Made available in DSpace on 2013-08-07T18:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000380369-Texto+Completo-0.pdf: 8730229 bytes, checksum: ce86bf9fa419b4dac31dd9187bcc63e8 (MD5) Previous issue date: 2006 / This dissertation presents the mathematics Modelling with a differentiate proposal of teaching that, propose the student to be the agent of the knowledge construction, overcoming the difficulties with motivation and relaxation that mathematics presents. A research was made with a 7ht grade group, in a public school in Marau / RS, local authority. It was questioned how the Modelling can assist in mathematics learning, making the students like the subject, change their negatives conceptions of mathematics and realize its importance to daily life. The research hands a qualitative and descriptive approach to daily life, with the creation of Modelling. Observations of the developed activities were made. After the application of the research, an evaluation was performed with students involved with it, when the changes in relation to the mathematics perception could be noticed, as well as the interest and the motivation in working with Modelling. / Esta dissertação apresenta a Modelagem Matemática como uma proposta diferenciada de ensino que faculta, ao aluno, ser agente na construção do conhecimento, superando, com motivação e descontração, as dificuldades que a Matemática apresenta. Constitui-se uma pesquisa realizada com alunos da sétima série do Ensino Fundamental, em uma escola pública do município de Marau/RS. Questionou-se como o emprego da Modelagem pode auxiliar na aprendizagem matemática, fazendo com que os alunos gostem dessa disciplina, mudem suas concepções negativas com relação a ela e percebam a sua importância no dia-a-dia. A pesquisa teve uma abordagem qualitativa e descritiva, enfocando o cotidiano, com a criação de modelos. Foram feitas observações das atividades desenvolvidas. Após a aplicação da Modelagem foi realizada a avaliação com os alunos envolvidos na pesquisa, quando se pôde perceber a mudança de concepções com relação à Matemática, bem como de interesse e motivação em trabalhar com Modelagem.

O estudo consiste na comparação dos resultados das simulações do modelo Weather Research and Forecasting (WRF) com medições de vento realizadas por uma torre anemométrica e dados fornecidos pelo Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa (BDMEP) por um período de 24 meses. O litoral do Rio Grande do Sul é uma região de grande potencial eólico e vem sendo monitorado através de torres anemométricas por vários desenvolvedores de projetos eólicos. Com isso, o objetivo deste trabalho é empregar o modelo WRF, para que sirva de apoio `as medições e atue de forma complementar no sentindo de reduzir os riscos nas previsões sobre potencial eólico. É importante reproduzir os momentos estocásticos para obter uma ideia sobre a varia-bilidade da intensidade do vento e sua direção, de acordo com a linha temporal. As linhas temporais do passado que via semelhança, tem concordância com os padrões já existentes, servem para reproduzir séries futuras. Supondo que, as alterações climáticas sejam lentas, o provável que estas linhas reescaladas, as quais tem concordância do passado, poderão ter concordância com o futuro, sendo assim, o mais importante ´e acertar os momentos estocásticos da distribuição e não somente os valores absolutos. Os resultados concordaram com os dados observados, validando a metodologia aplicada na representação de ventos da região. Com isso permitirá desenvolver séries temporais de longo prazo, ajudando no conhecimento da climatologia local e reduzindo as incertezas dos projetos eólicos, além de fornecer um banco de dados para modelos estocásticos de distribuição de energia. / The present work consists in a comparison of results from model simulations by the Weather Research and Forecasting (WRF-ARW) program with wind measurements by an anemometer tower and data provided by the Meteorological Database for Education and Research (BDMEP) for a period of 24 months. The coast of Rio Grande do Sul is a region of high wind potential and is being monitored by anemometric towers by several developers of wind park projects. Thus, the objective of this work is to employ the WRF model as a support for measurements and a complement that shall help to reduce risks in predictions of site dependent wind potentials. It is important to reproduce the stochastic time sequences in order to get an idea about the variability of the wind speed and direction in accordance with the temporal line. The comparison of timelines of the past that showed similarity is consistent with already existing standards, and thus is able to generate future time series. Assuming that climate change is slow, rescaled sequences from the past are likely show correlation for lines in the future. Thus, for the set of stochastic time distribution it is important to consider not only the absolute values but also fluctuations. The results agree with the observed data, validating the methodology applied in the representation of winds in the region. With these series we will develop long-term time sequences, contributing to knowledge of the local climatology and reducing the uncertainties of wind farm projects and provide a database for stochastic models of power distribution. Keyword: Anemometers, Wind Energy, Mathematical models,Wind forecast,WRFARW.

