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Métodos numéricos para resolução de problemas da dinâmica populacional / Numerical Methods to Solve Dynamic Population ProblemsDelphin, Simone de Almeida 22 June 2005 (has links)
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Previous issue date: 2005-06-22 / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A numerical method is presented to solve single species population dynamics problems, with focus on the spread if invading organisms. This problem is mathematically modeled by a non-linear advection-diffusion-reaction transport equation, which is numerically solved by a finite element methodology. Some examples are conducted, showing the stability and accuracy of the proposed methodology.
The role of the weak and strong Alee effects is analyzed on the spread of a single species invading organism in a one-dimensional domain. In this case the population dynamics describes propagation of traveling population fronts that represent either single-species invasion or single-species retreat. Some scenarios are investigated so as to evaluate the interaction of traveling population fronts under different parameter values, allowing to derive numerically whether they can reverse or block the species invasion. / Uma solução numérica é presentada para resolver problemas da dinâmica populacional de uma única espécie, com ênfase na dispersão de um organismo invasor. Este problema é matematicamente modelado por uma equação de transporte não linear de advecção-difusão-reação e resolvido numericamente usando o método de elementos finitos. Os exemplos apresentados demonstram a estabilidade e precisão da metodologia proposta.
A influência do efeito Allee forte e fraco é analisada na dispersão de uma espécie de organismo invasor em um domínio uni-dimensional. Neste caso a dinâmica populacional descreve a propagação de frentes populacionais que representam a invasão ou o recuo da espécie. Alguns cenários são investigados para avaliar a interação da frente de ondas populacionais para diferentes valores de parâmetros indicando numéricamente quando é possível reverter ou bloquear a invasão de espécies.
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Numerical Methods to Solve Dynamic Population Problems / Métodos numéricos para resolução de problemas da dinâmica populacionalSimone de Almeida Delphin 22 June 2005 (has links)
A numerical method is presented to solve single species population dynamics problems, with focus on the spread if invading organisms. This problem is mathematically modeled by a non-linear advection-diffusion-reaction transport equation, which is numerically solved by a finite element methodology. Some examples are conducted, showing the stability and accuracy of the proposed methodology.
The role of the weak and strong Alee effects is analyzed on the spread of a single species invading organism in a one-dimensional domain. In this case the population dynamics describes propagation of traveling population fronts that represent either single-species invasion or single-species retreat. Some scenarios are investigated so as to evaluate the interaction of traveling population fronts under different parameter values, allowing to derive numerically whether they can reverse or block the species invasion. / Uma solução numérica é presentada para resolver problemas da dinâmica populacional de uma única espécie, com ênfase na dispersão de um organismo invasor. Este problema é matematicamente modelado por uma equação de transporte não linear de advecção-difusão-reação e resolvido numericamente usando o método de elementos finitos. Os exemplos apresentados demonstram a estabilidade e precisão da metodologia proposta.
A influência do efeito Allee forte e fraco é analisada na dispersão de uma espécie de organismo invasor em um domínio uni-dimensional. Neste caso a dinâmica populacional descreve a propagação de frentes populacionais que representam a invasão ou o recuo da espécie. Alguns cenários são investigados para avaliar a interação da frente de ondas populacionais para diferentes valores de parâmetros indicando numéricamente quando é possível reverter ou bloquear a invasão de espécies.
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Transformada da incerteza puramente numérica para a avaliação de incertezas / Unscented transform purely numerical for uncertainty assessmentBrito Junior, Ademir Alves de 24 May 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-05-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, a numerical version of Unscented Transform was developed. In the developed approach, any probability distributions can be mapped by means of linear or non-linear functions, thus allowing fast acquisition of the probability distributions of the outputs/ simulation model responses, or more specifically, the evaluation of the uncertainty model. For practical purposes of distribution mapping, the computational cost is considerably lower than that demanded by the Monte Carlo method, which is based on a massive random sampling, thus presenting high computational cost. The application in Biomechanics problems shows the efficiency of the proposed method. / Neste trabalho, foi desenvolvida uma versão numérica da Transformada da Incerteza (expressão utilizada para denominar a Unscented Transform). Na abordagem elaborada, quaisquer distribuições de probabilidade podem ser mapeadas por meio de funções lineares ou não-lineares, permitindo assim a obtenção ágil das distribuições de probabilidade das saídas/respostas do modelo de simulação ou, mais especificamente, do modelo de avaliação de incertezas. Para propósitos práticos de mapeamento de distribuições, o custo computacional se mostra consideravelmente menor que aquele demandado pelo método de Monte Carlo, o qual é baseado em amostragem aleatória massiva, apresentando assim alto custo computacional. A aplicação em problemas de Biomecânica como a avaliação mecânica do osso humano e avaliação de incertezas da marcha humana por meio da dinâmica inversa, mostra a eficiência do método proposto em vista de outros métodos conhecidos como o de Monte Carlo.
