O objetivo central deste trabalho é o estudo da interação do solo com a estrutura. Para tanto, são introduzidos mais recursos na ferramenta numérica desenvolvida no trabalho de Almeida (2003a). O solo é modelado pelo método dos elementos de contorno (MEC) tridimensional, aplicando a solução fundamental de Kelvin. É possível analisar problemas nos quais o solo é composto por camadas de diferentes características físicas, apoiadas em uma superfície de deslocamento nulo e enrijecidas por elementos de fundação, também modelados pelo MEC tridimensional. A superestrutura tridimensional, diferentemente do modelo utilizado em Almeida (2003a), é simulada pelo método dos elementos finitos (MEF), sendo composta por elementos planos e reticulares com seis graus de liberdade por nó. Também é introduzido no programa o recurso de simular um número qualquer de blocos, modelados pelo MEC tridimensional, apoiados sobre o solo. Estes blocos podem ser utilizados como elementos de fundação para o edifício, permitindo estudar a interação do solo em conjunto com os blocos e o edifício. São analisados alguns exemplos, nos quais é validada a formulação empregada e é demonstrada a necessidade de se considerar a interação do solo com a estrutura em problemas práticos de engenharia / The main objective of this work is to study the soil structure interaction problem. For such, more resources in the numerical tool developed in Almeida (2003a) are introduced. The soil is simulated by the three-dimensional boundary element method (BEM), applying Kelvin’s fundamental solution. It is possible to analyze problems in which the soil is composed by layers of different physical characteristics, supported by a rigid and adhesive interface and reinforced by foundation elements, also simulated by the three-dimensional BEM. The three-dimensional superstructure is simulated using the finite element method (FEM), with shell and frame elements with six degrees of freedom by node. This model is different of the one used in Almeida (2003a). It is also introduced in the program the resource to consider blocks, simulated by the three-dimensional BEM and supported by the soil. These blocks can be used as foundation elements for the building, coupling the non-homogeneous soil-foundation-blocks-superstructure system as a whole. Some examples are analyzed, in order to validate the theory employed and demonstrate the necessity of considering the soil structure interaction in practical problems of engineering

Neste trabalho, uma combinação do Método dos Elementos de Contorno (MEC) com o Método dos Elementos Finitos (MEF) é apresentada para análise bidimensional de sólidos elastostáticos reforçados, sendo considerados modelos de aderência no acoplamento. O elemento de contorno é adotado para modelar o comportamento do domínio, enquanto que o modelo por elementos finitos é utilizado para modelar o enrijecedor. Devido às singularidades nas equações integrais do MEC, estudou-se o erro ocasionado pelos integrandos de ordem e e como conseqüência sugerem-se, neste trabalho, equações mais simples para representar o erro das integrações. Para a formulação do acoplamento, um polinômio do terceiro grau é adotado para aproximar tanto o campo de deslocamento quanto a rotação do enrijecedor, enquanto aproximações lineares são usadas para representar a força de contato entre o domínio e o enrijecedor. Modelos de escorregamento, apresentados, são lineares e governados em função do carregamento escrito em termos das forças de contato e o deslocamento relativo. A partir da combinação entre o MEC e o MEF obtém-se uma matriz retangular contendo duas equações para o MEC e uma para o MEF. O resultado das equações algébricas redundantes é eliminado pela aplicação do procedimento dos mínimos quadrados. Exemplos ilustram o bom ajuste e os melhores resultados proporcionados pelo controle do erro das equações integrais, mostrando ainda através de exemplos, a potencialidade e as limitações no acoplamento entre os dois materiais, considerando modelos de aderência ou não. / In this work it is presented a coupling between the Boundary Element Method and the Finite Element Method for two-dimensional elastostatic analysis of reinforced bodies considering adherence. The Boundary Element is used to model the matrix while the reinforcement is modeled by the Finite Element. Due to the inherent singularities present in Boundary Element formulations the quadrature rules, used to develop the necessary integrals may present undesired errors. In this sense the behavior of this integration error is studied and a simple way to control it is proposed along the work. Regarding the coupling formulation a third degree polynomial is adopted to describe the displacements and rotations of the reinforcement, while a linear polynomial is used to describe the contact forces among the continuum and the reinforcement. Adherence (or sliding) models are presented and implemented in the computer code. A linear relation between relative displacement and transmitted force is adopted. From difference of approximation regarding contact forces and displacements a rectangular matrix arrises from the BEM/FEM coupling. The additional equations are eliminated by the use of a least square method based on the multiplication of transpose matrices. Examples are shown to demonstrate the good behavior of error control applied on gaussian quadratures regarding Boundary Element simulations for coupled or not situations, considering or not adherence models.

