Propõe-se um novo método D-bar de Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) para obter, simultaneamente, a condutividade e a permitividade de um domínio 2-D. O algoritmo direto baseia-se na prova de existência e unicidade do artigo de E. Francini [1]. A caracterização de tecidos biológicos é fortemente facilitada a partir do conhecimento de suas propriedades elétricas. Particularmente, nas aplicações médicas de TIE há grande interesse na permitividade, uma vez que, vários autores tem apresentado critérios para distinguir patologias baseados nesta propriedade, um exemplo constitui a determinação de presença ou ausência de sangue em líquidos acumulados no pulmão. Realizam-se testes com dados simulados numericamente e experimentais com o propósito de verificar e entender as propriedades, capacidades e limitações do algoritmo implementado. No caso dos testes numéricos, é desenvolvido um programa que resolve o problema direto da admitividade, o qual permite calcular conjuntos de dados de voltagem numéricos. São simulados dados aplicando padrões de corrente trigonométricos e por pares. As soluções exponencialmente crescentes do problema inverso são parte essencial do algoritmo e devem ser decompostas nas bases dos padrões de injeção de corrente. A compreensão da natureza destas decomposições para padrões de injeção trigonométricos e por pares, levou ao estabelecimento de especificações no projeto de um sistema de TIE para este algoritmo. Os resultados encorajadores numéricos e experimentais obtidos nas reconstruções de condutividade e permitividade, quanto à resolução espacial e às magnitudes, indicam que o algoritmo é promissor para uso clínico. / This work proposes a new D-bar method of Electrical Impedance Tomography (EIT) for reconstructing the conductivity and permittivity simultaneously in a 2-D domain. The direct algorithm presented is based on the existence and uniqueness proof by E. Francini [1]. Biological tissue characterization is strongly facilitated by the knowledge of its electric properties. In EIT medical applications there is great interest in the permittivity as an additional property for distinguishing pathologies. For instance, the determination of presence or absence of blood in fluid accumulation in the lung. Numerical and experimental data tests are carried out in order to verify and understand the properties, capabilities and limitations of the implemented algorithm. A numerical phantom to solve the forward admittivity problem is developed which allows to simulate voltage data sets. Trigonometric and pairwise injection current patterns are applied. Exponentially growing solutions of the inverse problem are a key part of the algorithm, which have to be expanded in terms of the current patterns. Understanding the nature of these expansions for trigonometric and pairwise injection current patterns leads to a set of specifications in the design of an EIT system for this algorithm. The encouraging numerical and experimental results obtained in conductivity and permittivity reconstructions, regarding the magnitude and spatial resolution, indicate that the algorithm is promising for clinical use.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-06-13T18:18:48Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Priscilla Alencar de Oliveira Morais.pdf: 2523242 bytes, checksum: c7b298cd259a1098c9ac103594f6e4bc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T18:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Priscilla Alencar de Oliveira Morais.pdf: 2523242 bytes, checksum: c7b298cd259a1098c9ac103594f6e4bc (MD5) Previous issue date: 2016-09-29 / CAPES / O equilíbrio postural é essencial para as atividades funcionais e, para a sua manutenção, requer a organização de diversas estratégias do controle motor, as quais podem estar prejudicadas em indivíduos com comportamento sedentário. Alguns métodos de exercícios, como o Pilates e o treinamento resistido, prometem melhorar o equilíbrio a partir do fortalecimento muscular, porém seus efeitos necessitam ser quantificados e melhor compreendidos. Objetivo: Avaliar o efeito de protocolos de exercícios do método Pilates e de treinamento de força no equilíbrio estático de adultos jovens sedentários. Métodos: Estudo piloto controlado e randomizado envolvendo 12 adultos de 18 a 30 anos, sedentários, com peso normal, saudáveis e sem experiência com exercícios do método Pilates. Os voluntários foram triados e realizaram um teste de equilíbrio estático, tanto com os olhos abertos como com os olhos fechados, utilizando um equipamento com dois acelerômetros triaxiais e dois sensores de eletromiografia de superfície (EMG) cujos sinais foram sincronizados com uma captura de vídeo. O acelerômetro 1 foi acoplado sobre o esterno e o acelerômetro 2 sobre a quinta vértebra lombar. Os sensores de EMG foram posicionados sobre os músculos transverso do abdome/oblíquo