Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-28Bitstream added on 2014-06-13T18:47:46Z : No. of bitstreams: 1 lopes_jf_me_rcla.pdf: 6176511 bytes, checksum: 3275b6d5cb51c8476ea27009a46c15f1 (MD5) / Este trabalho inicia-se com uma breve investigação histórica sobre as cônicas e, em seguida, apresenta o estudo destas curvas no plano sob três aspectos: o geométrico, o analítico e o da definição unificada através da propriedade foco-diretriz. Nestas três abordagens, os principais resultados são analisados computacionalmente através do programa GeoGebra (http://www.geogebra.org). Partindo de dois destes resultados, o da reta tangente e a equação geral das cônicas em coordenadas polares, tornam-se evidentes as propriedades de reflexão das cônicas e as aplicações à Mecânica Celeste, respectivamente / This work begins with a brief historical investigation on conics and presents the study of these curves in the plane under three aspects: geometrical, analytical and from the unified definition through of the property focus-directrix. In these three different approaches, the main results are analyzed computationally by using the software GeoGebra (http://www.geogebra.org). Two of these results, the tangent line and the general equation of conics written in polar coordinates, will provide the applications to reflective properties of conics and to Celestial Mechanics, respectively

Orientador: Wladimir Seixas / Banca: Yurico Yamamoto Baldin / Banca: João Peres Vieira / Acompanha CD-ROM com construções realizadas no software GeoGebra / Resumo: Este trabalho inicia-se com uma breve investigação histórica sobre as cônicas e, em seguida, apresenta o estudo destas curvas no plano sob três aspectos: o geométrico, o analítico e o da definição unificada através da propriedade foco-diretriz. Nestas três abordagens, os principais resultados são analisados computacionalmente através do programa GeoGebra (http://www.geogebra.org). Partindo de dois destes resultados, o da reta tangente e a equação geral das cônicas em coordenadas polares, tornam-se evidentes as propriedades de reflexão das cônicas e as aplicações à Mecânica Celeste, respectivamente / Abstract: This work begins with a brief historical investigation on conics and presents the study of these curves in the plane under three aspects: geometrical, analytical and from the unified definition through of the property focus-directrix. In these three different approaches, the main results are analyzed computationally by using the software GeoGebra (http://www.geogebra.org). Two of these results, the tangent line and the general equation of conics written in polar coordinates, will provide the applications to reflective properties of conics and to Celestial Mechanics, respectively / Mestre

Rock groundwater has always caused major problems when tunnelling. Water leaking into tunnels can cause large problems, not only on the construction itself but also on the environment. A continuous water leakage can lead to a declining water supply, and geotechnical problems can occur as subsidence in the ground. Therefore it is of great importance to predict the consequences that can appear in the surroundings due to a declining groundwater surface. The aim of the study was to investigate different methods for predicting leakage and changes in groundwater level due to tunnelling excavations in rock. This thesis was performed by comparing mathematical methods, actual groundwater changes and results from preliminary investigations. Investigations were made for three railway tunnels planned by Botniabanan AB. Varvsbergstunneln (2 km), Åsbergstunneln (1 km) and Strannebergstunneln (1.4 km) all situated in the surroundings of Örnsköldsvik. During the time this thesis was performed, all tunnels have been fully excavated. This thesis has emphasised difficulties in predicting groundwater behaviour as tunnelling excavations are made in rocks. The reason is the complex characteristics of rocks. The conductivity seems to be the parameter that is most difficult to determine with a high accuracy, and hence the accuracy shows in the results. Also the result is affected by the chosen mathematical method. Although careful preliminary investigations are made, it is hard to determine the rock characteristics with such accuracy that leakage and groundwater level changes can be predicted with high precision. However, mathematical methods are a good supplement when determining groundwater influences around railway tunnels in rock. / Vatten i berg har ofta inneburit stora problem vid tunnelbyggen. Vatten som läcker in i tunnlar kan orsaka stora problem på såväl konstruktionen som miljön och dessutom kan ett stort inflöde medföra stabilitetsproblem. Om vatten läcker in kontinuerligt kan omgivningarna dräneras så att vattentillgången minskar och geotekniska problem kan uppstå i form av sättningar i marken. Det är därför av stor vikt att prediktera inläckaget och de konsekvenser som kan uppstå på omgivningen till följd av en grundvattensänkning. Syftet med arbetet har varit att undersöka olika metoder för att förutspå inläckage och nivåförändring av grundvatten i samband med tunnelbygge i berggrund. Arbetet utfördes genom att en jämförelse gjordes mellan matematiska metoder, verkliga grundvattenförändringar samt resultat från förundersökningar. Undersökningar gjordes för tre järnvägstunnlar som är projekterade av Botniabanan AB. Varvsbergstunneln (2 km), Åsbergstunneln (1 km) samt Strannebergstunneln (1.4 km) som alla är belägna i närheten av Örnsköldsvik. Under examensarbetets gång har man hunnit driva igenom samtliga tre tunnlar. Examensarbetet har påvisat svårigheterna i att förutspå grundvattnets beteende vid tunnelbyggen i berggrund. Detta beror på att berggrunden är ett komplext byggnadsmaterial vars egenskaper är svåra att bestämma. Konduktiviteten tycks vara den parameter som är svårast att bestämma med hög noggrannhet, och noggrannheten avspeglas i resultatet. Dessutom beror resultatet av vilken beräkningsmetod som väljs. Trots utförliga förundersökningar är det alltså svårt att bestämma bergets egenskaper med sådan noggrannhet att inläckage och nivåförändring av grundvatten kan förutspås med stor precision. Dock är matematiska metoder bra hjälpmedel för att bestämma grundvattenpåverkan kring järnvägstunnlar i berg.