O presente trabalho trata da formulação e implementação de modelos numéricos baseados no Método dos Elementos de Contorno (MEC). Inspirando-se em problemas de engenharia, uma abordagem multidisciplinar é proposta como meio de representação numérica mais realista. Há materiais de uso corrente na engenharia que possuem resposta dependente do tempo. Nesta tese os fenômenos dependentes do tempo são abordados por meio da Mecânica Viscoelástica Linear associada a modelos reológicos. Neste trabalho, se apresenta a dedução do modelo constitutivo de Maxwell para ser utilizado via MEC. As equações deduzidas são verificadas em problemas de referência. Os resultados mostram que a formulação deduzida pode ser utilizada para representar estruturas compostas, mesmo em casos envolvendo uma junção entre materiais viscoelásticos e não viscoelásticos. Adicionalmente as formulações apresentadas se mantém estáveis na presença de fissuras de domínio e bordo. Verifica-se que a formulação clássica dual pode ser utilizada para simular o comportamento de fissuras com resposta dependente do tempo. Essa constatação serve de base para maiores investigações no campo da Mecânica da Fratura de materiais viscoelásticos. Na sequência, mostra-se como o MEC pode ser aliado a conceitos probabilísticos para fazer estimativas de comportamentos a longo prazo. Estas estimativas incluem as incertezas inerentes nos processos de engenharia. As incertezas envolvem os parâmetros materiais, de carregamento e de geometria. Por meio do conceito de probabilidade de falha, os resultados mostram que as incertezas relacionadas às estimativas das cargas atuantes apresentam maior impacto no desempenho esperado a longo prazo. Esta constatação serve para realizar estudos que colaborem para a melhoria dos processos de concepção estrutural. Outro aspecto de interesse desta tese é a busca de formas otimizadas, por meio da Otimização Topológica. Neste trabalho, um algoritmo alternativo de otimização topológica é proposto. O algoritmo é baseado no acoplamento entre o Método Level Set (MLS) e o MEC. A diferença entre o algoritmo aqui proposto, e os demais presentes na literatura, é forma de obtenção do campo de velocidades. Nesta tese, os campos normais de velocidades são obtidos por meio da sensibilidade à forma. Esta mudança torna o algoritmo propício a ser tratado pelo MEC, pois as informações necessárias para o cálculo das sensibilidades residem exclusivamente no contorno. Verifica-se que o algoritmo necessita de uma extensão particular de velocidades para o domínio a fim de manter a estabilidade. Limitando-se a casos bidimensionais, o algoritmo é capaz de obter os conhecidos casos de referência reportados pela literatura. O último aspecto tratado nesta tese retrata a maneira pela qual as incertezas geométricas podem influenciar na determinação das estruturas otimizadas. Utilizando o MEC, propõe-se um critério probabilístico que permite embasar escolhas levando em consideração a sensibilidade geométrica. Os resultados mostram que os critérios deterministas, nem sempre, conduzem às escolhas mais adequadas sob o ponto de vista de engenharia. Assim, este trabalho contribui para a expansão e difusão das aplicações do MEC em problemas de engenharia de estruturas. / The present work deals with the formulation and implementation of numerical models based on the Boundary Element Method (BEM). Inspired by engineering problems, a multidisciplinary combination is proposed as a more realistic approach. There are common engineering materials that have time-dependent response. In this thesis, time-dependent phenomena are approached through the Linear Viscoelastic Mechanics associated with rheological models. In this work, the formulation of Maxwell\'s constitutive model is presented to be used via MEC. The resultant equations are checked on reference problems. The results show that the presented formulation can be used to represent composite structures, even in cases involving a junction between viscoelastic and non-viscoelastic materials. Additionally the formulations presented remain stable in the presence of cracks. It is found that the classical DUAL-BEM formulation can be used to simulate cracks with time-dependent behaviour. This result serves as the basis for further investigations in the field of Fracture Mechanics of viscoelastic materials. In the sequence, it is shown how the BEM can be associated with probabilistic concepts to make predictions of long-term behaviour. These predictions include the inherent uncertainties in engineering processes. The uncertainties involve the material, loading and geometry parameters. Using the concept of probability of failure, the results show that the uncertainties related to the estimations of loads have important impact on the long-term expected performance. This finding serves to carry out studies that collaborate for the improvement of structural design processes. Another aspect of interest of this thesis is the search for optimized forms through Topological Optimization. In this work, an alternative topological optimization algorithm is proposed. The algorithm is based on the coupling between the Level Set Method (LSM) and BEM. The difference between the algorithm proposed here, and the others present in the literature, is a way of obtaining the velocity field. In this thesis, the normal fields of velocities are obtained by means of shape sensitivity. This change makes the algorithm adequate to be treated by the BEM, since the information necessary for the calculation of the sensitivities resides exclusively in the contour. It is found that the algorithm requires a particular velocity extension in order to maintain stability. Limiting to two-dimensional cases, the algorithm is able to obtain the known benchmark cases reported in the literature. The last aspect addressed in this thesis involves the way in which geometric uncertainties can influence the determination of optimized structures. Using the BEM, it is proposed a probabilistic criterion that takes into consideration the geometric sensitivity. The results show that deterministic criteria do not always lead to the most appropriate choices from an engineering point of view. In summary, this work contributes to the expansion and diffusion of MEC applications in structural engineering problems.