interno e multífidos/paravertebrais. Após a avaliação os voluntários foram randomizados em um grupo experimental (GE) e um controle (GC), cada um contendo 6 voluntários. Os grupos foram submetidos a um treinamento de 6 semanas, com sessões de 1h de duração duas vezes por semana. O GE utilizou exercícios do método Pilates no solo e o GC utilizou exercícios de fortalecimento com pesos livres. Todos os voluntários foram reavaliados após as 6 semanas. Os dados adquiridos com os acelerômetros foram tratados para o cálculo da área da elipse de predição de 95% contendo os pontos do deslocamento dos sensores. Os valores de EMG obtidos durante as posturas foram normalizados em forma de percentual do maior valor obtido com a contração isométrica voluntária máxima. Os dados obtidos foram comparados com os testes de Mann-Whitney e Wilcoxon. Foi utilizado um nível de significância de 0,05 para todos os testes. Resultados: Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas na comparação intragrupos das variáveis analisadas. Houve uma redução média na área de deslocamento do acelerômetro 1 de 2,54±1,3cm2 para o GE e 1,0±0,8cm2 para o GC nos testes com os olhos abertos, e de 8,0±8,7cm2 para o GE e 9,0±7,5cm2 para o GC nos testes com os olhos fechados. Na avaliação com o acelerômetro 2, a redução média foi de 5,7±4,1cm2 para o GE e 9,7±9,2cm2 para o GC nos testes com os olhos abertos, e de 9,6±7,2cm2 para o GE e 9,9±5,6cm2 para o GC nos testes com os olhos fechados. A atividade dos músculos abdominais reduziu uma média de 0,7±0,5% no GE e aumentou 1,5±0,2% no GC. Conclusão: Tanto o Pilates como o treinamento de força promovem melhora no equilíbrio estático com redução da oscilação do centro de massa corporal, porém com o método Pilates a ativação da musculatura abdominal reduz sutilmente, o que pode ser em decorrência do uso de outros músculos sinergistas na tarefa de estabilização. / Postural balance is essential for functional activities and its maintenance requires the organization of various motor control strategies, which may be impaired in subjects with sedentary behavior. Some methods of exercises like Pilates and resistance training, promise to improve balance from muscle strengthening, but their effects need to be quantified and better understood. Purpose: To verify the effect of exercise protocols of the Pilates method and of resistance training on the static balance of sedentary young adults. Methods: Randomized controlled pilot study, involving12 adults aged between 18 and 30 years, sedentary, normal weight, without conditions and without experience with Pilates exercises. The volunteers performed a static balance test, with both eyes open and eyes closed, wearing an equipment with two triaxial accelerometers and two surface electromyography sensors (EMG) whose signals were synchronized with a video capture. The accelerometer 1 was coupled on the sternum and the accelerometer 2 on the fifth lumbar vertebra. The EMG sensors were positioned on the muscles transversus abdominis/internal oblique and multifidus/paraspinal. After the baseline assessment, the volunteers were randomized into an experimental group (EG) and a control group (CG), each containing 6 volunteers. The groups were submitted to a 6-week training with 1hr duration twice a week. EG performed Pilates exercises on the floor and CG performed strengthening exercises with free weights. All volunteers were reassessed after 6 weeks. The data acquired by the accelerometers were treated and the area of the 95% prediction ellipse containing the sensor displacement points was calculated. The EMG values obtained during the postures were normalized as a percentage of the highest value obtained with the maximal voluntary isometric contraction. Data were comparedusing Mann-Whitney and Wilcoxon tests.A 0.05 significance level was used for all tests. Results: No statistically significant differences were found in the betweengroup comparison of the variables analyzed. There was a mean reduction in the area of displacement of the accelerometer 1 of 2.54 ± 1.3 cm2 for the EG and 1.0 ± 0.8 cm2 for the CG in the tests with eyes open, and of 8.0 ± 8.7 cm2 for the EG and 9.0 ± 7.5 cm2 for the CG in the tests with eyes closed. In the evaluation with accelerometer 2, the mean reduction was 5.7 ± 4.1 cm2 for the EG and 9.7 ± 9.2 cm2 for the CG in the tests with eyes open, and 9.6 ± 7.2 cm2 for the the EG and 9.9 ± 5.6 cm2 for the CG in the tests with eyes closed. The activity of the abdominal muscles reduced an average of 0.7 ± 0.5% in the EG and increased 1.5 ± 0.2 % in the CG. Conclusion: Both Pilates and strength training promote improvement in static balance with reduction of body mass center oscillation, but with the Pilates method exercises, the activation of the abdominal muscles reduces subtly, which may be due to the use of other synergistic muscles in the stabilization task.

