by Cohesive Zone Models and simulated with the Finite Element Method. Among the computational approaches of recent interest for fracture representation in finite element meshes are those based on cohesive elements. In those approaches, fracture behavior is represented by cohesive elements inserted at the interfaces between volumetric (bulk) elements of the original mesh. Cohesive element models can be classified into intrinsic or extrinsic. Intrinsic models require pre-inserted cohesive elements at every volumetric interface in which fracture is allowed to happen. On the other hand, extrinsic models require that cohesive elements be adaptively inserted, wherever and whenever necessary. However, the traditional mesh representation (elements and nodes) is not sufficient for handling adaptive meshes, which makes an appropriate topological support necessary. In general, cohesive models of fracture also require a high level of mesh refinement near crack tips, such that accurate results can be achieved. This implies in memory and processor consumption that may be prohibitive for traditional workstations. Thus, parallel environments become important for the solution of fracture problems. However, due to the difficulties for the parallelization of extrinsic models, the existing approaches use intrinsic models or implement extrinsic simulations based on pre-inserted cohesive elements or cohesive elements represented as attributes of volumetric elements. In order to allow fracture and fragmentation simulations of large models in a simple and efficient way, this thesis proposes the ParTopS system, a parallel topological support for finite element meshes in dynamic fracture and fragmentation analyses. Specifically, a compact and efficient representation of distributed fracture meshes is presented. Cohesive elements are explicitly represented and treated as regular elements in the mesh. Based on the distributed mesh representation, we propose a scalable parallel algorithm for adaptive insertion of cohesive elements in both bidimensional and tridimensional meshes. Symmetrical topological operations are exploited in order to reduce communication among mesh partitions. The ParTopS system has been employed in order to parallelize existing serial extrinsic simulations. The scalability and correctness of the parallel topological support is demonstrated through computational experiments executed on a massively parallel environment. The achieved results show that ParTopS can be effectively applied in order to enable simulations of large models.

[pt] Esta dissertação investiga as relações entre Literatura e História, assim como aparecem na obra de Ernest Hemingway. Aqui, buscamos dialogar com algumas das principais correntes do pensamento historiográfico, assim como da crítica literária, a fim de apontar algumas especificidades na produção desse autor. Menos um capítulo de História da Literatura, o texto a seguir buscou ser um estudo dos espaços que existem entre a História e a Literatura. Tenta ler a obra de Hemingway como um objeto de investigação privilegiado para o estudo da literatura no século XX, partindo daquilo que foi identificado em nossa pesquisa como a superficialidade e a fragmentariedade de sua forma narrativa. Isso quer dizer que a dissertação considerou não apenas os conteúdos de sua produção ficcional como historicamente relevantes, mas também a própria forma na qual esses conteúdos são apresentados. / [en] This dissertation investigates the relations between Literature and History as in the work of Ernest Hemingway. Here, we seek to dialogue with some of the main currents historiography and literary criticism, in order to point out some specificities in the production of this author. Less than a chapter on the History of Literature, the following text sought to be a study of the spaces that exists between History and Literature. It tries to read Hemingway work as a privileged object of investigation for the study of literature in the 20th century, based on what was identified in our research as the superficiality and fragmentation of his narrative form. Finally, the dissertation considered not only the contents of his fictional production as historically relevant, but also the very form in which these contents are presented.

[pt] O romance As Naus, de António Lobo Antunes, fala de um país devidamente fragmentado. Na obra, o autor potencializa tal realidade em um enredo cuja estruturação não segue quaisquer linhas – inclusive as de ordem cronológica e narrativa. Este romance, enfim, potencializa o estilhaçamento da própria identidade de Portugal. Afinal, defendo que o tema principal d’As Naus representa o exato ponto de ruptura no qual o país peninsular pensou achar-se para, logo em seguida, ver-se perdido – talvez irremediavelmente. / [en] The novel As Naus, by António Lobo Antunes, tells us about a country properly fragmented. In this book, the author strengthens this fact which a plot whose structure does not follow any lines - including those of chronological and narrative order. This novel, therefore, potentiates the splinter of Portugal’s own identity. After all, I believe the main theme of As Naus represents the exact point of rupture where the peninsular country thought she could find itself to, just after that, get lost - perhaps irreparably.