Tem-se na indústria da fundição de metais ferrosos o desafio de se produzir diferentes ligas de aço e ferro fundido com composições químicas diversas. As empresas possuem uma gama ampla de sucatas e adições disponíveis para realizar seus processos, e diversas composições de escórias são possíveis de serem alcançadas, diversificando as eficiências metálicas a cada corrida. O presente trabalho objetiva desenvolver três modelos inéditos, a saber, de rendimento metálico, de carregamento do forno e de otimização da composição química final do banho, com a intenção de auxiliar no planejamento de corridas. Também são apresentados indicadores de custo-benefício e de capacidade de suprimento de elementos de liga para fornecer critérios práticos às tomadas de decisão envolvendo as etapas de produção. Com os modelos desenvolvidos, foram obtidos resultados de eficiência metálica com patamares similares às estimativas de eficiência da prática na indústria. Os resultados de carregamento se mostraram melhores em termos econômicos, e tanto este modelo quanto o de otimização da composição resultaram em corridas tecnicamente equivalentes às práticas encontradas na indústria. / The challenge of producing different steel alloys and cast iron in various chemical compositions is verified in the foundry industry. Companies have a wide range of scraps and additions available to perform their processes, and various slag compositions are possible to be achieved, diversifying the metallic efficiencies in each tap. This work intends to develop three unpublished models, namely metallic yield, furnace loading and optimization of the final chemical composition, aiming to assist the planning of foundry process. Indicators of cost-effective and supply capacity of alloying elements are also presented to provide practical criteria for decision making involving their steps. Results were obtained with efficiencies similar to estimates of metallic efficiency in the practice of the industry. Its charging results proved best in economic terms, and both this model and the optimization of the composition resulted in taps technically equivalent to the practices found in the industry.

A compreensão de processos físicos e químicos que conduzem à formação de petróleo ou de gás no solo são necessários para uma exploração eficiente da energia. Por isso, há um grande interesse em prever os efeitos e a migração de fluidos no solo. Neste trabalho é desenvolvido um modelo matemático para o escoamento reativo em meios porosos. O domínio é um canal poroso (rocha) com uma fratura, onde ocorrem as reações de precipitação ou dissolução de dois minerais carbonatados, a calcita e a dolomita. Através da implementação do modelo são realizadas algumas simulações, também descritas neste estudo. O modelo matemático é baseado em equações não lineares do tipo Navier-Stokes, que inclui a equação da quantidade de movimento, da temperatura e das concentrações das espécies químicas. As equações desenvolvidas no trabalho são inovadoras e são obtidas através da junção de alguns trabalhos importantes. Para modelar o fluxo são utilizadas a lei de Darcy e a aproximação de Boussinesq e para obter o valor da taxa de cada reação é realizado um processo iterativo. O conjunto de equações é discretizado pelo método de diferenças finitas centrais e o sistema é resolvido através do método de Runge-Kutta simplificado. O modelo é aplicado em diferentes situações variando o valor do pH com o objetivo de avaliar a influência dessa propriedade no escoamento reativo. O processo de mudança da porosidade e da permeabilidade que ocorre nas bacias sedimentares pode implicar na formação de hidrocarbonetos e de aquíferos. Devido a isso, o número de Darcy e a porosidade, também, são analisadas na fratura do canal poroso. Os resultados obtidos são razoáveis quando comparados com dados da literatura. O tema abordado neste trabalho é instigante porque abrange fenômenos químicos, termodinâmicos e de transporte, com parâmetros difíceis de serem obtidos experimentalmente. O modelo desenvolvido possui uma contribuição relevante porque pode ser utilizado para qualquer outro mineral, desde que suas propriedades químicas e termodinâmicas sejam consideradas. / The understanding of physical and chemical processes leading to the formation of oil or gas in the soil are necessary for e cient energy exploration. Therefore, there is great interest in predicting the e ects and the migration of uids in the soil. In this work is developed a mathematical model for the reactive ow in porous