Foram crescidos monocristais semicondutores Pb1-xSnxTe através do Método Bridgman. Selecionou-se a liga Telureto de Chumbo-Estanho por apresentar banda de energia do tipo direto da ordem de 0,30 eV, permitindo operação no intervalo de 3-30 mm, ou seja, ideal lna fabricação de detectores fotovoltáicos para a operação na região do infravermelho terma (8-14 mm). As análises obtidas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e medidas de raios-x indicaram que os resultados obtidos concordaram com os existentes na literatura, verificando-se, nos cristais crescidos, a presença de alta homogeneidade na sua composição e uma baixa densidade de defeitos. Através do diagrama de fases da liga Pb1-xSnxTe, pode-se observar que o soluto SnTe é rejeitado a partir da interface sólido/líquido na solidificação, formando uma camada enriquecida de soluto. Devido à presença da gravidade, o soluto acumulado na interface tende a se redistribuir uniformemente na fase líquida através da convecção, uma vez que o soluto SnTe é menos denso que o solvente PbTe. Como resultado, a distribuição final de soluto tende a ser acumulativa, aproximando da equação de Scheil, sendo verificado e comprovado através de análise de espectrometria por dispersão de energia (EDS), com o auxílio de microscopia eletrônica de varredura (MEV).

A liga Pb1-xSnxTe possui grande utilização na fabricação de detectores fovoltáicos, operando na região do infravermelho termal (8-14 mm) e seu desenvolvimento é de grande interesse na indústria aeroespacial. Este trabalho visou estudar a redistribuição de soluto através da solidificação unidirecional utilizando os métodos Bridgman vertical, normal e inverso, e horizontal. Foi estabelecido um gradiente térmico para cada método utilizado, variando somente a velocidade de solidificação, visando estudar a distribuição de soluto (SnTe) na fase líquida. Através de análises dos resultados obtidos pode-se verificar que na ocorrência de fluxos convectivos e/ou difusivos suficientes para causarem a mistura completa na fase líquida, a composição axial (Cs) do lingote resultante varia de acordo com a equação de Scheil. No uso do método Bridgman vertical normal ou inverso, os gradientes térmicos ou constitucional possuem sempre sinais opostos, ou seja, a convecção provocada pela configuração estável de um gradiente pode ser reduzida pela estabilidade do outro. Os resultados obtidos foram analisados através de espectrometria por dispersão de energia (EDS), com auxílio de um microscópio eletrônico de varredura (MEV).

Nas reações de pré-equilíbrio os modelos de exciton de Griggin e Hibrido de Blann mostraram bastante sucesso em descrever a dependência energética e, até certo ponto a depêndencia ângular, na emissão de nucleons e emissão de partículas compostas. No entanto a base conceitual desses modelos foi questionada por Bisplinghoff há algum tempo. Cálculos numéricos corroboram com suas dúvidas. Em resposta a Bisplinghoff, Blann propôs o modelo Hybrid Monte Carlo (HMS), que utiliza somente as densidades de estados disponíveis para a criação e aniquilação de pares partículas-buracos. O modelo foi posteriormente estendido, em colaboração com Chadwick, ao Double Differential Hybrid Monte Carlo (DDHMS). Esta extensão é baseada na aproximação de Chadwick e Oblozinský da distribuição angular e de energia dos estados de duas partículas e um buraco disponíveis e que leva em conta a conservação do momento. Este trabalho faz uma comparação com a distribuição energética e angular exatas relativísticas e não relativísticas. E dos espectros de emissão acessíveis de prótons produzidos pelo código EMPIRE, que é um sistema modular de códigos de reações nucleares, compreendendo vários modelos nucleares, e que premite realizar cálculos com um grande números de partículas e energias. Em particular utilizamos o modúlo do modelo Double Differential Hybrid Monte Carlo que realiza cálculos Monte Carlo de emissão utilizando densidades de transição com base no modelo de exciton, nos modelos aproximados e exatos de um gás de Fermi.