[pt] Apresentamos um método computacional na GPU que lida com eventos de fragmentação dinâmica, simulados por meio de elementos de zona coesiva. O trabalho é dividido em duas partes. Na primeira parte, tratamos o pré-processamento de informações e a verificação de corretude e eficácia da inserção dinâmica de elementos coesivos em malhas grandes. Para tal, apresentamos uma simples estrutura de dados topológica composta de triângulos. Na segunda parte, o código explícito de dinâmica é apresentado, que implementa a formulação extrínsica de zona coesiva, onde os elementos são inseridos dinamicamente quando e onde forem necessários. O principal desafio da implementação na GPU, usando a formulação de zona coesiva extrínsica, é ser capaz de adaptar dinamicamente a malha de uma forma consistente, inserindo elementos coesivos nas facetas fraturadas. Para isso, a estrutura de dados convencional usada no código de elementos finitos (baseado na incidência de elementos) é estendida, armazenando, para cada elemento, referências para elementos adjacentes. Para evitar concorrência ao acessar entidades compartilhadas, uma estratégia convencional de coloração de grafos é adotada. Na fase de pré-processamento, cada nó do grafo (elementos na malha) é associado a uma cor diferente das cores de seus nós adjacentes. Desta maneira, elementos da mesma cor podem ser processados em paralelo sem concorrência. Todos os procedimentos necessários para a inserção de elementos coesivos nas facetas fraturadas e para computar propriedades de nós são feitas por threads associados a triângulos, invocando um kernel por cor. Computações em elementos coesivos existentes também são feitas baseadas nos elementos adjacentes. / [en] A GPU-based computational framework is presented to deal with dynamic failure events simulated by means of cohesive zone elements. The work is divided into two parts. In the first part, we deal with pre-processing of the information and verify the effectiveness of dynamic insertion of cohesive elements in large meshes. To this effect, we employ a simplified topological data structured specialized for triangles. In the second part, we present an explicit dynamics code that implements an extrinsic cohesive zone formulation where the elements are inserted on-the-fly, when needed and where needed. The main challenge for implementing a GPU-based computational framework using extrinsic cohesive zone formulation resides on being able to dynamically adapt the mesh in a consistent way, inserting cohesive elements on fractured facets. In order to handle that, we extend the conventional data structure used in finite element code (based on element incidence) and store, for each element, references to the adjacent elements. To avoid concurrency on accessing shared entities, we employ the conventional strategy of graph coloring. In a pre-processing phase, each node of the dual graph (bulk element of the mesh) is assigned a color different to the colors assigned to adjacent nodes. In that way, elements of a same color can be processed in parallel without concurrency. All the procedures needed for the insertion of cohesive elements along fracture facets and for computing node properties are performed by threads assigned to triangles, invoking one kernel per color. Computations on existing cohesive elements are also performed based on adjacent bulk elements.

[pt] Apresentamos um método computacional na GPU que lida com eventos de fragmentação dinâmica, simulados por meio de zona coesiva. Implementamos uma estrutura de dados topológica simples e especializada para malhas com triângulos ou tetraedros, projetada para rodar eficientemente e minimizar ocupação de memória na GPU. Apresentamos um código dinâmico paralelo, adaptativo e distribuído que implementa a formulação de modelo zona coesiva extrínsica (CZM), onde elementos são inseridos adaptativamente, onde e quando necessários. O principal objetivo na implementação deste framework computacional reside na habilidade de adaptar a malha de forma dinâmica e consistente, inserindo elementos coesivos nas facetas fraturadas e inserindo e removendo elementos e nós no caso da malha adaptativa. Apresentamos estratégias para refinar e simplificar a malha para lidar com simulações dinâmicas de malhas adaptativas na GPU. Utilizamos uma versão de escala reduzida do nosso modelo para demonstrar o impacto da variação de operações de ponto flutuante no padrão final de fratura. Uma nova estratégia de duplicar nós conhecidos como ghosts também é apresentado quando distribuindo a simulação em diversas partições de um cluster. Deste modo, resultados das simulações paralelas apresentam um ganho de desempenho ao adotar estratégias como distribuir trabalhos entre threads para o mesmo elemento e lançar vários threads por elemento. Para evitar concorrência ao acessar entidades compartilhadas, aplicamos a coloração de grafo para malhas não-adaptativas e percorrimento nodal no caso adaptativo. Experimentos demonstram que a eficiência da GPU aumenta com o número de nós e elementos da malha. / [en] A GPU-based computational framework is presented to deal with dynamic failure events simulated by means of cohesive zone elements. We employ a novel and simplified topological data structure relative to CPU implementation and specialized for meshes with triangles or tetrahedra, designed to run efficiently and minimize memory requirements on the GPU. We present a parallel, adaptive and distributed explicit dynamics code that implements an extrinsic cohesive zone formulation where the elements are inserted on-the-fly, when needed and where needed. The main challenge for implementing a GPU-based computational framework using an extrinsic cohesive zone formulation resides on being able to dynamically adapt the mesh, in a consistent way, by inserting cohesive elements on fractured facets and inserting or removing bulk elements and nodes in the adaptive mesh modification case. We present a strategy to refine and coarsen the mesh to handle dynamic mesh modification simulations on the GPU. We use a reduced scale version of the experimental specimen in the adaptive fracture simulations to demonstrate the impact of variation in floating point operations on the final fracture pattern. A novel strategy to duplicate ghost nodes when distributing the simulation in different compute nodes containing one GPU each is also presented. Results from parallel simulations show an increase in performance when adopting strategies such as distributing different jobs amongst threads for the same element and launching many threads per element. To avoid concurrency on accessing shared entities, we employ graph coloring for non-adaptive meshes and node traversal for the adaptive case. Experiments show that GPU efficiency increases with the number of nodes and bulk elements.