media. The domain is a porous channel (rock) with a fracture, where occur the precipitation and dissolution reactions of two carbonate minerals, calcite and dolomite. Through the implementation of the model are performed some simulations, also described in this study. The mathematical model is based on non-linear equations of Navier-Stokes that includes the equation of momentum, temperature and concentrations of chemical species. The equations developed in this work are innovative and are obtained at the junction some important works. To model the ow are used the Darcy's law and the Boussinesq approximation and to obtain the value of the rate of each reaction is realized an iterative process. The set of equations is discretized by central nite di erence method and the system is solved by the simpli ed Runge-Kutta method. The model is applied in di erent situations, by varying the pH with the aim of evaluating the in uence of this property in the reactive ow. The process of changes of the porosity and permeability that occurs in the sedimentary basins can induce in the hydrocarbon and aquifers formation. Because of this, the number of Darcy and the porosity also are analyzed in the fracture of the porous channel. The results are reasonable compared with the literature data. The theme addressed in this study is instigating because it covers chemical, thermodynamic and transport phenomena, with di cult parameters to be obtained experimentally. The model developed has an important contribution because it can be used for any other mineral, since its chemical and thermodynamic properties are considered.

Produtos fabricados por compactação de pós necessitam de grande controle de seus parâmetros de produção para garantir suas propriedades finais. Assim, são necessários estudos de correlação entre as variáveis de processo e suas implicações no produto visando aperfeiçoar seu controle. Processos de compactação unidirecionais geram diferentes regiões de densidade na peça, o que implica na variação de suas propriedades [Sinka, 2004; Fu, 2001; Srivatsan, 2002]. Materiais de fricção são incluídos neste grupo, por serem compósitos particulados, a base de materiais orgânicos e grande percentual de inorgânicos, fabricados por este processo em moldes rígidos [Casaril, 2007]. Assim, o objetivo deste trabalho é entender este problema via o estudo de um modelo teórico de compactação que apresenta uma expressão da densidade da peça como função da pressão aplicada, do coeficiente de atrito entre partículas e entre o pó compactado e a matriz. Os resultados apresentam uma relação coerente das tendências entre resultados teóricos e experimentais de densidade como função da espessura do produto. / Uniaxial powder compaction is largely used to manufacture several products. Some products are compacted with rigid molds that can generate different compaction sites on parts [Sinka, 2004; Fu, 2001]. These sites are generally related to properties variation into a product [Srivatsan, 2002]. Friction materials are classified as particulate composites that are produced with this process [Casaril, 2007]. This work identifies the friction material density behavior generated with uniaxial compaction as a function of part thickness. Density profiles were measured of different friction materials and different process. Results showed that there are friction materials that present this behavior and some that do not.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-15T17:02:02Z No. of bitstreams: 1 2014_JuaciVitoriaMalaquias.pdf: 2261092 bytes, checksum: d4eb625ddfaf6675b14dcc102b2d611f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-12-29T11:44:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JuaciVitoriaMalaquias.pdf: 2261092 bytes, checksum: d4eb625ddfaf6675b14dcc102b2d611f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T11:44:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JuaciVitoriaMalaquias.pdf: 2261092 bytes, checksum: d4eb625ddfaf6675b14dcc102b2d611f (MD5) / Este estudo simula computacionalmente um sistema de liberação de fármacos com dispositivos transdérmicos multicamadas. Inicialmente foi feita uma revisão bibliográfica acerca dos sistemas de liberação de fármacos e de modelos matemáticos aplicados na área farmacêutica. Em seguida, uma proposta de simulação computacional da liberação controlada em um sistema de liberação através da pele foi elaborada. Buscou-se demonstrar a solução numérica da equação de difusão em 1D, com o coeficiente de difusão sendo uma função periódica senoidal