Title: Electronic Textbook in Mathematical Methods of Physics Author: Bc. Petr Kolář Department: Department of Physics Education FMP CU Supervisor: RNDr. Vojtěch Žák, Ph.D., Department of Physics Education FMP CU Abstract: The objective of this work is to continue in Electronic Textbook in Introduction of Mathematical Methods of Physics and to create an other studing text not only for the first grade students (future physics teachers) at FMP CU but also for other students of physical and technical domains at universities which should help them with an introduction into mathematic necessary in physics. The main matter of this work is based on preparations and texts of dr. A Hladík, prof. J. Podolský and dr. V. Žák for lectures and exercises of subject Introduction of Mathematical Methods of Physics and Mathematical Methods in Physics I. The author's experience are also reflected. Equally, a small recherche of an existence and an availability of other sources pursuing given matters has been done. Some of these sources are recommended in this work. The created text should help readers with elementary matter of antiderivatives and Riemann integrals, double and triple integrals and integrals of the first kind with a special consideration to their applications in physics. A contribution of this and previous work for...

A reconfiguração de redes de distribuição de energia elétrica consiste em alterar sua topologia por meio de manobras de chaves nos circuitos primários. Trata-se de um problema de otimização combinatória, onde normalmente os objetivos são a minimização de perdas ativas e/ou número de manobras realizadas, atendendo as restrições como isolamento de faltas, balanceamento de cargas entre os alimentadores e melhoria dos níveis de tensão. As dificuldades na modelagem e na resolução exata de problemas envolvendo a reconfiguração de redes de distribuição advém do tamanho dos sistemas reais, representados por um número elevado de chaves e alimentadores e ainda pela natureza combinatorial do problema. Para tratar essas questões, diversas modelagens e técnicas computacionais têm sido desenvolvidas, em particular heurísticas de melhoramento que através de uma solução factível, otimiza os resultados reduzindo o espaço de busca, até encontrar uma nova solução com melhor função objetivo. Neste sentido, são propostas duas formulações matemáticas descrevendo novas restrições a fim de melhorar a descrição do problema. A primeira, uma formulação mais simplificada, considera apenas a parte ativa das instâncias; na segunda um modelo completo é descrito otimizando parte das restrições do primeiro modelo e considerando também a parte reativa das instâncias. Duas heurísticas também são adaptadas pela primeira vez para o problema de reconfiguração de redes, pois a heurística de melhoramento Fix-and-Optmize é configurada de duas formas diferentes, determinando seus principais parâmetros através de uma análise de sensibilidade. Os resultados dos dois modelos propostos e também das heurísticas adaptadas para 13 sistemas de referência são descritos e comparados com outros métodos da literatura. Para verificar a eficiência e robustez dos métodos e heurísticas desenvolvidos, replicações são propostas de dois sistemas de referência, 9 replicações do sistema de 72 barras e 4 replicações do sistema de 10560 barras. Seus resultados bem como o desempenho dos métodos são descritos e avaliados. / A reconfiguration of electricity distribution networks consists in altering a topology of the networks by means of key maneuvers in the primary circuits. It is a problem of combinatorial optimization, where the objectives are a minimization of active losses and/or number of maneuvers performed, taking into account constraints such as fault isolation, load balance between feeders and improvement of voltage levels. As difficulties in modeling and in the exact resolution of problems involving a reconfiguration of distribution networks come from the size of the real systems, represented by a large number of switches and feeders, and also by the combinatorial nature of the problem. To address these issues, several models and computational techniques have been developed, in particular heuristics of improvement that through a feasible solution, improves results by reducing the search space, until finding a new solution with better objective function. In this sense, in this thesis it is proposed of two mathematical formulations describing new constraints in order to improve a description of the problem. A first, simpler formulation considers only a active part of the instances, in the second a complete model is described optimizing some restrictions of the first model and also considering the reactive part of the instances. Two heuristics are also first adapted to the network reconfiguration problem. The Fix-and-Optmize enhancement heuristic is configured in two different ways, determining its key parameters through a sensitivity analysis. The results of the two proposed models and also of the heuristics adapted for 13 reference systems are described and compared with other methods of the literature. To verify the efficiency and robustness of the developed methods and heuristics, replications are proposed for two reference systems, 9 replications of the 72 bus system and 4 replications of the 10560 bus system. Its results as well as the performance of the methods are described and evaluated.

