Trens de pouso são dispositivos sofisticados com funções importantes às aeronaves, responsáveis pela absorção de choques, frenagem e manobras. Para tanto o conhecimento antecipado de seu comportamento durante o pouso se faz necessário. Essa caracterização é realizada através de ensaios de queda e análises computacionais capazes de simular diversos cenários.Um modelo computacional realista de trem de pouso é requerido para simulações digitais projetadas para predizer a dinâmica do sistema em resposta à energia provida no momento do toque. Estas simulações geram equações que modelam o comportamento dinâmico do sistema, cargas aerodinâmicas, choques e reações. A flexibilidade deve ser incluída nos modelos computacionais de modo que o modelo aproxime-se ao máximo de um trem de pouso real, garantindo maior precisão dos resultados. Como refinamento desses modelos este trabalho propõe a inclusão da estrutura flexível criada num software de análise de sistemas multicorpos utilizando os modos normais de vibração e estáticos (modos de Craig-Bampton) obtidos de um modelo de elementos finitos do corpo. Utilizou-se o software DADS na modelagem de sistemas multicorpos e o ANSYS para elementos finitos. Os resultados demonstram a importância de se avaliar os efeitos da flexibilidade estrutural nos esforços desenvolvidos durante o pouso.

Estuda parâmetros de imagens e sons, propondo e avaliando a viabilidade de diversas formas de associação entre eles, buscando uma forma de informar a um deficiente visual a cor dos objetos a sua frente utilizando uma câmera digital e um sistema computacional capaz de analisar a imagem captada e reproduzir sons digitalizados alterando seus parâmetros de acordo com as cores encontradas, visando assim explorar ao máximo as informações contidas na imagem colorida e a capacidade de audição do indivíduo.Para tanto foram estudados os parâmetros de imagens, as características da visão humana, parâmetros de sons, características da audição e psico-acústica. A implementação foi realizada em um microcontrolador para aquisição de imagens e um microcomputador utilizando recursos padronizados de acesso direto ao hardware (DirectX) para análise da imagem e geração de áudio.

A integração e qualificação de cargas externas em aeronaves é um problema que requer estudos detalhados a fim de se prever o comportamento dinâmico da estrutura da aeronave após a mudança de configuração. Entretanto, a solução de problemas dinâmicos que envolvem modelos complexos pressupõem uma elevada capacidade computacional. Como conseqüência direta, o custo de projeto torna-se elevado. No presente trabalho, técnicas de Síntese Modal são apresentadas como uma alternativa ao modelamento de grandes sistemas, tanto no que se refere a uma menor necessidade de utilização de recursos computacionais, bem como pela facilidade de se integrar modelos desenvolvidos em paralelo por diferentes equipes de trabalho e que possam, até, estar atuando em locais diferentes. A idéia principal do método consiste em analisar partes da estrutura, representá-las pelas suas freqüências e modos naturais de vibração e , finalmente, acoplar os modelos das subestruturas em questão na base modal. O desempenho do método é avaliado pela sua aplicação em três modelamentos diferentes, compostos por uma asa e um míssil, e posterior comparação das freqüências naturais de vibração obtidas com a solução exata, i.e., com as freqüências naturais de vibração previamente conhecidas do modelo, focando-se na precisão obtida e no tempo de processamento utilizado.

Este trabalho apresenta métodos para simulação de escoamentos a altos números de Mach utilizando diversos esquemas de discretização espacial. Dentre estes esquemas, considerou-se um esquema centrado e os esquemas de separação de vetores de fluxo de va Leer e de Liou. Os esquemas "upwind"foram implementados tanto em suas versões de primeira ordem quanto de segunda ordem de precisão espacial. As versões de segunda ordem de precisão estão baseadas numa abordagem "MUSCL", onde os estados à direita e à esquerda são reconstruídos linearmente e afetados por um limitador. O trabalho também discute uma técnica de geração de malhas não estruturadas bidimensionais, baseada no método de avanço de frente de geração. A malha é gerada através da introdução automática de pontos de domínio computacional. Utilizam-se termos fonte locais, que auxiliam na concentração de pontos em regiões específicas de domínio. Foram implementadas algumas técnicas de melhoramento de malha, tais como troca de diagonais e suavização. A metodologia de simulação de escoamento implementada utiliza ainda um procedimento de refinamento adaptativo, sendo que o processo de refinamento de triângulos usa um sensor baseado em propriedades físicas do escoamento. Os resultados foram obtidos através da simulação do escoamento em uma configuração típica de entrada de ar supersônica/hipersônica. Os diferentes esquemas de discretização espacial utilizados neste trabalho foram capazes de reproduzir adequadamente as características do escoamento.