no espaço, a partir do método denominado FTCS (Forward-Time Central-Space), bem como suas vantagens e limitações. Este método aproxima a derivada parcial de primeira ordem no tempo por uma diferença finita progressiva e a derivada parcial de segunda ordem no espaço, por uma diferença finita centrada. Utilizando-se da função de distribuição de Weilbull, que se mostrou bastante apropriado para representar a liberação por difusão pela ótima qualidade de ajuste, uma análise estatística dos resultados numéricos gerados com simulador é apresentada e discutida. Para esse estudo um programa na linguagem C foi desenvolvido e para a construção dos gráficos, tabelas e análise estatística foi utilizado o software livre R. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study computationally simulate a system of release of drugs with multilayer transdermal devices. Initially a literature review about the drug release and mathematical models applied in the pharmaceutical field systems was performed. Then, a proposed computer simulation on a controlled release delivery system through the skin was developed. We sought to demonstrate the numerical solution of the diffusion equation in 1D, with the diffusion coefficient being a sinusoidal periodic function in space, from the method called FTCS (Forward-Time Central-Space) as well as their advantages and limitations. This method approximates the partial derivative of the first order in time for a progressive finite difference and the partial derivative of second order in space, by a centered finite difference. Utilizing the Weilbull distribution function, which proved quite appropriate to fit the release by diffusion through, statistical analysis of results generated with numerical simulation model is presented and discussed. For this study, a program was developed in C language and, the construction of graphs, charts and statistical analyzes, were performed using the free software R.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Estatística, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-09-23T16:37:07Z No. of bitstreams: 1 2013_RomuloAndradeSilva.pdf: 4141117 bytes, checksum: 94af0b4f18ed2268977af4871560d723 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-25T12:14:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RomuloAndradeSilva.pdf: 4141117 bytes, checksum: 94af0b4f18ed2268977af4871560d723 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-25T12:14:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RomuloAndradeSilva.pdf: 4141117 bytes, checksum: 94af0b4f18ed2268977af4871560d723 (MD5) / Uma das pressuposições, no processo de estimação dos parâmetros dos modelos tradicionais de resposta ao item, é a independência condicional entre as respostas de diferentes indivíduos. Porém, muitas vezes essa pressuposição é relaxada, por exemplo, quando aplicada em larga escala nas avaliações de sistemas educacionais, o que pode ocasionar variabilidade extra não considerada pelos modelos usuais. A proposta é usar potenciais fontes de heterogeneidade como variáveis explicativas de um efeito aleatório multiplicativo no modelo de Rasch. Esse efeito, consequentemente, acomodará a superdispersão presente nos dados e controlará a pressuposição de independência condicional entre clusters de indivíduos. O modelo foi ajustado aos dados da Prova Brasil 2007, trazendo novas interpretações de grupos. Contudo, a nova abordagem probabilística de considerar informações extras dos indivíduos no momento do ajuste se mostra útil na fase de calibração dos itens. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / One of the assumptions in the estimation process of the parameters of the traditional models of itemresponse is conditional independence between the responses of di erent individuals. Nonetheless, this assumption is often relaxed, for example,when applied to large-scale evaluations of educational systems, which can cause extra variability not considered by usual models. The proposal is to use potential sources of heterogeneity as explanatory variables in a random e ect multiplicative Rasch model. This e ect, therefore, will accommodate the overdispersion in the data and control the conditional independence assumption between clusters of individuals. The model was adjusted to data from ProvaBrasil 2007 (Brazil Test 2007), bringing new interpretations of groups. However, the new probabilistic approach on considering extra information of individuals at the time of adjustment proves to be useful in the calibration phase of the items.