Para a avaliação das características do solo relacionadas com o potencial uso dos solos, assim como para a avaliação da fertilidade, as análises químicas e físicas de rotina são os métodos convencionalmente usados. Estes são bastante custosos e demorados o que tem representado no Brasil uma dificuldade no seu uso por parte de pequenos agricultores, além da aplicabilidade da agricultura de precisão no manejo de solos. Atualmente a pedometria está fornecendo a possibilidade de incorporar em ciência do solo técnicas bastante sofisticadas que podem ajudar a diminuir o custo na obtenção da informação e compreender melhor o funcionamento dos processos do solo. Entre os tópicos mais recentes que estão incluídos na pesquisa relacionada com pedometria está a espectroscopia de reflectância. Embora se tenha demonstrado que uma grande quantidade de atributos podem ser estimados a partir da resposta espectral do solo via sensoriamento, ainda não se têm atingido níveis de acurácia ótimos em relação às metodologias convencionais, sobretudo no referente a atributos químicos. Para tanto, o presente trabalho foi desenvolvido com a finalidade de responder basicamente os seguintes questionamentos: a. Existem faixas espectrais específicas das bases trocáveis ou se estas podem mudar em função do argilomineral fornecedor da capacidade de troca de cátions?; b. A calibração de modelos usando unicamente algumas faixas espectrais específicas pode melhorar o desempenho destes?; c. Qual é a influência dos níveis de acurácia dos modelos espectrais sobre mapas construídos com atributos estimados a partir destes?; d. Como os tamanhos dos grupos de amostras de calibração influenciam a acurácia dos modelos?; e. Como a calibração de atributos relacionados com o intemperismo podem auxiliar no mapeamento de classes de solo? / The routine soil analysis is traditionally used on the evaluation of soil attributes related to land use potential, and the assessment of fertility. It is costly and time consuming, making it inaccessible for small farmers, and hampering the applicability of precision agriculture on soil management in Brazil. Currently, pedometrics is providing the possibility of incorporating in soil science sophisticated techniques that can help to reduce the cost of obtaining information and improve the understanding about how several soil processes works. One of the more recent topics on pedometrics is the soil reflectance spectroscopy. Through the soil reflected energy is possible to infer several soil properties, although optimum accuracy levels in the spectral estimation of soil attributes have not yet reached. In this sense, the aim of this study was basically answer the following questions: a. The exchangeable bases have specific spectral bands or the spectral responses of theses depends on the clay mineral?; b. the calibration of models by using only some specific spectral bands may improve the prediction performance?; c. What is the influence of the accuracy of prediction models on maps constructed with predicted soil attributes?; D. How calibration set size affect the accuracy of the models?; e. How the calibration of models for prediction of soil attributes related to soil weathering may assist the digital soil mapping?