Sabe-se que um bom projeto de coletor de admissão é um fator importante para um bom desempenho de um motor de combustão interna. Modelos computacionais têm sido usados para simular escoamentos não-permanentes e compressíveis fornecendo assim suporte para melhor projeto do coletor. Neste trabalho, o estudo de escoamento compressível, intermitente e turbulento de fluido newtoniano no interior de cilindros de seção circular tem por objetivo entender os fenômenos que ocorrem dentro de um sistema complexo de dutos que conduzem o ar até os cilindros de um motor. Para tal é necessário primeiramente conhecer quais são estes fenômenos e identificar os parâmetros cruciais que influenciam no processo de solução do modelo matemático em uma geometria simplificada e assim possibilitar a avaliação do sistema em operação em uma geometria complexa. O modelo matemático usado para o escoamento compressível pulsátil dentro do duto circular reto é o URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes). Para resolver as equações governantes do modelo matemático (continuidade, quantidade de movimento, energia e modelo de turbulência) é usado o software ANSYS Fluent CFD. Esta ferramenta é baseada na discretização de volumes finitos. Este trabalho é composto por três etapas. Na primeira etapa a abordagem baseada na pressão é usada resolvendo as equações governantes de forma segregada. Após um estudo de malha, os resultados obtidos mostraram que um duto excitado por um único pulso tem uma resposta periódica com frequência constante, e certo grau de amortecimento ao longo do comprimento do duto. Foi mostrado que o comprimento do duto é o parâmetro de maior influencia no comportamento dinâmico do sistema. Na segunda etapa a mesma geometria foi empregada e o mesmo tipo de abordagem foi usada. Foi observada a resposta dinâmica de uma condição de contorno de pressão oscilante na saída do duto. É possível verificar a importância da compressibilidade do ar que atenua as amplitudes das oscilações de pressão e vazão em massa ao longo do duto. E finalmente, a terceira etapa consistiu em uma geometria complexa, formada por um duto principal, um plenum e dois runners. Como condições de contorno na saída dos dois dutos secundários foram impostas perturbações de pressão de mesma amplitude e fases variáveis, e assim verificada a vazão em massa para cada defasagem pré-estabelecida.

Simulações de grandes escalas (LES) atualmente têm desempenhado um papel importante no estudo de turbulência, aeroacústica e combustão. Em LES, as maiores escalas são resolvidas e as escalas menores são modeladas por um modelo de submalha. A grande vantagem deste tipo de simulação para o estudo de turbulência está no fato de que a produção de turbulência acontece primordialmente nas grandes escalas. Além disso, o comportamento das grandes escalas é extremamente afetado pela topologia do escoamento analisado. Neste contexto, o objetivo primordial deste trabalho é estudar escoamentos próximos a paredes, em regiões com curvatura, para avaliar o efeito de gradientes de pressão adversos nas estatísticas do escoamento, analisando as consequências destes gradientes de pressão na produção, transporte e dissipação de energia turbulenta. A formulação empregada nas simulações é uma formulação LES, e estão sendo analisados números de Reynolds moderados, para os quais, em geral, não se têm dados de simulações diretas na literatura. Desta forma, pretende-se entender um pouco mais sobre as estruturas turbulentas geradas nas regiões de gradiente de pressão adverso e os mecanismos de produção de turbulência em tais regiões.

Em 1999, Pereira e Stern [Pereira and Stern, 1999] propuseram o Full Baye- sian Significance Test (FBST), ou Teste de Significancia Completamente Bayesiano, especialmente desenhado para fornecer um valor de evidencia dando suporte a uma hip otese precisa H. Apesar de possuir boas propriedades conceituais e poder tratar virtual- mente quaisquer classes de hip oteses precisas em modelos param etricos, a difus ao deste m etodo na comunidade cient fica tem sido fortemente limitada pela ausencia de um ambiente integrado onde o pesquisador possa formular e implementar o teste de seu interesse. O objetivo deste trabalho e apresentar uma proposta de implementa c ao de um ambiente integrado para o FBST, que seja suficientemente flex vel para tratar uma grande classe de problemas. Como estudo de caso, apresentamos a formula c ao do FBST para um problema cl assico em gen etica populacional, o Equil brio de Hardy-Weinberg / In 1999, Pereira and Stern [Pereira and Stern, 1999] introduced the Full Bayesian Significance Test (FBST), developed to give a value of evidence for a precise hypothesis H. Despite having good conceptual properties and being able to dealing with virtually any classes of precise hypotheses under parametric models, the FBST did not achieve a large difusion among the academic community due to the abscence of an computational environment where the researcher can define and assess the evidence for hypothesis under investigation. In this work we propose an implementation of an flexible computatio- nal environment for FBST and show a case study in a classical problem in population genetics, the Hardy-Weinberg Equilibrium Law.