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Transformada da incerteza puramente numérica para a avaliação de incertezas / Unscented transform purely numerical for uncertainty assessmentBrito Júnior, Ademir Alves de 24 May 2016 (has links)
Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-10-17T20:30:31Z
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Previous issue date: 2016-05-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, a numerical version of Unscented Transform was developed. In the developed
approach, any probability distributions can be mapped by means of linear or non-linear
functions, thus allowing fast acquisition of the probability distributions of the outputs/
simulation model responses, or more specifically, the evaluation of the uncertainty model. For
practical purposes of distribution mapping, the computational cost is considerably lower than
that demanded by the Monte Carlo method, which is based on a massive random sampling,
thus presenting high computational cost. The application in Biomechanics problems shows
the efficiency of the proposed method. / Neste trabalho, foi desenvolvida uma versão numérica da Transformada da Incerteza
(expressão utilizada para denominar a Unscented Transform). Na abordagem elaborada,
quaisquer distribuições de probabilidade podem ser mapeadas por meio de funções lineares ou
não-lineares, permitindo assim a obtenção ágil das distribuições de probabilidade das
saídas/respostas do modelo de simulação ou, mais especificamente, do modelo de avaliação
de incertezas. Para propósitos práticos de mapeamento de distribuições, o custo
computacional se mostra consideravelmente menor que aquele demandado pelo método de
Monte Carlo, o qual é baseado em amostragem aleatória massiva, apresentando assim alto
custo computacional. A aplicação em problemas de Biomecânica como a avaliação mecânica
do osso humano e avaliação de incertezas da marcha humana por meio da dinâmica inversa,
mostra a eficiência do método proposto em vista de outros métodos conhecidos como o de
Monte Carlo.
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Avaliação de câmaras reverberantes através do método numérico TLM. / Evaluation of reverberation chambers applying TLM methodeverberation Chamber.Heleno, Evandro Fernandes 01 September 2006 (has links)
O presente trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento dos campos eletromagnéticos no interior de câmaras reverberantes de modos misturados através do método numérico TLM (Transmission Line Matrix). Inicialmente, apresenta-se uma descrição dos diversos tipos de câmaras aplicáveis na avaliação de desempenho de compatibilidade eletromagnética de equipamentos e sistemas elétricos, destacando-se suas principais características físicas e geométricas, com ênfase nas câmaras reverberantes. Os aspectos teóricos relacionados à descrição do método TLM são detalhados e sua aplicação na avaliação do ambiente eletromagnético das câmaras é então abordada. Diversos resultados são apresentados, considerando-se configurações pré-definidas de câmaras reverberantes, ressaltando-se a definição e cálculo de índices de mérito, bem como os principais aspectos relacionados à representação e definição de critérios adotados nas simulações destas. / The aim of this report is the evaluation of the behavior of electromagnetic fields inside reverberation chambers by means of Transmission Line Modeling (TLM). Initially, it is presented a description of several kinds of chambers applicable for electromagnetic compatibility tests followed by a more detailed description regarding reverberation chambers. Theoretical aspects of TLM method and its application for electromagnetic fields solution are covered. Some results are presented, considering pre-defined reverberation chambers configurations, highlighting some merit indicators and the main aspects adopted on its simulation.
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Avaliação de câmaras reverberantes através do método numérico TLM. / Evaluation of reverberation chambers applying TLM methodeverberation Chamber.Evandro Fernandes Heleno 01 September 2006 (has links)
O presente trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento dos campos eletromagnéticos no interior de câmaras reverberantes de modos misturados através do método numérico TLM (Transmission Line Matrix). Inicialmente, apresenta-se uma descrição dos diversos tipos de câmaras aplicáveis na avaliação de desempenho de compatibilidade eletromagnética de equipamentos e sistemas elétricos, destacando-se suas principais características físicas e geométricas, com ênfase nas câmaras reverberantes. Os aspectos teóricos relacionados à descrição do método TLM são detalhados e sua aplicação na avaliação do ambiente eletromagnético das câmaras é então abordada. Diversos resultados são apresentados, considerando-se configurações pré-definidas de câmaras reverberantes, ressaltando-se a definição e cálculo de índices de mérito, bem como os principais aspectos relacionados à representação e definição de critérios adotados nas simulações destas. / The aim of this report is the evaluation of the behavior of electromagnetic fields inside reverberation chambers by means of Transmission Line Modeling (TLM). Initially, it is presented a description of several kinds of chambers applicable for electromagnetic compatibility tests followed by a more detailed description regarding reverberation chambers. Theoretical aspects of TLM method and its application for electromagnetic fields solution are covered. Some results are presented, considering pre-defined reverberation chambers configurations, highlighting some merit indicators and the main aspects adopted on its simulation.