For the most demanding measurement tasks in force metrology flexure hinges in compliant mechanisms represent a key component. To enhance the mechanical properties of devices like weighing cells, the ability of precise modeling of flexure hinges is essential. The present scientific work focuses on the modeling of the mechanical behavior of a single flexure hinge subjected to geometric deviations and non-ideal loading conditions as those encountered in weighing cells. The considered hinge has a semi-circular contour and a large width compared to its minimum notch height. This geometry is modeled using the finite element method. Requirements for a trustworthy and efficient computation are elaborated under the consideration of geometric deviations for later parametric studies. Analytical expressions found in the literature are compared to numerical results to prove the validity of their assumptions for thin hinges. The model is used for studying the deviation of the stiffness in non-ideal flexure hinges. Sources of deviation are identified and described by parameters. The range of values for each parameter is chosen on the basis of available manufacturing technology. Influential parameters are identified through a sensitivity analysis. The effect of loading conditions is studied in the context of the application in weighing cells. For the enhancement of the overall sensitivity, the stiffness of the flexure hinges can be reduced. One option, the alteration of the geometry by adding a flexure strip in the center of the semi-circular flexure hinge is studied in comparison to existing analytical equations. The effects of ground tilts for a single loaded flexure hinge are investigated as a foundation for future modeling of a tilt insensitive state of a weighing cell mechanism (autostatic state). By adjusting the vertical position of the center of mass of the lever, the tilt sensitivity can be reduced to zero. An approach to find the position for this state is presented considering the numerical limitations of finite element modeling. Using this approach, the variation of the sought position is evaluated for different values of the design parameters. / Tesis

A evolução do código genético foi analisada por Hornos & Hornos segundo um modelo algébrico baseado em um processo de quebra de simetria induzido pela cadeia de álgebras de Lie, sp (6) &#8835 sp (4) &#8853 su (2) &#8835 su (2) &#8853 su (2) &#8853 su (2). Inserindo a álgebra sp (6) numa álgebra unitária de maior dimensão e possível estender a analise, bem conhecida para os grupos unitários, a serie simplética. Construímos aqui polinômios em termos de operadores de destruição que constituem uma base para a representação irredutível da álgebra sp (6) na cadeia canônica. A eles associamos os aminoácidos e os códons, seguindo o principio do modelo algébrico para evolução do código genético. Implementamos toda a ação dos operadores em linguagem algébrica Maple, com o recurso de realizar simplificações por meio de um produto escalar. Podemos, realizar ações de qualquer função analítica dos elementos desta álgebra simplética sobre estes vetores de estado alem do Hamiltoniano de Hornos - que consiste de operadores de Casimir com ação conhecida. Verificamos aqui que algumas transições produzidas pelos geradores seguem simetrias de reflexão no diagrama de pesos. Por outro lado encontramos regras de seleção estabelecidas pela simetria simplética e pela cadeia especifica. Discutimos as ações dos geradores do grupo sp (6) baseado num novo assignment que sob certas hipóteses de simetrias se mostrou único / The evolution of the genetic code has been discussed by Hornos & Hornos with an algebraic model based on the chain of Lie algebras, sp (6) &#8835 sp (4) &#8853 su (2) &#8835 su (2) &#8853 su (2) &#8853 su (2). By embedding the sp(6) algebra into a unitary algebra of larger dimension, it\'s possible to extend a previous analysis, which holds for unitary groups, to the simpletic series. We construct here, following a procedure developed by Marcos Moshinsky, polynomials in terms of creation operators, which form a basis for the irreducible representation of the sp (6) algebra in the canonical chain. To these polynomials, truly vector states, we associate, in the light of the algebraic aproach for the evolution of the genetic code, the amino