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Métodos de elementos finitos híbridos estabilizados para escoamentos de Stokes, Darcy e Stokes-Darcy acoplados / Stabiçized hybrid finite element methods for Stokes, Darcy and Stokes-Darcy coupled flowsIgreja, Iury Higor Aguiar da 22 June 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-06-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / In this thesis we propose stabilized hybrid finite elemento formulations to the Stokes and Darcy problems that preserve main properties of the Galerkin discontinuous methods associated with these problems. Moreover, combining these formulations we propose a stabilized hybrid finite element method for the Stokes-Darcy coupled problem. Lagrange multipliers are introduced to weakly impose continuity at the element interfaces giving rise to a global system involving only degrees-of-freedom associated with the multipliers. Knowing the multipliers, the quantities of interest are obtained from local problems that are solved at the element level. Different choices for the multipliers are evaluated for the Stokes and Darcy problems separately and for the Stokes-Darcy coupled problem. With proper choice of multipliers, Beavers-Joseph and Beavers-Joseph-Saffman interface conditions are naturally imposed. Through stabilization techniques hybrid finite element methods are generated with great flexibility in the choice of approximation spaces allowing, for example, the same order of approximations for all variables (velocity, pressure and multiplier). To validate the formulations of the Stokes, Darcy and Stokes-Darcy coupled problems several numerical experiments are performed to illustrate the flexibility and robustness of the proposed formulations and show optimal convergence rates. / Nesta tese propomos formula ções de elementos finitos híbridas estabilizadas para os problemas de Stokes e de Darcy que preservam as principais propriedades dos métodos de Galerkin descontínuo associados a estes problemas. Além disso, combinando estas formulações propomos um método de elementos finitos híbrido estabilizado para o problema de Stokes-Darcy acoplado. Multiplicadores de Lagrange são introduzidos para impor fracamente a continuidade nas interfaces dos elementos dando origem há um sistema global que envolve apenas graus de liberdade associados aos multiplicadores. Conhecidos os multiplicadores, as variáveis de interesse são obtidas através dos problemas locais que são resolvidos em nível de elemento. Diferentes escolhas para os multiplicadores são avaliadas para os problemas de Stokes e de Darcy isoladamente e para o problema acoplado Stokes-Darcy. Com uma adequada escolha dos multiplicadores, as condi ções de interface de Beavers-Joseph e Beavers-Joseph-Saffman são impostas naturalmente. Através de técnicas de estabiliza ção são gerados métodos de elementos finitos híbridos com grande flexibilidade na escolha dos espa os de aproxima ção. Permitindo-se, por exemplo, o uso de aproxima ções de mesma ordem para todas as variáveis (velocidade, pressão e multiplicador). Para validar as formula ções do problema de Stokes, de Darcy e de Stokes-Darcy acoplado são realizados vários experimentos numéricos que ilustram a flexibilidade e robustez das formula ›es propostas e mostram taxas ótimas de convergê ncia.
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Otimização com restrições lineares e pre-condicionamento periódico: teoria e experimentosGOMES, Hermínio Simões 18 September 1987 (has links)
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Previous issue date: 1987-09-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Propõe-se um algoritmo para otimização com restrições lineares e variáveis canalizadas que usa precondicionamento periódico para solução dos sistemas lineares. O algoritmo é do tipo gradientes conjugados com projeção e faz uso de fatorações ortogonais esparsas para o precondicionamento. Uma coleção de testes é apresentada. É feita uma comparacão, no caso de problemas lineares, com resultados obtidos pelo sistema MINOS.