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Aspectos de compatibilidade eletromagnética em estruturas atingidas por descargas atmosféricas. / EMC aspects in strcutures directly struck by lightning.Carlos Antonio França Sartori 08 April 1999 (has links)
O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de cálculo da distribuição de correntes e dos campos eletromagnéticos e tensões induzidas associadas em estruturas atingidas diretamente por descargas atmosféricas que, agregada à filosofia geral de compatibilidade eletromagnética (CEM), constitua uma abordagem inovadora e abrangente quando comparada às recomendações de proteção contra descargas atmosféricas atuais. Propõe-se, portanto, desenvolver uma metodologia que: · Constitua uma ferramenta de auxílio nas tomadas de decisões, aplicável desde a etapa de definição da arquitetura da estrutura e do leiaute dos equipamentos até a definição final da configuração do sistema de proteção contra descargas atmosféricas (S.P.C.D.A); · Possibilite a implementação de uma filosofia de proteção dos equipamentos e sistemas elétricos e eletrônicos contra descargas atmosféricas na qual se integre as recomendações tradicionais às necessidades atuais relacionadas à área de compatibilidade eletromagnética; · Seja abrangente e com grau de precisão satisfatório, quando comparadas com as recomendações atuais, com possibilidade de exploração dos valores das grandezas elétricas envolvidas no domínio do espaço e do tempo, e · Apresente simplicidade na implementação em computadores pessoais. / The main purpose of this work is to present a suitable method for calculating the current distribution, the electric and magnetic field, and the induced voltage on electric circuits regarding a structure directly struck by lightning. Moreover, when the method is used together with the electromagnetic compatibility (EMC) requirements, it can provide the designer with a new and helpful methodology meeting the recent aspects or the state of the art on lightning protection systems (L.P.S). Thus, a methodology is proposed, which provides the L.P.S. design team with: · The availability to take technical decisions in all steps of the project, from the definition of the architecture of the structure to the definition of the best layout of L.P.S.; · Recommendations to achieve the EMC of the electric and electronic system, in addition to the traditional ones; · Reliable numerical results concerning simulations in the space and time-domain, and · Simple implementation in personal computers.
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Filtros otimizados para transformadas seno, co-seno e de Hankel j0, j1 e j2ALMEIDA, Frayzer Lima de 14 January 2003 (has links)
Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-07-30T12:40:59Z
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Previous issue date: 2003 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Apresentamos dois algoritmos automáticos, os quais se utilizam do método dos mínimos quadrados de Wiener-Hopf, para o cálculo de filtros lineares digitais para as transformadas seno, co-seno e de Hankel J0, J1 e J2. O primeiro, que otimiza os parâmetros: incremento das abscissas, abscissa inicial e o fator de deslocamento utilizados para os cálculos dos coeficientes dos filtros lineares digitais que são aferidos através de transformadas co-seno, seno e o segundo, que otimiza os parâmetros: incremento das abscissas e abscissa inicial utilizados para os cálculos dos coeficientes dos filtros lineares digitais que são aferidos através de transformadas de Hankel J0, J0 e J2. Esses algoritmos levaram às propostas de novos filtros lineares digitais de 19, 30 e 40 pontos para as transformadas co-seno e seno e de novos filtros otimizados de 37 , 27 e 19 pontos para as transformadas J0, J2 e J2, respectivamente. O desempenho dos novos filtros em relação aos filtros existentes na literatura geofísica é avaliado usando-se um modelo geofísico constituído por dois semi-espaços. Como fonte usou-se uma linha infinita de corrente entre os semi-espaços originando, desta forma, transformadas co-seno e seno. Verificou-se melhores desempenhos na maioria das simulações usando o novo filtro co-seno de 19 pontos em relação às simulações usando o filtro co-seno de 19 pontos existente na literatura. Verificou-se também a equivalência de desempenhos nas simulações usando o novo filtro seno de 19 pontos em relação às simulações usando o filtro seno de 20 pontos existente na literatura. Adicionalmente usou-se também como fonte um dipolo magnético vertical entre os semi-espaços originando desta forma, transformadas J0 e J1, verificando-se melhores desempenhos na maioria das simulações usando o novo filtro J1 de 27 pontos em relação ao filtro J1 de 47 pontos existente na literatura. Verificou-se também a equivalência de desempenhos na maioria das simulações usando o novo filtro J0 de 37 pontos em relação ao filtro J0 de 61 pontos existente na literatura. Usou-se também como fonte um dipolo magnético horizontal entre os semi-espaços, verificando-se um desempenho análogo ao que foi descrito anteriormente dos novos filtros de 37 e 27 pontos para as respectivas transformadas J0 e J1 em relação aos filtros de 61 e 47 pontos existentes na literatura, destas respectivas transformadas. Finalmente verificou-se a equivalência de desempenhos entre os novos filtros J0 de 37 pontos e J1 de 27 pontos em relação aos filtros de 61 e 47 pontos existentes na literatura destas