Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Matemática Pura e Aplicada, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318825.pdf: 2004307 bytes, checksum: 46b7144c72d99ddaaf71b9bbda581b1b (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta resultados teóricos e práticos para o método de elementos finitos mistos para problemas elípticos e para problemas parabólicos degenerados. Inicialmente apresentamos a formulação mista para problemas elípticos de segunda ordem. Feito isso, apresentamos resultados sobre convergência das duas variáveis, primeiramente na variável vetorial e depois na variável escalar. Na segunda parte do trabalho estudamos um estimador de erro para o problema elíptico tratado na primeira parte e o utilizamos para fazer refinamento adaptativo de malha. Em seguida, passamos a tratar de problemas parabólicos degenerados. Para isso, após fazer a discretização do problema, aplicamos o método de Newton para tratar da não linearidade. Por fim, apresentamos alguns detalhes sobre as implementações feitas. Durante o trabalho são apresentados exemplos numéricos para validação dos códigos e comparação com os resultados teóricos. <br>

Resumo: A busca por melhores níveis de qualidade no ensino vem crescendo constantemente. A escola que deseja produzir ensino de qualidade deve primeiramente conhecer as necessidades de seus alunos e de sua equipe. Este trabalho busca identificar a importância das variáveis referente ao desempenho e a infraestrutura das escolas públicas estaduais do ensino fundamental pertencentes ao Núcleo Regional de Educação de União da Vitória (NRE-UVA). Para o desenvolvimento desta pesquisa, utilizou-se como instrumento principal a coleta de dados por meio de questionários que foram distribuídos a todas as escolas pertencentes ao NRE-UVA. Esses questionários foram divididos em três blocos: diretores, professores e alunos, com o objetivo de obter uma descrição quantitativa de informações. rganizaram-se os dados utilizando parte das variáveis correspondentes formando uma matriz para cada bloco, após utilizou-se para análise dos dados a técnica estatística da Análise Fatorial com o método da rotação Varimax que possibilitou obter uma estrutura linear do conjunto original de dados, por meio da sumarização da informação contida em um número de variáveis em um conjunto menor de fatores, a fim de obter os indicadores de maior poder de explicação em cada um dos três blocos. A partir desta análise utilizou-se sobre os indicadores revelados nos três blocos a análise de agrupamento (Cluster) usando o método de Ward para hierarquizar e identificar as escolas que melhor influenciam na qualidade do ensino através do desempenho e infraestrutura. Assim pode-se identificar a formação de dois agrupamentos de escolas na distância três do eixo das ordenadas, sendo o primeiro grupo formado pelas escolas que tiveram o melhor desempenho na indicação dos professores e o segundo grupo formado pelas escolas de melhor desempenho indicadas pelos diretores e alunos.

Resumo: A engenharia estrutural tem evoluído nos últimos anos, estendendo a aplicação de seus conceitos para diversas áreas do conhecimento. Uma das mais complexas é a análise de estruturas biológicas, como o tecido ósseo trabecular. Essa complexidade é justificada por uma série de incertezas e variações que ocorrem nas propriedades mecânicas destas estruturas, e dificuldades na sua obtenção. Na literatura são encontrados trabalhos que propõem formas de caracterizar o tecido ósseo, buscando o conhecimento de suas propriedades. Alguns desses trabalhos apresentam equações aproximadas para o cálculo da rigidez em função da densidade óssea (densidade aparente, densidade de cinzas, etc.), ou definem um módulo de elasticidade equivalente, obtido por uma reta estatisticamente ajustada a uma nuvem de pontos que representam testes de compressão mecânica de espécimes diferentes. Outras, mais recentes, consideram o osso como um material compósito disposto em diversas escalas ou níveis, e usam as propriedades de seus constituintes elementares para descobrir o comportamento mecânico em cada escala ou nível, utilizando técnicas de multiescala e homogeneização. O tecido ósseo, de fato, é um material que tem comportamentos relacionados com a escala de observação devido à sua complexa estrutura hierárquica compósita, que é responsável pela atribuição de boas propriedades mecânicas para toda a estrutura óssea. Portanto, suas características, composição e propriedades mecânicas dependem da escala em que este material é avaliado. Este trabalho apresenta uma metodologia para a simulação mecânica de amostras de osso trabecular específicas de um individuo, usando métodos de multiescala e homogeneização. A avaliação das propriedades mecânicas em cada nível começa a partir das propriedades mecânicas dos constituintes elementares do tecido ósseo, a hidroxiapatita, colágeno tipo I e água com proteínas não colagenosas existente na nanoescala, gerando compósitos bifásicos até chegar a microescala. A concentração do compósito em microescala é dada por uma correlação entre o valor de cinza de cada voxel, obtido a partir de fatias tomográficas transversais, e uma estimativa da variação da fração volumétrica de cada fase do compósito, com base em valores mínimos e máximos da literatura. O objetivo é a simulação computacional, utilizando o método de elementos finitos, de ensaios de compressão de amostras frescas de osso trabecular extraídos da tíbia humana. As amostras são removidas por uma broca trefina durante os procedimentos cirúrgicos no joelho. Os parâmetros de material utilizados na simulação são as relações constitutivas para uma lamela simples, que é o compósito existente na microescala, obtidas a partir das propriedades mecânicas dos constituintes elementares, através do método de homogeneização de Mori-Tanaka. O modelo tridimensional computacional geométrico da amostra de osso é construído usando fatias transversais tomográficas, geradas a partir da aquisição de imagens radiográficas, obtidas por microtomografia, com tamanho voxel final de 5,25 micrômetros cúbicos, sendo que cada voxel representará uma lamela simples. Este modelo é discretizado em elementos finitos tetraédricos quadráticos para a simulação. As características mecânicas dos constituintes elementares são obtidas através da literatura. Este estudo foca-se no osso trabecular obtido tíbia humana e os resultados de sua caracterização são válidos apenas para que o osso estudado, função do instante em que suas propriedades de regeneração e reabsorção cessaram. No entanto, a metodologia pode ser usada em qualquer osso com as características do osso trabecular, inclusive in vivo.