A monoaminoxidase (MAO) é uma enzima importante, que pode atuar como alvo terapêutico. Inibidores da MAO-A apresentam atividade no tratamento de distúrbios de humor, enquanto os inibidores seletivos da MAO-B tem uso, especialmente, no tratamento da Doença de Parkinson. O conhecimento das interações ENZIMA-INIBIDOR é importante no planejamento de fármacos. Nesse contexto, foram realizados estudos das enzimas MAO-A e MAO-B com diferentes ligantes, através da combinação das metodologias de docking, Dinâmica Molecular e Ensemble Docking. Foram escolhidos os ligantes derivados da 1,4-naftoquinona (1,4-NQ), lapachol, menadiona, norlapachol, A2, B2 e C2, os inibidores comerciais clorgilina (MAO-A) e selegilina (MAO-B) e os substratos naturais serotonina (MAO-A) e dopamina (MAO-B). Os resultados do docking mostraram interação de todos os ligantes com algum dos resíduos da "gaiola aromática" (FAD, Tyr407/Tyr444 para MAO-A, Tyr398/Tyr435 para MAO-B), uma importante região catalítica da MAO. Além disso, a seletividade observada experimentalmente da menadiona com a MAO-B também foi observada no docking. Através da DM, foi possível observar algumas diferenças conformacionais entre as estruturas da MAO-A e MAO-B, que podem explicar a seletividade entre as duas isoformas, como por exemplo, distâncias entre resíduos do sítio ativo e ligações de hidrogênio. A partir do Ensemble Docking, foi verificado que a conformação do receptor influencia significativamente o escore das interações ENZIMA+LIGANTE para ligantes volumosos. / Monoamine oxidase (MAO) is an important enzyme that acts as therapeutic target. MAO-A inhibitors show pharmacological activity in the treatment of mood disorders, whereas MAO-B inhibitors are used especially in treatment of Parkinson's Disease. Knowledge of enzyme-inhibitor interactions is important in drug design. Therefore, studies of MAO-A and MAO-B enzymes with different ligands were performed by combining docking, Molecular Dynamics and Ensemble Docking methodologies. Ligands derived from 1,4-naphthoquinone, lapachol, menadione, nor-lapachol, A2, B2, C2, commercial inhibitors clorgyline (MAO-A) and selegiline (MAO-B) and the natural substrates serotonin (MAO-A) and dopamine (MAO-B) were chosen. The docking results shows interactions of all ligands with some residue of the "aromatic cage” (FAD cofactor, Tyr407/Tyr444 for MAO-A and Tyr398/Tyr435 for MAO-B), an important catalytic region of MAO. Furthermore, the experimentally observed selectivity of menadione with MAO-B was also observed by Docking. In Molecular Dynamics results, conformational differences were observed between MAO-A and MAO-B structures, which could explain the selectivity observed between isoforms, e.g. distances between residues of the active site and hydrogen bonds. Ensemble Docking results shows that the conformation of the receptor significantly influence the score of ENZYME+LIGAND interactions for bulky ligands.

Em 1999, Pereira e Stern [Pereira and Stern, 1999] propuseram o Full Baye- sian Significance Test (FBST), ou Teste de Significancia Completamente Bayesiano, especialmente desenhado para fornecer um valor de evidencia dando suporte a uma hip otese precisa H. Apesar de possuir boas propriedades conceituais e poder tratar virtual- mente quaisquer classes de hip oteses precisas em modelos param etricos, a difus ao deste m etodo na comunidade cient fica tem sido fortemente limitada pela ausencia de um ambiente integrado onde o pesquisador possa formular e implementar o teste de seu interesse. O objetivo deste trabalho e apresentar uma proposta de implementa c ao de um ambiente integrado para o FBST, que seja suficientemente flex vel para tratar uma grande classe de problemas. Como estudo de caso, apresentamos a formula c ao do FBST para um problema cl assico em gen etica populacional, o Equil brio de Hardy-Weinberg / In 1999, Pereira and Stern [Pereira and Stern, 1999] introduced the Full Bayesian Significance Test (FBST), developed to give a value of evidence for a precise hypothesis H. Despite having good conceptual properties and being able to dealing with virtually any classes of precise hypotheses under parametric models, the FBST did not achieve a large difusion among the academic community due to the abscence of an computational environment where the researcher can define and assess the evidence for hypothesis under investigation. In this work we propose an implementation of an flexible computatio- nal environment for FBST and show a case study in a classical problem in population genetics, the Hardy-Weinberg Equilibrium Law.

Tese de mestrado. Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005