Este trabalho propõe um método computacional para tratamento, identificação e previsão de sistemas dinâmicos naturais, permitindo o tratamento de dados ruidosos, efetuando a identificação de sistemas dinâmicos desconhecidos analiticamente e gerando simulações e previsões. Para este método computacional são utilizados técnicas estatísticas de suavização exponencial para o tratamento de dados, técnica estatística auto-regressiva e de médias móveis não-linear com entrada de dados exterior Nonlinear Auto Regressive Moving Average with eXogenous inputs - NARMAX integrado a redes neurais artificiais do tipo feedforward para identificação e previsão, permitindo que estes procedimentos sejam efetuados de forma automática, isentando especialistas e demais interessados do tratamento manual de dados e da escolha de modelos analíticos específicos para a este tipo de trabalho. Foi implementado um protótipo para o método computacional proposto e aplicado a um estudo de caso envolvendo bacias hidrográficas em dois cenários reais e complexos no território brasileiro.

A perfilagem de asa ée um item primordial no projeto de aeronaves. Perfis definem parâmetros estruturais, desempenho e arquitetura dos sistemas do avião. O projeto dos aerofólios deve ser feito abrangendo diversas fases do vôo e não apenas o cruzeiro. Devem-se considerar espaço interno para montagem estrutural e volume do tanque de combustível para a missão. Tornando o problema extremamente complexo e não-linear, não podendo apenas contar com a experiência da equipe de projeto para obter aeronaves competitivas no cenário aeronáutico atual. O presente trabalho provê uma contribuição ao projeto de asas de aeronave de transporte no que se refere à obtenção da perfilagem de asa num contexto de otimização multidisciplinar. Aplicam-se algoritmos genéticos para projeto da perfilagem de uma aeronave de transporte transônica tendo como função objetivo o consumo de combustível e restrições de coeficiente de sustentação máxima e espaço para combustível missão. Para solucionar este problema utilizou-se um conjunto de módulos baseados em métodos numéricos e teóricos, e parametrização polinomial dos perfis da raiz, quebra e ponta da asa. O estudo de caso ée feito para uma aeronave comercial transônica em uma missão regional típica de transporte de passageiros. Resultados que a perfilagem muda de forma a cumprir a missão e satisfazer as restrições impostas. As principais características dos perfis obtidos são o carregamento traseiro que minimiza o pico de sucção da asa e o maior raio de bordo de ataque que garante o coeficiente de sustentação máxima da asa.

Atualmente, o setor produtivo vem impulsionando o interesse da comunidade científica no estudo das técnicas de transmissão/reflexão (T/R) para a caracterização de propriedades eletromagnéticas de amostras sólidas de materiais em amplas faixas de frequências. Tais propriedades são aplicáveis, por exemplo, no desenvolvimento de projetos de circuitos de micro-ondas, estudos biológicos e de materiais absorvedores de radiação eletromagnética. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo o estudo do algoritmo de Nicolson-Ross-Weir (NRW), que associa os parâmetros de espalhamento, medidos com o auxílio de Analisadores de Redes Vetoriais (VNA), com os valores de permissividade e permeabilidade relativas complexas para amostras toroidais inseridas dentro de linhas coaxiais de ar. A metodologia de estudo consiste na implementação de uma rotina NRW computacional, desenvolvida em ambiente VEE 8.0, e validada por meio de comparação de seus resultados com aqueles obtidos de programas comerciais. O programa Agilent Co. foi empregado na extração de permissividade e permeabilidade complexas relativas para uma amostra experimental de Ferrita Mn-Mg, estudada de 50MHz a 500MHz. Modelos eletromagnéticos de simulação para uma linha coaxial de ar preenchida com amostras de Teflon, Madeira e Ferrita Virtual, estudados até 5GHz, são desenvolvidos com a ferramenta CST Microwave Studio 2008 (MWS) para auxílio no processo de validação das rotinas de correções de erros provenientes da existência de lacunas de ar longitudinais e transversais, situadas entre as extremidades das amostras e dos portas-amostra. As simulações permitem ainda o estudo de instabilidade do método NRW em faixas de frequências próximas àquelas onde o comprimento da amostra torna-se múltiplo de meio comprimento de onda do sinal eletromagnético que se propaga através dela. A conclusão do trabalho discute as divergências encontradas entre os resultados alcançados por meio da rotina implementada e os das ferramentas comerciais (Agilent Co, e MWS 2008), e também apresenta sugestões para trabalhos futuros.