[pt] A presente dissertação pretende investigar e definir, levando-se em consideração a deflagração da crise do sujeito iluminista do século XVIII e o sério abalo na Razão Ocidental, sofrido no pós-guerra, o conceito de distopia contemporânea, uma vez que esta pode assumir várias nuances e matizes. Pretende, ainda, analisar, de que forma possíveis fenômenos ditos distópicos: errância, fragmentação, ausência de valores universais, melancolia, inadequação ou desajuste face aos padrões preestabelecidos, enquanto desencadeadores de diferentes modos de construção literária, aparecem inscritos nas narrativas da ficção brasileira contemporânea, em especial, em duas obras significativas da produção literária, a saber: Solidão continental, de João Gilberto Noll, e Mongólia, de Bernardo Carvalho. / [en] This dissertation aims to investigate and define, taking into consideration the outbreak of the Eighteenth century Elinghtenment Subject crisis and the serious blow in the Western Reason, suffered in the postwar period, the concept of contemporary dystopia, since this can take various hues and tints. It also attempts to analyze how possible phenomena said dystopian : wandering, fragmentation, lack of universal values, gloom, inadequacy or maladjustment compared to pre-established standards, while triggering different modes of literary construction, appear registered in the narratives of Brazilian contemporary fiction, in particular, in two significant works of literature, namely : Solidão continental, by João Gilberto Noll, and Mongólia, by Bernardo Carvalho.

[pt] Este trabalho tem como objetivo apresentar detalhes do desenvolvimento de um código numérico tridimensional para simulação de processos de fraturamento e fragmentação em geomateriais. O código se baseia no método combinado dos elementos finitos e discretos, sendo capaz de simular a transição do contínuo para o descontínuo. A princípio é apresentada uma breve introdução ao método combinado dos elementos finitos e discretos, e as suas principais implementações são destacadas. Além disso, são apresentados os conceitos básicos dos modelos de zona coesiva, ressaltando o modelo baseado em potencial PPR (Park-Paulino-Roesler). Em seguida, são apresentados os detalhes do desenvolvimento do código. O desenvolvimento do código foi dividido em quatro partes: modelagem do contínuo, transição entre o contínuo e o descontínuo, detecção e interação entre contatos e a resolução das equações de equilíbrio. As implementações feitas no código são verificadas mediante a simulação de três tipos de ensaios de laboratório comumente empregados na mecânica das rochas (ensaio brasileiro, ensaio de compressão simples e ensaio de tenacidade à fratura), cujos parâmetros utilizados e os resultados para comparação foram obtidos da literatura. Por fim, são apresentados os resultados exibindo os padrões de fraturamento para cada tipo de ensaio e suas curvas força-deslocamento, ou tensão-deformação, bem como as considerações finais e sugestões para trabalhos futuros. / [en] This work aims to detail the development of a three-dimensional numerical code for simulating fracturing and fragmentation processes in geomaterials. The code is based on the combined finite-discrete element method, being able to simulate the transition from continuum to discontinuum. At first, a brief introduction to the combined finite-discrete element method is presented, and its main implementations are highlighted. In addition, the basic concepts of the cohesive zone models are shown, emphasizing the PPR (Park-Paulino-Roesler) potential based cohesive model. Then, the details of the code development are presented. The development of the code was divided into four parts: modelling of the continuum, transition from continuum to discontinuum, detection and interaction between contacts, and the solution of the equilibrium equations. The implementations made on the code are verified upon the simulation of three types of laboratory tests commonly employed in rock mechanics (Brazilian test, uniaxial compressive strength test, fracture toughness test), in which the parameters used and the results for comparison were obtained from the literature. At last, the results exhibiting the fracture patterns for each type of test and its force-displacement, or stress-strain, curves are displayed, as well as the final considerations and suggestions for future works.