Power conservation has become a severe issue in devices since battery capability advancement is not keeping pace with the swift development of other technologies such as processing technologies. This issue becomes critical when both the number of resource-intensive applications and the number of connected devices are rapidly growing. The former results in an increase in power consumption per device, and the latter causes an increase in the total power consumption of devices. Mobile edge computing (MEC) and low power wide area networks (LPWANs) are raised as two important research areas in wireless networks, which can assist devices to save power. On the one hand, devices are being considered as a platform to run resource-intensive applications while they have limited resources such as battery and processing capabilities. On the other hand, LPWANs raised as an important enabler for massive IoT (Internet of Things) to provide long-range and reliable connectivity for low power devices. The scope of this thesis spans over these two main research areas: (1) MEC, where devices can use radio resources to offload their processing tasks to the cloud to save energy. (2) LPWAN, with grant-free radio access where devices from different technology transmit their packets without any handshaking process. In particular, we consider a MEC network, where the processing resources are distributed in the proximity of the users. Hence, devices can save energy by transmitting the data to be processed to the edge cloud provided that the delay requirement is met and transmission power consumption is less than the local processing power consumption. This thesis addresses the question of whether to offload or not to minimize the uplink power consumption in a multi-cell multi-user MEC network. We consider the maximum acceptable delay as the QoS metric to be satisfied in our system. We formulate the problem as a mixed-integer nonlinear problem, which is converted into a convex form using D.C. approximation. To solve the converted optimization problem, we have proposed centralized and distributed algorithms for joint power allocation and channel assignment together with decision-making on job offloading. Our results show that there exists a region in which offloading can save power at mobile devices and increases the battery lifetime. Another focus of this thesis is on LPWANs, which are becoming more and more popular, due to the limited battery capacity and the ever-increasing need for durable battery lifetime for IoT networks. Most studies evaluate the system performance assuming single radio access technology deployment. In this thesis, we study the impact of coexisting competing radio access technologies on the system performance. We consider K technologies, defined by time and frequency activity factors, bandwidth, and power, which share a set of radio resources. Leveraging tools from stochastic geometry, we derive closed-form expressions for the successful transmission probability, expected battery lifetime, experienced delay, and expected number of retransmissions. Our analytical model, which is validated by simulation results, provides a tool to evaluate the coexistence scenarios and analyze how the introduction of a new coexisting technology may degrade the system performance in terms of success probability, delay, and battery lifetime. We further investigate the interplay between traffic load, the density of access points, and reliability/delay of communications, and examine the bounds beyond which, mean delay becomes infinite. / Antalet anslutna enheter till nätverk ökar. Det finns olika trender som mobil edgecomputing (MEC) och low power wide area-nätverk (LPWAN) som har blivit intressantai trådlösa nätverk. Därför står trådlösa nätverk inför nya utmaningar som ökadenergiförbrukning. I den här avhandlingen beaktar vi dessa två mobila nätverk. I MECavlastar mobila enheter sina bearbetningsuppgifter till centraliserad beräkningsresurser (”molnet”). I avhandlingensvarar vi på följande fråga: När det är energieffektivt att avlasta dessa beräkningsuppgifter till molnet?Vi föreslår två algoritmer för att bestämma den rätta tiden för överflyttning av beräkningsuppgifter till molnet.I LPWANs, antar vi att det finns ett mycket stort antal enheter av olika art som kommunicerar mednätverket. De använder s.k. ”Grant-free”-åtkomst för att ansluta till nätverket, där basstationerna inte ger explicita sändningstillstånd till enheterna. Denanalytiska modell som föreslås i avhandlingen utgör ett verktyg för att utvärdera sådana samexistensscenarier.Med verktygen kan vi analysera olika systems prestanda när det gäller framgångssannolikhet, fördröjning och batteriershållbarhetstid. / <p>QC 20200228</p> / SOOGreen