acids and the codons. All operator action was provided by a maple procedure that uses a scalar product based on simplification routine. Therefore we can perform actions of any analytic function of the simpletic algebra operators on these vector states besides the Hornos\'s Harniltonian - which by its turn consists of Casimirs with a known action. We find here that some transitions produced by the generators follow reflectional symmetries in the weight diagram, together with selection rules imposed by the simpletic underground symmetries of the representation and the specific chain. We discuss the operator actions based on the new assignment, which was proved to be unique under symmetry hypothesis

El material más usado en la construcción de viviendas en el Perú es la albañilería y una de sus propiedades estructurales más importante es la resistencia a compresión. Para conocer la resistencia a compresión de la albañilería se construyen prismas o pilas, asentando unidades de albañilería una sobre otra con mortero, para después someterlas a ensayos de compresión axial. / Tesis

El presente trabajo de investigación tiene como finalidad el estudio del comportamiento de fisuras en uniones soldadas, para lo cual se consideró conveniente seleccionar a la mecánica de fractura clásica y al método de los elementos finitos como los medios más adecuados para abordar este fenómeno. Durante el estudio se determinó el factor de intensidad de tensiones, que es un parámetro que caracteriza la tenacidad de la fractura en materiales de comportamiento lineal. Es posible distinguir que el trabajo contiene dos partes muy bien definidas. La primera parte consiste en la modelación bidimensional de especimenes fisurados, cuyas configuraciones son muy conocidas en el ámbito de la mecánica de fractura. La segunda parte consiste en volcar la experiencia adquirida y realizar la modelación tridimensional de una unión soldada de filete que contiene una fisura superficial en las aproximaciones del cordón de soldadura. Los resultados obtenidos de la modelación de ambas partes fueron comparados con valores analíticos de diferentes autores permitiendo determinar la factibilidad del análisis de la fractura elasto-lineal mediante un software de elementos finitos. / Tesis

Los engranajes han sido desde hace mucho tiempo uno de los elementos de máquinas más usados para la transmisión de potencia mecánica en la industria. Esto ha impulsado su estudio para optimizar su funcionamiento y poder calcular la capacidad de carga de estos elementos de máquinas y así evitar su falla o desgaste prematuro. Una de las principales fallas que se presentan es estos elementos es la picadura progresiva o pitting en el flanco de los dientes que tiene como causa fundamental el excesivo esfuerzo de contacto entre los dientes producido durante el engrane. En la presente tesis se desarrolla el estudio del esfuerzo de contacto en los flancos de los dientes de engranajes cilíndricos de ejes paralelos (rectos y helicoidales) y perfil de evolvente determinados a partir de dos metodologías distintas: 1) Mediante el método de los elementos finitos, donde se definió la geometría real del diente con ecuaciones paramétricas para así poder modelar los engranajes en un software CAD y luego realizar la simulación del engrane en un software CAE. 2) Mediante cálculos analíticos según las normas técnicas ISO 6336, DIN 3990 y AGMA2105-C95, donde se determinó el esfuerzo de contacto actuante a partir de las expresiones que proponen cada una de estas normas pero solo tomando en cuenta los factores que hacen referencia a la geometría del diente y a las características de la transmisión y no a las que tienen que ver con otros parámetros que afectan el esfuerzo de contacto como las características de montaje de los engranajes y otros. Se realizaron cálculos del esfuerzo de contacto sobre una muestra de pares de engranajes con distintos parámetros geométricos y de carga para poder comparar los resultados de las dos metodologías de cálculo, y se encontró que los esfuerzos determinados a partir de las normas técnicas son de 2 a 5 veces mayores que los hallados por el método de los elementos finitos. Lo que refleja a un sobredimensionamiento de los engranajes contra la falla por picadura en el flanco del diente en los procedimientos de las normas técnicas. / Tesis