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Onda elástica: Galerkin com direções alternadasFERNANDES, José Augusto Nunes 09 December 1988 (has links)
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Previous issue date: 1988-12-09 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nosso ponto de partida foi o estudo da teoria da elasticidade até a dedução da equação do movimento para um meio elástico homogêneo isotrápico, equação esta que servirá de modelo para a obtenção do deslocamento. Estudamos ainda as soluções analíticas da onda livre, ou seja, aquela em que o termo fonte é desprezado. Na busca de soluções discretas para a equação do movimento na presença do termo fonte (situação esta de maior sentido prático), tentamos inicialmente atacar diretamente esta equação pelo método de Galerkin e chegamos a um sistema de equações diferenciais que seria de complexa resolução. Resolvemos então adotar a sugestão proposta em [1], [2], [5], [6], onde o deslocamento e a fonte são decompostos de maneira adequada. Chega-se então a duas equações da onda acústica em termos de potenciais que, desde que conhecidos, nos permitem calcular o deslocamento através de simples derivaçóes. Com relação aos métodos numéricos de resolução de ondas acústicas, inicialmente tentamos o método de Galerkin e tivemos problemas quanto a espaço de mem6ria. quer seja a nível de microcomputadores pessoais tipo IBM-PC, ou mesmo no computador VAX/VMS. Versão 4.5 da UNICAMP. Optamos então pelo método da colocação natural com B-Splines e pela colocação ortogonal nos nós gaussianos da partição [13], neste caminho nos deparamos com problemas de instabilidade numérica. Fizemos uso então do método de Galerkin com direções alternadas [3]; o problema de instabilidade é contornado pela introdução de um novo termo envolvendo um parâmetro independente da partição no espaço ou no tempo. Este método mostrou-se eficiente para nossos propósitos. Desenvolvemos também um software correspondente que pode ser usado nas duas equações acústica, surgidas em decorrência da decomposição em ondas longitudinal e transversal. Tomando por base as proposições de [3] e [4] apresentaremos a solução para essas equações em função dos potenciais, obtendo daí o deslocamento correspondente a uma determinada fonte, para uma única camada, com condição de contorno explicitada e condições iniciais características do nosso problema. Encerrando o trabalho apresentaremos as conclusões e sugestões que acreditamos serão de validade para trabalhos posteriores.
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Penalização e lagrangeano aumentadoGOMES, Hermínio Simões 03 April 1981 (has links)
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Previous issue date: 1981-04-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na resolução de problemas de programação não-linear, a dimensão do problema ou sua estrutura pode, em certos casos, se constituir em um obstáculo difícil de ser transposto. Muitos algoritmos foram desenvolvidos para programação não-linear e, na sua maioria, procuram usar a informação das derivadas segundas (matrizes hessianas), e devido a isso, as suas aplicabilidades são, em geral, limitadas a problemas de médio porte. Devido a problema de memória ou dificuldade de se codificar os hessianos, a necessidade de se desenvolver algoritmos que não usam matrizes se evidenciou. Certos problemas não apresentam estruturas particulares que possam ser aproveitadas para facilitarem as suas resoluções, ou,se apresentam, estas são difíceis ou até impossíveis de serem aproveitadas. Algoritmos que usam basicamente a informação de derivadas primeiras(gradientes), são, em geral, mais fáceis de serem implementados e reduzem consideravelmente a necessidade de memória. Os algoritmos que usam Penalização e Lagrangeano Aumentado se enquadram dentro das necessidades expostas. Em problemas de grande porte, o lagrangeano aumentado,é particularmente bom, e pode ser empregado com êxito em problemas que não necessitam de uma precisão elevada. Nosso trabalho se propõe a fornecer uma base sobre a teoria da função Penalidade e Lagrangeano Aumentado, e também, poder fornecer a interessados, programas com os métodos e suas aplicações. Uma comparação entre os métodos Penalidade e Lagrangeano Aumentado é fornecida, e diversos aspectos sobre a aplicação dos algoritmos são evidendiados. Um número satisfatório de problemas testes mostra o desempenho dos algoritmos. Uma aplicação a um problema de grande porte é feita utilizando o lagrangeano aumentado. Não nos detivemos nos diversos tipos de funções Penalidade ou funções aumentadas; tratamos das formas que achamos mais importantes.