Resumo: A voz é uma das faculdades essenciais à comunicação humana; é adquirida e vai se formando através de nosso crescimento físico e emocional. Os profissionais da voz, em especial o professor, devido ao uso intensivo e por estar, em geral, despreparado para a gande demanda vocal diária, utilizam-na de forma inadequada em seu ofício, podendo produzir os chamados distúrbios vocais. Desta forma, é importante que esses profissionais sejam orientados a desenvolverem medidas preventivas visando a manter a qualidade da própria voz. Este trabalho tem como objetivo fazer a classificação quanto a gravidade de distúrbios vocais de docentes de uma escola localizada no município de Curitiba, PR. O interesse da escola com relação a esta classificação está no fato de que o docente com distúrbio classificado como leve poderá aumentar a sua carga horária, se assim o desejar; já o docente com distúrbio classificado como grave, terá que reduzir a sua carga horária, visando a sua saúde e bem-estar. Para tanto, foram utilizados dados de 100 docentes desta escola, com 10 informações (atributos) de cada um deles e, também, as suas respectivas classificações, fornecidos pela especialista da área, a fonoaudióloga da escola. Para alcançar o objetivo proposto, foi aqui utilizado o processo KDD (Knowledge Disco ery in Databases ou Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados), usando na etapa de Data Mining (ou Mineração de Dados), duas técnicas de Reconhecimento de Padrões, Redes Neurais Artificiais (RNAs) e a Função Discriminante Linear de Fisher (FDLF) para realizar a classificação dos padrões (docentes). As referidas técnicas (RNAs e FDLF) foram treinadas, comparativamente, para que forneçam com a máxima acurácia possível, a classificação para cada um dos padrões. Assim, dado um novo padrão (novo docente) com seus atributos, pode-se utilizar a técnica treinada que tenha apresentado o melhor desempenho (RNAs ou FDLF) para classificar este novo padrão, sendo que, desta forma, a especialista terá um respaldo adicional para o seu diagnóstico. As técnicas utilizadas mostraram-se de grande eficiência, visto que apresentaram uma margem de erro aceitável e resultados consistentes. Nesta comparação, as RNAs mostraram um maior desempenho, apresentando um resultado de 100% de acerto, no teste IV, contra 84,61% de acerto, no teste VI, da FDLF.