A compreensão de processos físicos e químicos que conduzem à formação de petróleo ou de gás no solo são necessários para uma exploração eficiente da energia. Por isso, há um grande interesse em prever os efeitos e a migração de fluidos no solo. Neste trabalho é desenvolvido um modelo matemático para o escoamento reativo em meios porosos. O domínio é um canal poroso (rocha) com uma fratura, onde ocorrem as reações de precipitação ou dissolução de dois minerais carbonatados, a calcita e a dolomita. Através da implementação do modelo são realizadas algumas simulações, também descritas neste estudo. O modelo matemático é baseado em equações não lineares do tipo Navier-Stokes, que inclui a equação da quantidade de movimento, da temperatura e das concentrações das espécies químicas. As equações desenvolvidas no trabalho são inovadoras e são obtidas através da junção de alguns trabalhos importantes. Para modelar o fluxo são utilizadas a lei de Darcy e a aproximação de Boussinesq e para obter o valor da taxa de cada reação é realizado um processo iterativo. O conjunto de equações é discretizado pelo método de diferenças finitas centrais e o sistema é resolvido através do método de Runge-Kutta simplificado. O modelo é aplicado em diferentes situações variando o valor do pH com o objetivo de avaliar a influência dessa propriedade no escoamento reativo. O processo de mudança da porosidade e da permeabilidade que ocorre nas bacias sedimentares pode implicar na formação de hidrocarbonetos e de aquíferos. Devido a isso, o número de Darcy e a porosidade, também, são analisadas na fratura do canal poroso. Os resultados obtidos são razoáveis quando comparados com dados da literatura. O tema abordado neste trabalho é instigante porque abrange fenômenos químicos, termodinâmicos e de transporte, com parâmetros difíceis de serem obtidos experimentalmente. O modelo desenvolvido possui uma contribuição relevante porque pode ser utilizado para qualquer outro mineral, desde que suas propriedades químicas e termodinâmicas sejam consideradas. / The understanding of physical and chemical processes leading to the formation of oil or gas in the soil are necessary for e cient energy exploration. Therefore, there is great interest in predicting the e ects and the migration of uids in the soil. In this work is developed a mathematical model for the reactive ow in porous media. The domain is a porous channel (rock) with a fracture, where occur the precipitation and dissolution reactions of two carbonate minerals, calcite and dolomite. Through the implementation of the model are performed some simulations, also described in this study. The mathematical model is based on non-linear equations of Navier-Stokes that includes the equation of momentum, temperature and concentrations of chemical species. The equations developed in this work are innovative and are obtained at the junction some important works. To model the ow are used the Darcy's law and the Boussinesq approximation and to obtain the value of the rate of each reaction is realized an iterative process. The set of equations is discretized by central nite di erence method and the system is solved by the simpli ed Runge-Kutta method. The model is applied in di erent situations, by varying the pH with the aim of evaluating the in uence of this property in the reactive ow. The process of changes of the porosity and permeability that occurs in the sedimentary basins can induce in the hydrocarbon and aquifers formation. Because of this, the number of Darcy and the porosity also are analyzed in the fracture of the porous channel. The results are reasonable compared with the literature data. The theme addressed in this study is instigating because it covers chemical, thermodynamic and transport phenomena, with di cult parameters to be obtained experimentally. The model developed has an important contribution because it can be used for any other mineral, since its chemical and thermodynamic properties are considered.