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Análise de um modelo matemático de condução-convecção do tipo campo de fases para solidificaçãoVAZ, Cristina Lúcia Dias 28 February 2000 (has links)
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Previous issue date: 2000-02-28 / Neste trabalho apresentaremos resultados de existência e regularidade das soluções de alguns modelos matemáticos relativamente simples (primeiras aproximações) de condução-convecção do tipo campo de fases que tratam problemas de solidificação de materiais puros ou impuros (ligas). A característica fundamental dos modelos tratados neste trabalho é que o indicador das fases, a fração sólida, dependerá apenas do campo de fases. Para o caso de ligas binárias obtivemos a existência de soluções apenas quando a concentração inicial do soluto é suficientemente pequena (isto é, para materiais dopantes). Estes modelos são governados pela equação do campo de fases, pela equação do calor e/ou a equação da concentração, acopladas com as equações de Navier-Stokes modificadas por um termo fonte que simula a zona mushy (interface líquido/sóli.so) como um meio poroso. Para tratarmos tal sistema, procedemos da seguinte forma: primeiramente o sistema é adequadamente regularizado e uma sequência de soluções aproximadas é obtida aplicando-se o Teorema de ponto fixo de Leray-Schauder. Depois, por um processo de passagem ao limite nas equações regularizadas, obtemos uma solução usando argumentos de compacidade. A seguir, por argumentos de bootstraping, prova-se que a solução é de fato mais regular do que inicialmente considerada. / In this work we present results on existence and regularity of solutions of some conduction-convection models of phase-field type for solidification of either pure or impure (alloy) materiaIs. The essential characteristic of this models is that the solid fraction has a functional relation only with the phase field. For binary alloy solidification we are able to prove the existence of solutions only when the initial solute concentration is sufficiently small (that is, for dopant materiaIs.). The governing equations of the model are the phase field equation, the heat equation and/or solute equation coupled with a modified Navier-Stokes equations whose source term simulates the mushy region as a porous medium. Existence and regularity of the corresponding solutions are obtained as follows: firstly, the problem is adequately regularized and a sequence of regularized solutions is obtained using the Leray-Schauder's fixed point theorem. Then, by using compactness arguments, one proves that this sequence has a limit point which is a solution of the original problem. The corresponding regularity is obtained using bootstraping arguments.
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O ensino de geometria plana: o saber do aluno e o saber escolarArbach, Nelson 10 December 2002 (has links)
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Previous issue date: 2002-12-10 / On this work, it is presented and evaluated some activities developed by two groups of students at the last level of high school in the field of plain geometry with different objectives. These activities were made into two directions: one using the theories developed by Balacheff (1987) and Polya (1978) by demonstrating and, on the other hand, considering the notion of the pedagogical contract, based on the ideas of Brousseau (1986). The aim of this research was to investigate procedures, actions of students in situations of learning with the objective to demonstrate and / or talk about and test possible inferences of the propositions of learning in the two groups. It could be observed similarities and differences between the two groups. Talking about participation, both are very similar. Students were allowed to talk about and discuss among them and with the teacher. The difference is shown by validation system and its use. The first demonstrations are used to validate its theories and the second the test mechanisms are, basically, the examples. This research aimed to present some contributions for the teaching of plain geometry, based on the development of Mathematics and in particular of geometry, is given by means of global process of statements and refutations / Neste trabalho, apresentamos e avaliamos algumas atividades desenvolvidas por alunos de duas classes das séries finais do ensino fundamental, na área da Geometria Plana, com propostas de ensino diferentes. Tais atividades foram elaboradas em duas direções? por um lado, tomando como base teorias desenvolvidas por Balacheff (1987) e por Polya (1954) sobre demonstração?e, por outro lado, considerando a noção de contrato didático, com base nas idéias de Brousseau (1986). O objeto de pesquisa foi o de investigar procedimentos e ações de alunos em situações de ensino, com o propósito de demonstrar e/ou conjecturar e avaliar possíveis interferências das propostas de ensino nas duas classes. Pudemos observar semelhanças e diferenças entre as duas classes. Quanto aos aspectos referentes à participação, ambas são muito parecidas: aos alunos são permitidas as argumentações e discussões entre si e com o professor. A diferença se apresenta quanto aos sistemas de validação e à sua utilização?enquanto que na primeira as demonstrações são utilizadas nas validações das conjecturas,na segunda, os mecanismos de prova são, basicamente, os exemplos. Esta pesquisa pretendeu apresentar algumas contribuições para o ensino da Geometria Plana, tendo por base que o desenvolvimento da Matemática e, em particular da Geometria, dá-se principalmente por meio de um processo heurístico de provas e refutações