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Resumo: Nesta dissertação apresentamos brevemente algumas técnicas de diagnóstico por imagem, fazendo uma apresentação mais completa das diferentes modalidades de tomografia computadorizada. Apresentamos o problema da reconstrução de imagens e fazemos a discussão dos algoritmos de reconstrução utilizados em tomografia bem como uma discussão sobre a convergência do algoritmo de projeção ortogonal, detalhada no Capítulo 3. Criamos alguns Phantoms virtuais, sobre os quais simulamos as varreduras e medições que serão utilizadas na reconstrução das imagens através do algoritmo apresentado. Para a reconstrução desenvolvemos um aplicativo experimental no Programa Visual Basic 6, com o qual obtemos as reconstruções de imagens e avaliamos os erros na reconstrução obtida.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T16:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:02:22Z : No. of bitstreams: 1 161390.pdf: 2475383 bytes, checksum: e0fa4574ae1064602a2d709b2e46a49d (MD5) / Este trabalho concentra-se no estudo e na implementação computacional do método FIELDS (Raw (1985)), o qual foi criado para solução acoplada das equações de Navier-Stokes e conservação da massa. FIELDS é um método de control volume finite element que utiliza elementos quadrangulares e que a função de interpolação é baseada nas equações completas do movimento. O acoplamento pressão-velocidade é fortalecido através da não simplificação do divergente do campo de velocidades nas equações do movimento mesmo em escoamentos incompressíveis. São analisados neste trabalho a influência da permanência do divergente do vetor de velocidades nas equações do movimento, assim como o comportamento do método para diferentes formas do termo convectivo da função de interpolação. A metodologia é também aplicada para a solução de problemas em malhas não estruturadas, tirando vantagem da montagem elemento por elemento das equações.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:13:10Z : No. of bitstreams: 1 161463.pdf: 10233562 bytes, checksum: eec257b13e247c8517b7c6ca117ee8ec (MD5) / Determinação das reatâncias síncronas não saturadas nos eixos direto e em quadratura dos geradores da usina de Itaipu, através da análise por meio da técnica dos elementos finitos, considerando o movimento do rotor nas simulações. Os resultados são utilizados na validação do modelo proposto no trabalho. Novos parâmetros do gerador são determinados, com diferentes dimensões de entreferro, sugerindo vantagens resultantes destas modificações.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de SantaCatarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T13:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:03:19Z : No. of bitstreams: 1 161331.pdf: 8823409 bytes, checksum: b32f38b04a5608b79cfcf1dc8c06a3ae (MD5) / O presente trabalho propõe uma nova abordagem para o cálculo das perdas passo a passo no tempo, usando o método de Elementos Finitos em duas dimensões. A técnica apresentada permite calcular perdas em dispositivos com geometrias especiais alimentadas em tensão com uma forma de onda não senoidal. O software desenvolvido calcula as perdas no domínio do tempo, e dispensa a convencional decomposição em componentes harmônicos. Modelou-se o material magnético em quatro partes distintas: (a) curva de magnetização sem histerese; (b) histerese estática; (c) perda clássica por correntes de Foucault induzidas nas lâminas; e (d) perda anômala ou excedente. Uma das mais importantes contribuições deste trabalho é o modelo de histerese vetorial. Desenvolveu-se uma metodologia para determinar os parâmetros do modelo, ajustando-se as curvas simuladas e experimentais com mínimo erro quadrático médio. Os resultados mostram que esta técnica de simulação pode ser uma importante ferramenta para a análise e síntese de dispositivos eletromagnéticos considerando as perdas no ferro e nos condutores.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T02:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279865.pdf: 1759107 bytes, checksum: c6adc3fb5d686d59c77ac3ecb59c7183 (MD5) / Neste trabalho, estuda-se um modelo de dano dúctil tridimensional baseado nos princípios da mecânica do contínuo, na hipótese de equivalência de deformação e no conceito de tensão efetiva, com base numa metodologia fundamentada na termodinâmica dos processos irreversíveis. Faz-se o acoplamento das teorias de elastoplasticidade e dano (modelo de Lemaitre) a fim de realizar uma simulação numérica da evolução do dano em estruturas, via Método dos Elementos Finitos (MEF). Postulados da mecânica do dano em meio contínuo foram utilizados buscando-se incorporar o dano como uma variável interna. Primeiramente utiliza-se uma variável de dano escalar isotrópica e posteriormente introduz-se a anisotropia na distribuição das micro-trincas, através do dano ortotrópico, representado por um tensor simétrico de segunda ordem. O código computacional desenvolvido é baseado no MEF e no modelo constitutivo de Lemaitre que é próprio para materiais metálicos, considerando-se um comportamento isotrópico do material, com encruamento isotrópico linear e critério de plastificação de von Misses. O algoritmo numérico correspondente à integração das equações constitutivas é baseado em uma etapa de previsão (estado elástico teste) e uma etapa de correção (estado corretor plástico/dano), sendo que a implementação da simulação numérica é realizada com a utilização do programa MATLAB. Apresentam-se o algoritmo de integração e mapeamento de retorno baseado no modelo constitutivo mencionado acima, bem como os resultados da análise numérica. / In this paper, a three-dimensional ductile damage model based on principles of continuum mechanics is analyzed. The hypothesis of strain equivalence and the concept of effective stress, according to a methodology based on the thermodynamics of irreversible processes govern the model. The theories of elastoplasticity and damage (Lemaitre model) are coupled to perform a numerical simulation of the evolution of damage in structures through the finite element method (FEM). Postulates of damage mechanics in solid medium are used to incorporate the damage as an internal variable of the model. An isotropic scalar damage variable is firstly used and later the anisotropy in the distribution of microcracks is introduced through the orthotropic damage which is represented by a second order symmetric tensor. The program developed is based on FEM and the constitutive model of Lemaitre is suitable for metallic materials, considering an isotropic material behavior with linear isotropic hardening and von Misses yield criteria. The corresponding numerical algorithm integrating the constitutive equations is based on a prediction step (elastic trial state) and a correction step (plastic/damage corrector state), and the implementation of the numerical simulation was performed using the MATLAB R. The algorithm for integration and mapping of return based on the constitutive model are presented, as well as the results of numerical analysis.