O presente trabalho teve como proposta principal, apresentar o uso do programa de modelagem computacional denominado SimQuest, que pode ser usado como uma ferramenta auxiliar de apoio ao ensino de física. O SimQuest é um programa que está estruturado de forma a facilitar a criação de ambientes que possuam: simulações, gráficos, exercícios, textos orientados, vídeos e várias outras aplicações. Um dos pontos fortes desse programa, é que o usuário não precisa conhecer nenhuma linguagem de programação específica, pois ele é orientado a objeto e na maioria dos casos, o método de arrastar-soltar é suficiente para se criar uma situação de análise e estudo. Construímos como aplicação do SimQuest, vários exemplos com nível variado de dificuldade, de forma que pudessem ser apresentados a professores com diferentes níveis de conhecimento tanto de informática quanto de física. Na análise final, os aspectos positivos e negativos do SimQuest são apresentados, bem como propostas para outros tipos de aplicação.

O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento de flambagem e pós-flambagem de uma placa e um painel reforçado de alumínio sob cargas de cisalhamento. Nesta análise será utilizado o software comercial ABAQUS 6.5-1 e os resultados obtidos serão comparados com os da literatura. Neste trabalho serão mostrados os resultados do cálculo de carga crítica para uma placa de diferentes comprimentos e rigidez rotacional, bem como o comportamento de pós-flambagem para uma placas quadradas simplesmente apoiada e engastadas sob tensão de cisalhamento com diferentes percentuais de imperfeição. Já para um painel reforçado, será calculada a carga crítica de flambagem. Por fim, a não-linearidade do material será incorporada em um painel reforçado e será feita a análise de pós-flambagem deste painel.

não consta resumo.

Este trabalho trata de um modelo computacional para análise de dispositivos trocadores de calor com acoplamento da condução, convecção e radiação tendo a energia solar como fonte de calor. O modelo permite analisar três situações básicas: Coletor Aquecedor de Fluidos (coleta a energia solar e aquece um determinado fluido por convecção forçada), Coletor Espacial (coleta a energia solar e aquece um determinado equipamento, em uso espacial, por condução), Radiador Espacial (resfria um equipamento em uso espacial por condução, dissipando o calor para o espaço por radiação). O dispositivo básico é composto por uma placa com aletas retangulares. Sobre o conjunto placa-aletas é colocado um vidro ou plástico seletivo formando assim dutos retangulares. No estudo do Coletor Aquecedor de Fluidos, tem-se o escoamento laminar nos dutos com perfis térmico e hidrodinâmico desenvolvidos. Os coeficientes de convecção são calculados localmente em toda a parede. A radiação é estudada usando o modelo de duas bandas com análise no espectro solar e infravermelho. O vidro seletor é semitransparente na banda infravermelha e transparente na banda solar. Desta forma obtêm-se um filtro e o "efeito estufa" com o aprisionamento de energia térmica. A condução de calor é considerada unidimensional com temperaturas variáveis em toda a parede do duto. A placa é externamente adiabática no Coletor Aquecedor de Fluidos. No Coletor e Radiador Espacial, a placa troca calor externamente com um equipamento e a análise é feita sob vácuo, isto é, sem convecção. O vidro troca calor com o meio externo. Para o Radiador Espacial não é usado o vidro evitando o "efeito estufa", pois neste o objetivo não é aprisionar mas sim, liberar energia. A formulação do acoplamento condução-convecção-radiação gera um sistema integro-diferencial não linear que é resolvido numericamente.