transformadas, respectivamente, quando aplicados em modelos de sondagens elétricas verticais (Wenner e Schlumberger). A maioria dos nossos filtros contêm poucos coeficientes quando comparados àqueles geralmente usados na geofísica. Este aspecto é muito importante porque transformadas utilizando filtros lineares digitais são usadas maciçamente em problemas numéricos geofísicos. / We present two automatic algorithms, which use the Wiener-Hopf least-square method, for the calculation of digital linear filters for sine, co-sine transforms and J0, J1 and J2 Hankel transforms. The first algorithm optimizes the following parameters: abscissa increments, initial abscissas and displacement factor for the computation of digital linear filters coefficients that are computed through sine and co-sine analytic transforms. The second algorithm optimizes the following parameters: abscissa increments and initial abscissas for the computation of digital linear filters coefficients that are computed through J0, J1 and J2 Hankel analytic transforms. This methodology led to the proposition of new digital linear filters of 19, 30 and 40 points for the co-sine and sine transforms, and to new optimized filters of 37, 27 and 19 points for the J0, J1 and J2 Hankel transforms, respectively. The comparison of the performance of these filters with respect to the others ones published in the geophysical literature is evaluated by using a analytical geophysical model composed of two half spaces. An infinite current line was used between the half spaces, giving rise to the sine and co-sine transforms. Among all simulations carried out, it was noticed that the new sine and co-sine transforms of 19 points presented better performance when compared to the existing ones in the literature. In addition, J0 and J1 transforms were obtained using a vertical magnetic dipole as source between the half spaces, noticing that better performances using the new J1 filter of 27 points were obtained among all simulations when compared to the existing 47 points J1 filters, as well as with the simulations carried out using the new 37 points J0 filter and compared with the 61 points J0 existing filters in the literature. Using a horizontal magnetic dipole between the half spaces, it was observed an equivalent performance using the 37 and 27 points new filters for the J0 and J1 transforms when compared, respectively, to the existing 61 and 47 points filters in the literature. Finally, it was observed an equivalent performance using 37 and 27 points new filters for the J0 and J1 transforms when compared, respectively, to the existing 61 and 47 points in the literature, and when applied, respectively, in Wenner and Schlumberger electrical soundings. Most of our filters contain fewer coefficients than those usually used in geophysics. This aspect is very important because these linear filter transforms are commonly used intensively in numerical massively geophysical problems.
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Aspectos de compatibilidade eletromagnética em estruturas atingidas por descargas atmosféricas. / EMC aspects in strcutures directly struck by lightning.Sartori, Carlos Antonio França 08 April 1999 (has links)
O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de cálculo da distribuição de correntes e dos campos eletromagnéticos e tensões induzidas associadas em estruturas atingidas diretamente por descargas atmosféricas que, agregada à filosofia geral de compatibilidade eletromagnética (CEM), constitua uma abordagem inovadora e abrangente quando comparada às recomendações de proteção contra descargas atmosféricas atuais. Propõe-se, portanto, desenvolver uma metodologia que: · Constitua uma ferramenta de auxílio nas tomadas de decisões, aplicável desde a etapa de definição da arquitetura da estrutura e do leiaute dos equipamentos até a definição final da configuração do sistema de proteção contra descargas atmosféricas (S.P.C.D.A); · Possibilite a implementação de uma filosofia de proteção dos equipamentos e sistemas elétricos e eletrônicos contra descargas atmosféricas na qual se integre as recomendações tradicionais às necessidades atuais relacionadas à área de compatibilidade eletromagnética; · Seja abrangente e com grau de precisão satisfatório, quando comparadas com as recomendações atuais, com possibilidade de exploração dos valores das grandezas elétricas envolvidas no domínio do espaço e do tempo, e · Apresente simplicidade na implementação em computadores pessoais. / The main purpose of this work is to present a suitable method for calculating the current distribution, the electric and magnetic field, and the induced voltage on electric circuits regarding a structure directly struck by lightning. Moreover, when the method is used together with the electromagnetic compatibility (EMC) requirements, it can provide the designer with a new and helpful methodology meeting the recent aspects or the state of the art on lightning protection systems (L.P.S). Thus, a methodology is proposed, which provides the L.P.S. design team with: · The availability to take technical decisions in all steps of the project, from the definition of the architecture of the structure to the definition of the best layout of L.P.S.; · Recommendations to achieve the EMC of the electric and electronic system, in addition to the traditional ones; · Reliable numerical results concerning simulations in the space and time-domain, and · Simple implementation in personal computers.