Para a avaliação das características do solo relacionadas com o potencial uso dos solos, assim como para a avaliação da fertilidade, as análises químicas e físicas de rotina são os métodos convencionalmente usados. Estes são bastante custosos e demorados o que tem representado no Brasil uma dificuldade no seu uso por parte de pequenos agricultores, além da aplicabilidade da agricultura de precisão no manejo de solos. Atualmente a pedometria está fornecendo a possibilidade de incorporar em ciência do solo técnicas bastante sofisticadas que podem ajudar a diminuir o custo na obtenção da informação e compreender melhor o funcionamento dos processos do solo. Entre os tópicos mais recentes que estão incluídos na pesquisa relacionada com pedometria está a espectroscopia de reflectância. Embora se tenha demonstrado que uma grande quantidade de atributos podem ser estimados a partir da resposta espectral do solo via sensoriamento, ainda não se têm atingido níveis de acurácia ótimos em relação às metodologias convencionais, sobretudo no referente a atributos químicos. Para tanto, o presente trabalho foi desenvolvido com a finalidade de responder basicamente os seguintes questionamentos: a. Existem faixas espectrais específicas das bases trocáveis ou se estas podem mudar em função do argilomineral fornecedor da capacidade de troca de cátions?; b. A calibração de modelos usando unicamente algumas faixas espectrais específicas pode melhorar o desempenho destes?; c. Qual é a influência dos níveis de acurácia dos modelos espectrais sobre mapas construídos com atributos estimados a partir destes?; d. Como os tamanhos dos grupos de amostras de calibração influenciam a acurácia dos modelos?; e. Como a calibração de atributos relacionados com o intemperismo podem auxiliar no mapeamento de classes de solo? / The routine soil analysis is traditionally used on the evaluation of soil attributes related to land use potential, and the assessment of fertility. It is costly and time consuming, making it inaccessible for small farmers, and hampering the applicability of precision agriculture on soil management in Brazil. Currently, pedometrics is providing the possibility of incorporating in soil science sophisticated techniques that can help to reduce the cost of obtaining information and improve the understanding about how several soil processes works. One of the more recent topics on pedometrics is the soil reflectance spectroscopy. Through the soil reflected energy is possible to infer several soil properties, although optimum accuracy levels in the spectral estimation of soil attributes have not yet reached. In this sense, the aim of this study was basically answer the following questions: a. The exchangeable bases have specific spectral bands or the spectral responses of theses depends on the clay mineral?; b. the calibration of models by using only some specific spectral bands may improve the prediction performance?; c. What is the influence of the accuracy of prediction models on maps constructed with predicted soil attributes?; D. How calibration set size affect the accuracy of the models?; e. How the calibration of models for prediction of soil attributes related to soil weathering may assist the digital soil mapping?

Submitted by Eligio Carlos Eduardo (eligio.eduardo1.618@gmail.com) on 2018-05-23T13:49:44Z No. of bitstreams: 1 dissertacao1.pdf: 4158096 bytes, checksum: 54d269ca38f12cb406b7db6f9a37bc62 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2018-05-23T16:58:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 eduardo_ec_me_rcla.pdf: 4148882 bytes, checksum: 140172be0b9d254f494210f1ed894661 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T16:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 eduardo_ec_me_rcla.pdf: 4148882 bytes, checksum: 140172be0b9d254f494210f1ed894661 (MD5) Previous issue date: 2018-04-27 / Este trabalho aborda os aspectos teóricos e numérico da Transformada de Fourier, bem como aplicações em sistemas mecânicos periódicos. O estudo iniciou-se com uma revisão bibliográfica que abordou inicialmente aspectos básicos de equações diferenciais ordinárias, métodos numéricos e implementação computacional, o desenvolvimento teórico da Transformada de Fourier, bem como sua implementação. Realizou-se estudos baseados em simulações numéricas de três modelos físicos: o oscilador harmônico, o pêndulo e o pião simétrico. / This work deals with the theoretical and numerical aspects of the Fourier Transform, as well as applications in periodic mechanical systems. It begins with a bibliographical study about a basic review of ordinary differential equations and its numerical solution methods. We also revisit the theoretical of the Fourier Transform as well an its computational implementation. We applied this theory studed in three physical models: the harmonic oscillator, the pendulum and the symmetrical top.