Produtos fabricados por compactação de pós necessitam de grande controle de seus parâmetros de produção para garantir suas propriedades finais. Assim, são necessários estudos de correlação entre as variáveis de processo e suas implicações no produto visando aperfeiçoar seu controle. Processos de compactação unidirecionais geram diferentes regiões de densidade na peça, o que implica na variação de suas propriedades [Sinka, 2004; Fu, 2001; Srivatsan, 2002]. Materiais de fricção são incluídos neste grupo, por serem compósitos particulados, a base de materiais orgânicos e grande percentual de inorgânicos, fabricados por este processo em moldes rígidos [Casaril, 2007]. Assim, o objetivo deste trabalho é entender este problema via o estudo de um modelo teórico de compactação que apresenta uma expressão da densidade da peça como função da pressão aplicada, do coeficiente de atrito entre partículas e entre o pó compactado e a matriz. Os resultados apresentam uma relação coerente das tendências entre resultados teóricos e experimentais de densidade como função da espessura do produto. / Uniaxial powder compaction is largely used to manufacture several products. Some products are compacted with rigid molds that can generate different compaction sites on parts [Sinka, 2004; Fu, 2001]. These sites are generally related to properties variation into a product [Srivatsan, 2002]. Friction materials are classified as particulate composites that are produced with this process [Casaril, 2007]. This work identifies the friction material density behavior generated with uniaxial compaction as a function of part thickness. Density profiles were measured of different friction materials and different process. Results showed that there are friction materials that present this behavior and some that do not.

Na produção de aço pelo processo de lingotamento contínuo, as condições de resfriamento ao qual o lingote está submetido quando em contato com a superfície do molde, influenciam na qualidade do aço lingotado e na produtividade. A determinação e análise dos coeficientes de transferência de calor são necessárias para uma melhor compreensão dos fenômenos que ocorrem na interface metal/molde. Esse trabalho teve como objetivo a utilização de um modelo matemático de solidificação para lingotamento contínuo de aços e do levantamento das condições de transferência de calor entre metal lingotado/molde para uma planta industrial. Medidas de temperatura nas paredes de moldes da máquina de lingotamento contínuo foram obtidas durante a operação de lingotamento, por meio de termopares estrategicamente posicionados ao longo do comprimento do molde e nas faces do mesmo. Foram analisados lingotes de seção quadrada de 240 x 240 mm, 180 x 180 mm e 150 x 150 mm. Desenvolveu-se um algoritmo (aplicativo) consistindo de um modelo matemático em MDF e do modelo de condução de calor inverso, baseado no método de confronto de perfis térmicos experimentais/simulados, usado para determinação dos coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde. Com as seqüências de corridas monitoradas com o molde instrumentado, e o levantamento dos dados de processo, foi possível obter resultados para correlacionar os principais parâmetros de processo com o comportamento dos coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde (hi). Dessa forma, equações foram obtidas para determinar os coeficientes de transferência de calor para diferentes moldes e variáveis do processo, tais como: velocidade de lingotamento, composição química do aço, conicidade e seção do molde. O trabalho permitiu a realização de aferições finais no programa de simulação do processo de lingotamento contínuo de aços, chamado InALC, o qual vem sendo desenvolvido, com dados experimentais obtidos em uma máquina de lingotamento contínuo de uma planta industrial. / In the steel production by continuous casting process, the ingot cooling conditions to which the ingot is submitted when in contact with the mould surface, have influence in the quality steel and productivity. The determination and analysis of the heat transfer coefficients are necessary for a better understanding of the phenomena that occur in the metal/mold interface. That work has as objective the development of a mathematical model of solidification in the continuous casting of steels through the transfer heat conditions between metal and mould during casting in an industrial plant obtained from the development and application of an experimental methodology. Experimental measurements of temperatures in the mould walls of the continuous casting machine were performed during the casting operation by the use of thermocouples strategically positioned along of the moulds length and in the differente faces in contact with the ingots of squared section of 240 x 240 mm, 180 x 180 mm and 150 x 150 mm. An inverse heat conduction model has been used for determination of heat transfer coefficients at the metal / mold interface based on a method of confront of experimental/simulated thermal profiles. With the sequences of heat monitored with the instrumented mold, and the capture of the process data, it was possible to obtain results that correlate the main parameters of the process with the behavior of heat transfer coefficients (hi) at the interface metal / mold. Thus, equations were obtained permitting the determination of heat transfer coefficients for different moulds and process variables, such as: casting speed, chemical composition of the steel, mould taper and mould section. The work allowed the execution of final checking in the simulation program of continuous casting process of steels, InALC, which has been developed, with experimental data obtained in a continuous casting machine of an industrial plant.