Today's Internet is seeing a massive shift from traditional client-server applications towards real-time, context-sensitive, and highly immersive applications. The fusion between Cyber-physical systems, The Internet of Things (IoT), Augmented/Virtual-Reality (AR/VR), and the Tactile Internet with the Human-in-the-Loop (TaHIL) means that Ultra-Reliable Low Latency Communication (URLLC) is a key functional requirement. Mobile Edge Computing (MEC) has emerged as a network architectural paradigm to address such ever-increasing resource demands. MEC leverages networking and computational resource pools that are closer to the end-users at the far edge of the network, eliminating the need to send and process large volumes of data over multiple distant hops at central cloud computing data centers. Multiple 'cloudlets' are formed at the edge, and the access to resources is shared and federated across them over multiple network domains that are distributed over various geographical locations. However, this federated access comes at the cost of a fuzzy and dynamically-changing network security perimeter because there are multiple sources of mobility. Not only are the end users mobile, but the applications themselves virtually migrate over multiple network domains and cloudlets to serve the end users, bypassing statically placed network security middleboxes and firewalls. This work aims to address this problem by proposing adaptive network security measures that can be dynamically changed at runtime, and are decoupled from the ever-changing network topology. In particular, we: 1) use the state of the art in programmable networking to protect MEC networks from internal adversaries that can adapt and laterally move, 2) Automatically infer application security contexts, and device vulnerabilities, then evolve the network access control policies to segment the network in such a way that minimizes the attack surface with minimal impact on its utility, 3) propose new metrics to assess the susceptibility of edge nodes to a new class of stealthy attacks that bypasses traditional statically placed Intrusion Detection Systems (IDS), and a probabilistic approach to pro-actively protect them.:Acknowledgments Acronyms & Abbreviations 1 Introduction 1.1 Prelude 1.2 Motivation and Challenges 1.3 Aim and objectives 1.4 Contributions 1.5 Thesis structure 2 Background 2.1 A primer on computer networks 2.2 Network security 2.3 Network softwarization 2.4 Cloudification of networks 2.5 Securing cloud networks 2.6 Towards Securing Edge Cloud Networks 2.7 Summary I Adaptive security in consumer edge cloud networks 3 Automatic microsegmentation of smarthome IoT networks 3.1 Introduction 3.2 Related work 3.3 Smart home microsegmentation 3.4 Software-Defined Secure Isolation 3.5 Evaluation 3.6 Summary 4 Smart home microsegmentation with user privacy in mind 4.1 Introduction 4.2 Related Work 4.3 Goals and Assumptions 4.4 Quantifying the security and privacy of SHIoT devices 4.5 Automatic microsegmentation 4.6 Manual microsegmentation 4.7 Experimental setup 4.8 Evaluation 4.9 Summary II Adaptive security in enterprise edge cloud networks 5 Adaptive real-time network deception and isolation 5.1 Introduction 5.2 Related work 5.3 Sandnet’s concept 5.4 Live Cloning and Network Deception 5.5 Evaluation 5.6 Summary 6 Localization of internal stealthy DDoS attacks on Microservices 6.1 Introduction 6.2 Related work 6.3 Assumptions & Threat model 6.4 Mitigating SILVDDoS 6.5 Evaluation 6.6 Summary III Summary of Results 7 Conclusion 7.1 Main outcomes 7.2 Future outlook Listings Bibliography List of Algorithms List of Figures List of Tables Appendix

[EN] Nowadays, the improvements and developments carried out in reciprocating internal combustion engines are especially based on fuel consumption and pollutant emissions reduction. These reductions are promoted by the depletion of world fossil fuel reserves and the increase in health and environmental problems that have been reported over the years. Actual regulations are forcing manufacturers to include different technologies which lead to a reduction in harmful compounds emissions, and therefore, the pollutants emission limits can be achieved. In this regard, the aftertreatment systems located in the exhaust line in all engine architectures have become commonly used as a solution to reduce such compounds. Furthermore, the manufacturers are also developing different strategies that directly affect the combustion process such as EGR systems or exploring new combustion modes, which are focus on the reduction of pollutants. This PhD thesis has as a main objective the experimental evaluation of the pollutant emissions (CO, HC, NOx, PM and PN) obtained through the use of emerging strategies for reducing pollutant compounds in reciprocating internal combustion engines. In this context, this work also includes the development of a methodology for the evaluation and assessment of the soot concentration emitted by these engines during dynamic operating conditions. On the one hand, the strategies that are use along this work and applied to compression ignition engines have been focused on aftertreatment systems, and more precisely on the diesel oxidation catalysts and diesel particle filters. Thus, the influence of the placement of these systems in the exhaust line over pollutants emissions has been analyzed. Following in the field of diesel particle filters, the analysis of the influence of pre-DPF water injection strategy on pollutants compounds has been carried out. On the other hand, concerning spark ignition engines, the influence of low pressure EGR strategy in a turbocharged direct injection engine on pollutant emission, and the efficiency of the aftertreatment system incorporated (three way catalyst) has been studied. Through these works it has been possible to determine the effects of different emission control techniques on pollutant compounds, establishing the advantages and disadvantages of each one and, as a results, proposing how to continue the development of these strategies. / [ES] Hoy en día, el desarrollo y mejora de los MCIA está especialmente forzado por la reducción en el consumo de combustible