A reconfiguração de redes de distribuição de energia elétrica consiste em alterar sua topologia por meio de manobras de chaves nos circuitos primários. Trata-se de um problema de otimização combinatória, onde normalmente os objetivos são a minimização de perdas ativas e/ou número de manobras realizadas, atendendo as restrições como isolamento de faltas, balanceamento de cargas entre os alimentadores e melhoria dos níveis de tensão. As dificuldades na modelagem e na resolução exata de problemas envolvendo a reconfiguração de redes de distribuição advém do tamanho dos sistemas reais, representados por um número elevado de chaves e alimentadores e ainda pela natureza combinatorial do problema. Para tratar essas questões, diversas modelagens e técnicas computacionais têm sido desenvolvidas, em particular heurísticas de melhoramento que através de uma solução factível, otimiza os resultados reduzindo o espaço de busca, até encontrar uma nova solução com melhor função objetivo. Neste sentido, são propostas duas formulações matemáticas descrevendo novas restrições a fim de melhorar a descrição do problema. A primeira, uma formulação mais simplificada, considera apenas a parte ativa das instâncias; na segunda um modelo completo é descrito otimizando parte das restrições do primeiro modelo e considerando também a parte reativa das instâncias. Duas heurísticas também são adaptadas pela primeira vez para o problema de reconfiguração de redes, pois a heurística de melhoramento Fix-and-Optmize é configurada de duas formas diferentes, determinando seus principais parâmetros através de uma análise de sensibilidade. Os resultados dos dois modelos propostos e também das heurísticas adaptadas para 13 sistemas de referência são descritos e comparados com outros métodos da literatura. Para verificar a eficiência e robustez dos métodos e heurísticas desenvolvidos, replicações são propostas de dois sistemas de referência, 9 replicações do sistema de 72 barras e 4 replicações do sistema de 10560 barras. Seus resultados bem como o desempenho dos métodos são descritos e avaliados. / A reconfiguration of electricity distribution networks consists in altering a topology of the networks by means of key maneuvers in the primary circuits. It is a problem of combinatorial optimization, where the objectives are a minimization of active losses and/or number of maneuvers performed, taking into account constraints such as fault isolation, load balance between feeders and improvement of voltage levels. As difficulties in modeling and in the exact resolution of problems involving a reconfiguration of distribution networks come from the size of the real systems, represented by a large number of switches and feeders, and also by the combinatorial nature of the problem. To address these issues, several models and computational techniques have been developed, in particular heuristics of improvement that through a feasible solution, improves results by reducing the search space, until finding a new solution with better objective function. In this sense, in this thesis it is proposed of two mathematical formulations describing new constraints in order to improve a description of the problem. A first, simpler formulation considers only a active part of the instances, in the second a complete model is described optimizing some restrictions of the first model and also considering the reactive part of the instances. Two heuristics are also first adapted to the network reconfiguration problem. The Fix-and-Optmize enhancement heuristic is configured in two different ways, determining its key parameters through a sensitivity analysis. The results of the two proposed models and also of the heuristics adapted for 13 reference systems are described and compared with other methods of the literature. To verify the efficiency and robustness of the developed methods and heuristics, replications are proposed for two reference systems, 9 replications of the 72 bus system and 4 replications of the 10560 bus system. Its results as well as the performance of the methods are described and evaluated.

Structurally well-defined graphene nanoribbons (GNRs) have emerged as highly promising materials for the next-generation nanoelectronics. The electronic properties of GNRs critically depend on their edge topologies. Here, we demonstrate the efficient synthesis of a curved GNR (cGNR) with a combined cove, zigzag, and armchair edge structure, through bottom-up synthesis. The curvature of the cGNR is elucidated by the corresponding model compounds tetrabenzo[a,cd,j,lm]perylene (1) and diphenanthrene-fused tetrabenzo[a,cd,j,lm]perylene (2), the structures of which are unambiguously confirmed by the X-ray single-crystal analysis. The resultant multi-edged cGNR exhibits a well-resolved absorption at the near-infrared (NIR) region with a maximum peak at 850 nm, corresponding to a narrow optical energy gap of ∼1.22 eV. Employing THz spectroscopy, we disclose a long scattering time of ∼60 fs, corresponding to a record intrinsic charge carrier mobility of ∼600 cm2 V–1 s–1 for photogenerated charge carriers in cGNR.