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Olimpíadas de Matemática sua importância na divulgação e aprendizagem da matemática : uma experiência de análise, diagnóstico e intervenção didático pedagógica /Lisi, Eliene Cristine Izu Nakamura. January 2018 (has links)
Orientador: Marcelo Reicher Soares / Banca: Ana Cláudia de Jesus Golzio / Banca: Cristiane Alexandra Lazaro / Resumo: As Olimpíadas de Matemática, nos moldes atuais, são disputadas desde 1894. A primeira olimpíada ocorreu na Romênia. Com o passar dos anos, competições semelhantes se espalharam pelo mundo. Em 1959 foi realizada a primeira Olimpíada Internacional de Matemática, esta competição se expandiu gradualmente para mais de 100 países. Em 1979, a Sociedade Brasileira de Matemática (SBM) organizou a 1ª Olimpíada Brasileira de Matemática (OBM), que durante esses anos passou por diversas mudanças. Este trabalho tem o objetivo de mostrar como as olimpíadas de matemática podem ser utilizadas como fonte de divulgação e estímulo para o ensino e a aprendizagem da matemática, além de desenvolver e aperfeiçoar a capacitação de professores e também como fonte de dados para a melhoria do ensino e aprendizado. Foi realizada uma descrição das principais competições de matemática que tiveram como participantes alunos de uma escola da cidade de Bauru-SP, com destaque para o HMMT (The Harvard-MIT Mathematics Tournament), bem como quais foram as ferramentas utilizadas na preparação desses alunos, além de uma análise de dados visando uma intervenção didático pedagógica. Por fim são apresentadas questões de olimpíadas de matemática que têm em suas soluções a utilização de conteúdos abordados nas diversas disciplinas do PROFMAT / Abstract: The Mathematical Olympiads of the present day have been disputed since 1894. The first Olympiad was played in Romania. Over the years, similar competitions have spread throughout the world. In 1959, the first International Mathematical Olympiad was held, this competition gradually expanded to more than 100 countries. In 1979, the Brazilian Mathematical Society (SBM) organized the 1st Brazilian Mathematical Olympiad (OBM), which during these years underwent several changes. This paper aims to show how mathematical olympiads can be used as a stimulus for teaching and learning mathematics, as well as to develop and improve teacher training and also as a data source for improving teaching and learning. A description of the main math competitions was carried out, which included students from a school in the city of Bauru, SP, highlighting the HMMT (The Harvard-MIT Mathematics Tournament) and which tools were used to prepare the students as well as the analysis of data for pedagogical didactic intervention. Finally, questions are dealt with in Mathematical Olympiads, with resolution through contents of the PROFMAT disciplines / Mestre
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A recuperação intensiva do Ensino Fundamental Ciclo II: uma análise da prática pedagógica do professor de matemática / The intensive recovery of basic education cycle II: an analysis of pedagogical practice of the mathematics teacherAmbrosio, Ana Cristina da Silva [UNESP] 12 January 2015 (has links) (PDF)
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Previous issue date: 2015-01-12. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-14T14:42:50Z : No. of bitstreams: 1
000874638.pdf: 1137112 bytes, checksum: d48f0153e15a58ab762e927ad8dc6fbd (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho relatou os resultados de uma pesquisa de mestrado desenvolvida junto ao Programa de Pós-Graduação em Educação da UNESP - Campus de Presidente Prudente, vinculado à linha de pesquisa Práticas e Processos Formativos em Educação, com o principal objetivo de descrever e analisar o processo de ensino praticado pelos professores de Matemática das classes de Recuperação Intensiva do Ensino Fundamental Ciclo II, na rede estadual de Presidente Prudente, tendo em vista a melhoria da aprendizagem dos alunos, ou seja, verificar como este recurso educacional tem cumprido o papel de colaborar para que o aluno supere suas dificuldades, auxiliando-os na efetiva construção/apropriação do conhecimento. A relevância do problema foi fundamentada na instituição da Progressão Continuada na rede pública estadual paulista, que prevê uma organização educacional na forma de ciclos, sem reprovação, o que acarreta classes com alunos em diferentes níveis de conhecimento, constituindo a recuperação como mecanismo essencial para garantir que, ao final do ciclo, todos os alunos alcancem níveis melhores de aprendizado. Para a realização da pesquisa selecionamos cinco professores de Matemática das turmas de Recuperação Intensiva do 7º ano do Ensino Fundamental, atuantes em cinco escolas públicas diferentes, em que realizamos observação em suas aulas e posteriormente uma entrevista semiestruturada na qual os professores justificaram suas práticas. Optamos por uma abordagem qualitativa, pois a nossa maior preocupação foi o processo de ensino, e