Attacks and failures tolerance of complex networks is related to the concept of vulnerability in different contexts, from biology and sociology to computer science and physics. Studies have revealed that the topologies of these networks are inherently vulnerable to failures of central elements. Complex adaptive systems, emergent in nature, are considered more resilient because, despite facing periodic changes, have the ability to maintain their main topological properties. Inspired by these systems and with the purpose of providing more robust communication networks, this work proposes mechanisms for evaluating fault tolerance of complex networks topologies and procedures for promoting the necessary adjustments to maintain their main topological properties. The performance of the proposed mechanisms showed that failures of central elements can lead to a global state of vulnerability. In such a state, evaluation and adaptation processes are more likely to miscarry. The resulting model also serves as a tool for the computational modelling of problems of vulnerability in several application contexts.

As propriedades eletromagnéticas dos materiais são necessárias em diversos campos de pesquisa, como no desenvolvimento de absorvedores eletromagnéticos, e também no setor produtivo, como nas indústrias das áreas de telecomunicações e aeroespacial. Um dos métodos mais utilizados para calcular a permissividade e a permeabilidade dos materiais é o algoritmo de conversão de Nicholson-Ross-Weir. Entretanto, precauções devem ser tomadas para corrigir erros de precisão nos resultados, como os causados pela posição do material dentro do porta-amostra em relação ao plano de referência definido durante o processo de calibração do sistema. Entretanto, o método invariante no plano de referência possibilita a redução das incertezas causadas pela posição da amostra para obtenção das propriedades eletromagnéticas do material estudado de maneira mais precisa. Nesse trabalho foram considerados os conceitos teóricos e o desenvolvimento prático necessários à implementação de uma rotina computacional em ambiente Agilent VEE utilizando o método invariante no plano de referência para determinação da permissividade elétrica e da permeabilidade magnética em amostras do tipo toroidal inseridas em linhas coaxiais de ar através de medidas da transmissão/reflexão. Para validar a rotina, os parâmetros de espalhamento obtidos de uma simulação de uma amostra de teflon foram utilizados como dados de entrada e os resultados comparados com os valores de permissividade da simulação, onde foi observada uma diferença menor que 0,05% entre os resultados e a simulação. A seguir, os resultados de amostras de PVC e ferrita de Co2Ba3Fe24O41 na faixa de frequência de 0,5 a 4 GHz foram comparados com os calculados por uma ferramenta comercial, onde foi observada uma convergência entre os resultados da rotina e o programa comercial. A seguir, foram feitas medições variando a distância entre a amostra e o plano de calibração para demonstrar que a rotina implementada não depende da posição da amostra.

Consideramos nesta dissertação um problema, NP-difícil, de seqüenciamento de padrões, vizando minimizar o número máximo de pilhas abertas em torno de uma máquina industrial de corte. Estamos interessados em métodos frugais, os quais, seguindo à terminologia de Halldórson (91), são aqueles - métodos - que além de utilizar poucos recursos computacionais - tempo e espaço - possuem idéias de implementações simples. A modelagem do problema pela Teoria dos Grafos foi a escolhida para obtenção de tais métodos, na tentativa de se identificarem aspectos estruturais que, porventura, pudessem emergir e auxiliar na sua resolução. A partir daquela modelagem, descobrimos ser o grafo complementar bastante esparso e possuidor de um conjunto independente maximal surpreendentemente grande, se comparado ao número de vértices do grafo. Através da informação adicional, fornecida por estes dois aspectos estruturais encontrados no grafo modelada, um método geral, baseado no clique maximal, foi desenvolvido. A frugalidade do método está no uso de uma conhecida heurística gulosa, de tempo linear no número de vértices, para detecção de conjuntos independentes. A partir do método geral, duas heurísticas puderam ser desenvolvidas: a primeira, de detecção de circuitos hamiltonianos, obtidos através de uma versão do algoritmo extensão-rotação para grafos randônicos, com o circuito inicial composto pelos vértices do clique maximal; e a segunda, de contratação recursiva de cliques. Realizamos testes computacionais comparando as nossas heurísticas com aquelas pertencentes ao estado da arte encontrado na literatura. Os resultados demonstram que as duas heurísticas desenvolvidas através do método proposto são competitivas, tanto em termos de tempo e espaço como de erro médio, além da facilidade de implementação.