y las emisiones contaminantes. Estas reducciones están motivadas debido al agotamiento de las reservas mundiales de combustibles fósiles y el aumento de los problemas de salud y medioambientales que se han ido reportando a lo largo de los años. Las actuales regulaciones anticontaminación están obligando a los constructores a incluir diferentes tecnologías que permitan la reducción de la emisión de compuestos nocivos y el cumplimiento de los límites máximos establecidos. En este sentido, los sistemas de post-tratamiento en la línea de gases de escape se han convertido en la solución comúnmente empleadas en todas las arquitecturas de motores existentes para la reducción de dichos compuestos; aunque también se están desarrollando diversas estrategias que afectan directamente al proceso de combustión, tales como los sistemas de recirculación de gases de escape, o nuevos modos de combustión, que buscan este fin. Esta tesis tiene como objetivo principal la evaluación experimental de las emisiones (CO, HC, NOx, PM y PN) que se obtienen a través del uso de nuevas estrategias emergentes para la reducción de contaminantes en MCIA. En este contexto, este trabajo también contempla el desarrollo de una metodología que permita la evaluación y estimación de la concentración hollín emitido durante condiciones de operación dinámicas de motor. Por un lado, las estrategias analizadas en esta tesis aplicadas a motores de encendido por compresión han estado centradas en los sistemas de post-tratamiento; concretamente, en los DOC y DPF. Así pues, se ha analizado la influencia sobre las emisiones contaminantes de la arquitectura de estos sistemas en la línea de escape, situándolos aguas arriba de la turbina de sobrealimentación, en configuración conocida como pre-turbo. Siguiendo con el campo de los DPFs, también se ha llevado a cabo el análisis de la influencia de la estrategia de inyección de agua en este sistema sobre las emisiones contaminantes con este tipo de motor. Por otro lado, y concerniente a las motorizaciones MEP, se ha estudiado la influencia de la estrategia de EGR sobre las emisiones de un motor turboalimentado y de inyección directa, así como sobre el sistema de post-tratamiento que incorpora (TWC). A través de estos trabajos se han podido evaluar los efectos de diferentes técnicas de control de emisiones, estableciendo las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas y proponiendo finalmente como continuar el desarrollo de las mismas. / [CA] En l'actualitat, el desenvolupament i millora dels MCIA està especialment forçat per la reducció del consum de combustible i les emissions contaminants. Aquestes reduccions estàn promogudes per l'esgotament de les reserves mundials de combustibles fòssils i l'augment dels problemes de salut i medioambientals que s'han produït durant el últims anys. Les actuals regulacions anticontaminants han fet que els fabricants incloguen distintes tecnologies que permeten la reducció de l'emissió de compostos nocius i el compliment dels límits màxims establerts. En aquest sentit, els sistemes de post-tractament en la línia dels gasos d'escapament s'han convertit en la solució més utilitzada en totes les arquitectures de motors existents per a la reducció dels compostos mencionats anteriorment; encara que també estàn desenvolupant-se diverses estratègies que afecten directament al procés de combustió, com son els sistemes de recirculació de gasos d'escapament, o nous tipus de combustió, que busquen aquest fi. Aquesta tesi té com a objetiu principal l'avaluació experimental de les emissions (CO, HC, NOx, PM y PN) que s'obtenen a través de l'ús de noves estratègies emergents per a la reducció de contaminants en MCIA. En aquest context, el treball també contempla el desenvolupament d'una metodologia que permeta l'avaluació i estimació de la concentració de sutja emés durant condicions d'operació dinàmiques del motor. Per una banda, les estratègies analitzades en aquesta tesi aplicades a motors d'encesa per compressió han estat centrades en els sistemes post-tractament; concretament, en els DOC i DPF. Així doncs, s'ha analitzat la influència sobre les emissions contaminants de l'arquitectura d'aquestos sistemes en la línia d'escapament, situant-los aigües amunt de la turbina de sobrealimentació, en configuració coneguda com pre-turbo. Seguint amb el camp dels DPF, també s'ha dut a terme l'anàlisi de la influència de la estrategia d'injeccio d'aigua en aquest sistema sobre les emissions contaminants amb aquest tipus de motor. Per altre costat, pel que concerneix a les motoritzacions MEP, s'ha estudiat la influència de l'estratègia de EGR sobre les emissions d'un motor turboalimentat i d'injecció directa, així com sobre el sistema de post-tractament que incorpora (TWC). Mitjançant aquests treballs s'han pogut avaluar els efectes de diferents tècniques de control d'emissions, establint els avantatges i inconvenients de cadascuna d'elles i propossant finalment com continuar amb el desenvolupament de les mateixes. / Campos Navarro, D. (2016). Estudio de las emisiones de escape en motores de combustión interna alternativos utilizando diferentes sistemas de control de contaminantes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64066