não apenas o resultado. Iniciamos com uma análise documental da legislação referente ao reforço e à recuperação da aprendizagem nas escolas públicas brasileiras, com ênfase no Estado de São Paulo, desde 1971... / This paper reports the results of a Master thesis developed next to the Graduate Program in Education UNESP - Presidente Prudente, linked to the research line Formative Processes and Practices in Education, with the main objective of describing and analyzing the teaching process practiced by mathematics teachers of Intensive Recovery classes of elementary school cycle II, in the state system of Presidente Prudente, with a view to improving student learning, that is, to see how this educational resource has fulfilled the role of collaborate for the student to overcome their difficulties, helping them to actual construction / acquisition of knowledge. The relevance of this problem is based on the institution of the Continued Progression in the state public schools, which provides an educational organization in the form of cycles without failure, which results in classes with students at different levels of knowledge, constituting the recovery as a key mechanism to ensure that the end of the cycle all students achieve better levels of learning. For the research selected five Mathematics teachers of the class's Intensive Recovery 7th year of primary school, working in five different public schools, in which we conduct observation in their classes and then one semi-structured interviews in which teachers justified their practices. We chose a qualitative approach because our main concern was the teaching process, not just the result. We started making a documentary analysis of legislation related to strengthening and rehabilitation of learning in Brazilian public schools, with emphasis on the State of São Paulo, since 1971...
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O número de ouro e construções geométricas / The golden number and geometric constructionsAzevedo, Natália de Carvalho de 22 March 2013 (has links)
Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-08-28T17:04:33Z
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Previous issue date: 2013-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The golden number and its geometry remote from Ancient Greece. The golden number
is a real number that can be represented geometrically by dividing a segment in extreme
and mean ratio. It is related to the act of determining a point C on a segment AB in
order to obtain equal ratios between AB : AC and AC : CB. Its value is obtained by
numerical solution of the quadratic equation obtained from this equality. From ruler
and compass constructions of the golden mean other geometric constructions are made:
triangles, rectangles, pentagons and spirals. The golden number has been present in arts,
architecture and nature for years, and it presented in this work as a tool for study, focusing
on presentation to high school students. / O estudo do número de ouro e de sua geometria remotam desde a Grécia Antiga. O
número de ouro é um número real que pode ser representado geometricamente por meio
da divisão de um segmento em média e extrema razão. Trata-se de determinar um ponto
C em um segmento AB, a fim de obter uma igualdade entre as razões AB : AC e AC : CB.
O seu valor numérico é obtido por meio da solução da equação do segundo grau obtida
a partir dessa igualdade. Com a construção com régua e compasso desse segmento áureo
são feitas outras construções geométricas áureas: triângulos, retângulos, pentágonos e
espirais. O número de ouro está presente na arte, na arquitetura, na natureza há anos e
apresenta-se aqui como ferramenta para estudo e com enfoque para apresentação a alunos
de Ensino Médio.
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A importância das matrizes e transformações lineares na computação gráfica / The importance of matrices and linear trasnformations in graphic computerGonçalves, Haniel Soares 22 March 2013 (has links)
Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-08-28T17:16:10Z
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A importância das matrizes e transformações lineares na computação gráfica.pdf: 7639607 bytes, checksum: 2c9e545bdc634d88ba4a2b09d95c3c62 (MD5)
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Previous issue date: 2013-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Linear algebra and in particular the theory of matrices and the theory of linear
transformations are areas of mathematics that can be applied not only within the
mathematics, but also in many other areas of human knowledge, such as physics,
chemistry, biology, all engineering, computing, economics, etc... We present examples
through the importance of the matrices and linear transformations in the theory of
graphic computation. / A álgebra linear e, em particular a teoria das matrizes e a teoria das transforma
ções lineares são áreas da matemática que podem ser aplicadas não só dentro da
própria matemática, mas também em várias outras áreas do conhecimento humano,
como física, química, biologia, todas as engenharias, computação, economia, etc.
Neste trabalho apresentamos através de alguns exemplos, a importância das matrizes
e das transformações lineares na teoria da computação grá ca.
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