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Compósitos de matriz poliéster com fibras de macambira (Bromélia laciniosa): modelagem, simulação e experimentação. / Polyester matrix composite with macambira fiber (Bromélialaciniosa): modeling, simulation and experimentation.CRUZ, Valério Carlos de Almeida. 25 September 2018 (has links)
Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-25T12:44:58Z
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VALÉRIO CARLOS DE ALMEIDA CRUZ - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2545282 bytes, checksum: 3f37053bbbe74448ce66d692fa5819c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T12:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1
VALÉRIO CARLOS DE ALMEIDA CRUZ - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2545282 bytes, checksum: 3f37053bbbe74448ce66d692fa5819c1 (MD5)
Previous issue date: 2013-02-28 / Capes / O presente trabalho tem como objetivo o estudo teórico/experimental da sorção de água
em compósitos poliméricos reforçados com fibras de macambira (Bromélia Laciniosa). Foi utilizado como matriz polimérica uma resina de poliéster insaturado e fibras de Macambira originárias do cariri paraibano. Os compósitos foram confeccionados com 70% de poliéster e 30% de fibras cortadas em tamanhos de aproximadamente 3 cm. Os ensaios de sorção de água foram realizados com amostras de 3 mm e 6 mm de espessura nas temperaturas de 25, 50 e 70°C. Uma modelagem matemática tridimensional transiente foi usada para predizer a transferência de massa durante a sorção de água destes compósitos. A cinética de sorção de água nos compósitos mostrou ser influenciada pela sua relação área/volume. Verificou-se que em tempos curtos, aproximadamente 50 horas, e temperatura de processo mais elevadas, os corpos com maior relação área/volume apresentam uma maior velocidade de sorção. Em tempos longos, os compósitos com maior relação área/volume e maior temperatura de processo apresentam maiores teores de água sorvida. O teor de umidade de equilíbrio dos compósitos com 30% de fibras de Macambira apresentaram valores de 16,8%, a 25°C, 17,00% a 50°C e 19,10% a 70ºC, para as espessuras de 3 mm, e de 12,5% a 25°C, 15,8% a 50°C e 14,8% a 70ºC, para a espessura de 6 mm. Resultados teóricos do teor de umidade médio dos compósitos foram comparados com dados experimentais e um bom ajuste foi obtido. Desta comparação, os coeficientes de difusão de massa foram obtidos para cada condição experimental. / This reseach aims to study theoretically and experimentally water absorption in polymer composites reinforced with macambira fiber (BromeliaLaciniosa). As polymer matrix was used unsaturated polyester resin and macambira fiber from cariri region of the Paraiba state. The composite samples were manufactured with 70% polyester resin and 30% macambira fiber (3cm length). Experiments were carried out in samples with 3 and 6 mm thickness at the temperatures 25, 50 and 70ºC. A transient 3D mathematical model was used to predict mass transfer during water sorption of the composites. It was verified that the water sorption kinetic is affected by area /volume relationships. For short time, approximately 50 h, the sample with lower area/volume relationships and higherprocess temperature presents a larger water absorption velocity, and for long times, these samples presents higher equilibrium water content. Equilibrium moisture content of the samples were 16.8% at 25ºC, 17.00%. at 50ºC and 19.10% at 70ºC, for 3 mm thickness, and 12.5% at 25ºC, 15.8% at 50ºC and 14.8% at 70 ºC, for 6 mm thickness. Predicted results of the moisture content of the composites were compared with experimental data, and a good agreement was verified. From this comparison diffusion coefficients were obtained for different experimental conditions.
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