Este estudo tem como objeto oito escolas estaduais Polivalentes situadas nas cidades de Araguari, Araxá, Frutal, Ituiutaba, Monte Carmelo, Patos de Minas, Uberaba e Uberlândia, em Minas Gerais. O período pesquisado compreende os anos entre 1965 e 1976. O limite inferior refere-se ao ano em que foi assinado o acordo 512-11-610-042 entre o Ministério da Educação e Cultura (MEC) e a Agência Norte-Americana para o Desenvolvimento Internacional (USAID), que proporcionou o desencadeamento de uma série de outros acordos, convênios e ações culminando com a criação do Programa de Expansão e Melhoria do Ensino Médio (PREMEM) e, por meio deste, os Polivalentes. E o limite superior, 1976, ano em que se encerrou a vigência desses acordos, que ficaram conhecidos como Acordos MEC-USAID. Os Ginásios Polivalentes caracterizaram-se como escolas de sondagem vocacional, visando direcionar a formação profissional da população em geral que aconteceria a posteriori, de forma a torná-la mais curta e eficiente, pois o mercado de trabalho requeria, com urgência, profissionais habilitados para uma economia em expansão. O projeto das escolas Polivalentes teve abrangência nacional e vislumbrava, para seu desenrolar, a substituição completa das escolas estaduais pelo modelo do Polivalente, denominado “pluricurricular”. O tema das escolas Polivalentes foi objeto de nossa pesquisa no Mestrado, quando o foco recaiu sobre a Escola Estadual Guiomar de Freitas Costa, em Uberlândia. Tal estudo suscitou indagações e inquietações que resultaram no problema central da tese aqui apresentada: compreender em que medida tais escolas integraram o projeto de desenvolvimento do país — sobretudo na primeira metade do governo militar — e entender sua estrutura, operacionalidade e eficácia. Para desenvolver a pesquisa aqui descrita, recorremos a fontes variadas: 1) literatura especializada sobre os assuntos abordados, ou seja, a situação da educação nacional no recorte temporal, o contexto político, econômico e social, metodologias de pesquisa, a teoria do capital humano, o ensino profissionalizante, tendências e práticas pedagógicas, acordos MEC-USAID e PREMEM; 2) legislação nacional, estadual e municipal atinentes à discussão: leis de diretrizes e bases da educação nacional, decretos e pareceres dispondo sobre o programa de cooperação técnica entre Brasil e Estados Unidos, o Programa de Expansão e Melhoria do Ensino (PREMEN), formação de professores, implantação das escolas Polivalentes e planejamento educacional; 3) documentação dos acervos escolares: livros de atas de colegiado e de pessoal docente e técnico-administrativo, livros de registro de resultado final, de matrícula, visitas do inspetor, livros caixa, de ponto, ocorrências de alunos, professores e administrativos, inventários, grade curricular, calendário escolar, regimento escolar, diários de classe, folhas de pagamento, notas fiscais, correspondências recebidas e expedidas, documentação pessoal dos profissionais, escrituras de terreno, planta arquitetônica, manuais do PREMEN, materiais/recursos didáticos utilizados nas aulas, livros disponibilizados nas bibliotecas escolares, avaliações estruturadas para acompanhamento dos processos escolares, fotos de eventos, textos elaborados em datas comemorativas e recortes do jornal oficial e, finalmente, 4) reportagens da imprensa nacional e local, com destaque para Folha de São Paulo, Correio de Araxá, Correio de Uberlândia e Lavoura e Comércio (Uberaba). A proposta dos Polivalentes ensejou conciliar a formação teórica com a prática mediante um ensino ativo e permeado de recursos tecnológicos. Em contato com saberes e atividades práticas diversos e sob orientação profissional, o educando identificaria a área do conhecimento em que teria mais interesse e aptidão. Essa formação em nível de primeiro grau subsidiaria a profissionalização no segundo grau, que se tornou compulsória após a publicação da lei 5.692/71, a qual reformou a educação escolar nos antigos níveis primário, ginasial e colegial. Entretanto, a proposta pluricurricular que se disseminaria para as demais escolas públicas nacionais acabou sucumbindo ao modelo já institucionalizado. Por sua efêmera existência, talvez os Polivalentes não tenham cumprindo seus objetivos mais gerais quanto aos aspectos políticos, econômicos e sociais, mas a pesquisa demonstrou que, para as pessoas que, direta ou indiretamente, tiveram contato com essas escolas, o legado de ensino polivalente e de qualidade foi deixado, tanto que, após quarenta anos de encerramento da proposta, elas assim são lembradas. / This study has as object eight state vocational schools located in Araguari, Araxá, Frutal, Ituiutaba, Monte Carmelo, Patos de Minas, Uberaba and Uberlândia, in Minas Gerais. The period analyzed comprises the years from 1965 to 1976, from the signature of the Agreement 512-11-610-042 beteween the Ministry of Education and Culture (MEC) and the American Agency for International Development (USAID), which started a series of other agreements, and actions ending up with the creation of the Expansion and Improvement of High Schools Program (Programa de Expansão e Melhoria do Ensino Médio - PREMEM) and, from this, the Vocational Schools. The upper limit of the study, 1976, was the year when these agreements, known as MEC/USAID agreements ceased. The Vocational Schools were characterized as vocation probing schools, directing the professional formation of the population in general, which would happen a posteriori, turning it shorter and more effective, since the labor market would demand, urgently, capable professionals for an expanding economy. The project of Vocational Schools had a national scope, and foresaw, for its unfolding, the complete substitution of State Schools for the new model, called “multi-curricula”. The theme Vocational schools was the object of my Master’s degree study, when I focused the State School Guiomar de Freitas Costa, in Uberlândia. That study raised questionings and concerns that resulted in the central problem of the thesis presented here: understanding the measure in which such schools integrated the country’s development project – mostly in the first half of the military rule – and to understand its structure, functionality and efficacyThe development of the study presented here, demanded the use of several sources: 1) specialized literature about the topics presented, i.e., the situation of national education in a temporal analysis, the political, economical and social context, research methodologies, the theory of human capital, vocational teaching, pedagogical trends and practices, agreements MEC-USAID and PREMEM; 2) national, state and county laws related to the discussion: laws of national education directives and basis, decrees and reports stating about the program of technical cooperation between Brazil and the United States of America, the Program of Expansion and Improvement of Teaching (PREMEM), formation of professors, establishment of Vocational Schools and educational planning; 3) documentation of school archives: books of minutes of Collegiate and of faculty and staff, registrar books with final scores, enrolment, visits of inspector, accounting books, punch clock records, student, professor and staff occurrences, inventory, class schedules, school year calendar, school rules, class reports, payment rolls, bills of sales, exchanged mail, personal documentation of professional personnel, documents of land acquisition, blueprints, manuals of PREMEM, didactic materials/resources used in classes, books available in the school library, structured evaluations for follow-up of school processes, pictures of events, texts prepared for special dates, and news from the official newspaper and, finally, 4) national and local press reports, especially from Folha de São Paulo, Correio de Araxá, Correio de Uberlândia and Lavoura e Comércio (Uberaba). The proposition of Vocational schools was conciliate theoretical and practical formation through an active education permeated by technological resources. The contact with knowledge and several practical activities under professional supervision, the student would identify the knowledge area that would interest him the most and his aptitude. This formation in primary school would make way for the vocation studies in high school, which became mandatory by the law 5.692/71, that reformed school education from the previous levels of elementary, middle high and high school. However, the multi-curricula proposal that would be spread to the other public schools in the country ended up succumbing to the model already established. From its ephemeral existence, maybe the Vocational Schools have not reached the more general goals in political, economic and social aspects; however, this study demonstrated that, for the people that, directly or indirectly, had contact with such schools, a legacy of vocational and quality teaching was made, so much so, that forty years after the end of that proposal, they are still remembered. / Tese (Doutorado)

O estudo do comportamento mecânico do complexo sistema advindo da interação entre solo/subestrutura/superestrutura é o tema do trabalho. Neste contexto, a representação do maciço é feita usando-se o método dos elementos de contorno (MEC) em abordagem 3D, de maneira que se possa simular o maciço com características mecânicas não-homogêneas, além de se considerar uma camada de apoio indeslocável a distâncias prescritas a priori e condição de aderência perfeita. A subestrutura também é representada via MEC tridimensional, a qual está imersa dentro deste meio heterogêneo. A infra e a superestrutura são modeladas empregando o método dos elementos finitos (MEF), com o uso de elementos estruturais reticulares e elementos laminares. São apresentados alguns exemplos em que se valida a formulação e outros que demonstram a potencialidade e a necessidade de se empregar a formulação para a melhor análise do complexo fenômeno em estudo. Por fim, demonstra-se a obrigatoriedade de se otimizar a formulação, empregando-se duas grandes ferramentas numéricas: o paralelismo e o emprego de um adequado método de resolução de sistemas esparsos. / The analysis of the soil-structure system interaction is a vast field of interest in the area of civil engineering. A realistic representation of its behaviour. Thus, in the present research, the soil is considered a non-homogeneous continuum supported by a rigid and adhesive interface and modelled by boundary element method via Kelvin solution in 3D space. The foundation is also modelled by this above-mentioned modelling technique. The raft foundation and the superstructure are represented by finite shell and 3D frame elements. In order to estimate the accuracy and the potentiality of the proposed numerical formulation, some examples are validated when compared to similar approaches, and others simulations are presented to stress the necessity of coupling the non-homogeneous soil-foundation-radier-superstructure system as a whole. Finally, to acquire numerical time efficiency, it is shown that it is imperative to apply parallel processing and sparse techniques for the solution of the final system.

Neste trabalho, propõe-se uma formulação não linear baseada no método dos elementos de contorno, para representação de domínios poro-elasto-plásticos reforçados. Esta formulação é apresentada para os casos saturado e não saturado. Para o problema poroso enrijecido um acoplamento com o método dos elementos finitos é empregado, e a técnica de mínimos quadrados permite a regularização dos deslocamentos e do vetor de forças de superfície ao longo das interfaces de acoplamento. São empregadas expressões analíticas para o tratamento das integrais de contorno e de domínio presentes na formulação do método dos elementos de contorno. A formulação de Biot é empregada para a descrição de meios porosos saturados e uma formulação energética baseada nos trabalhos de Coussy é adaptada para a extensão ao caso não saturado. Neste caso, a pressão capilar e energia das interfaces são levadas em consideração. O nível de saturação é descrito pelo modelo de Van Genuchten e o comportamento do esqueleto é descrito ou pelo modelo de Drucker-Prager ou pelo modelo de Cam-Clay modificado. O problema não linear obtido por uma descrição temporal associada a discretização espacial é resolvido pelo método de Newton-Raphson. No caso saturado, o operador tangente consistente é definido e utilizado para obtenção da solução do sistema. Exemplos numéricos são apresentados para validar a formulação proposta. / In this work a nonlinear formulation of the boundary element method (BEM) is proposed to deal with saturated and unsaturated poro-elasto-plastic 2D reinforced domains. To model reinforced porous domains a BEM/FEM (Finite Element Method) modified coupling technique is employed. The coupling is made by using the least square method to regularize the displacement and traction distributions along the interfaces. Analytical expressions have been derived for all boundary and domain integrals required for the formulation. The Biot formulation is used for the description of the saturated porous environments and an energetic consistent formulation based on work of Coussy is adopted for its extension to the framework of unsaturated porous media. In this case, the capillar pressure and the interface energy are taken into account. The Van Genuchten model is used for the determination of saturation level in non-saturated poro-elasto-plastic problems. The Drucker-Prager modified model if used for the saturated poro-elasto-plastic problems and the modified Cam-Clay model for the representation of non-saturated poro-elasto-plastic problems. For the saturated case, the consistent tangent operator is derived and employed inside a Newton procedure to solve non-linear problems. Numerical solutions are presented to validate the proposed models.

O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de um código computacional que possibilite a análise dinâmica de estruturas tridimensionais em regime elástico-linear acopladas ao solo, tratado como meio infinito elastoplástico. As superestruturas são tratadas por elementos finitos simples de casca e de barra geral, as estruturas de fundações são tratadas por elementos de casca que simulam o contato com o solo, modelando radiers, túneis e reservatórios enterrados. Blocos são modelados por elementos de contorno tridimensionais. O solo é modelado de duas maneiras distintas: na região plastificada emprega-se a solução fundamental de Kelvin (estática) e na região não plastificada (elástica) adota-se a solução fundamental do problema de Stokes. O acoplamento entre os meios é feito aplicando-se a técnica de subregiões. Deve ficar claro que todo procedimento estático equivalente foi implementado. Vários exemplos numéricos são apresentados, onde se percebe a eficiência do código computacional desenvolvido / The objective of the present work is the development of a computational code that makes possible dynamic analyses of three-dimensional structures in elastic-linear behavior coupled to the soil, modeled as elastoplastic infinite medium. Simple finite elements, shell and general bars, are used to model elastic structures. The structures of foundations are modeled by shell’s elements which simulate the contact with the soil, modeling radiers, tunnels and buried reservoirs. Blocks are modeled by three-dimensional boundary elements. The soil is modeled in two different ways: in the plastic region Kelvin’s fundamental solution (static) is used and in the elastic region the fundamental solution of the Stoke’s problem is adopted. The coupling among the media is done applying the sub-region technique. It is important to note that the equivalent static procedure has been implemented. Several numerical examples are presented, demonstrating the efficiency of the developed computational code