Submitted by Paulo Fernando Nericke Motula (pnericke@fgvmail.br) on 2013-06-29T15:45:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Paulo Motula.pdf: 1492951 bytes, checksum: d60fce8c6165733b9666076aef7e2a75 (MD5) / Approved for entry into archive by Janete de Oliveira Feitosa (janete.feitosa@fgv.br) on 2013-07-03T13:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Paulo Motula.pdf: 1492951 bytes, checksum: d60fce8c6165733b9666076aef7e2a75 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcia Bacha (marcia.bacha@fgv.br) on 2013-07-09T19:35:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Paulo Motula.pdf: 1492951 bytes, checksum: d60fce8c6165733b9666076aef7e2a75 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-09T19:40:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Paulo Motula.pdf: 1492951 bytes, checksum: d60fce8c6165733b9666076aef7e2a75 (MD5) Previous issue date: 2013-06-18 / We investigate the small sample properties and robustness of the parameter estimates of DSGE models. Our test ground is the Smets and Wouters (2007)'s model and the estimation procedures we evaluate are the Simulated Method of Moments (SMM) and Maximum Likelihood (ML). We look at the empirical distributions of the parameter estimates and their implications for impulse-response and variance decomposition in the cases of correct specification and two types of misspecification. Our results indicate an overall poor performance of SMM and some patterns of bias in impulse-response and variance decomposition for ML under the types of misspecification studied. / Neste trabalho investigamos as propriedades em pequena amostra e a robustez das estimativas dos parâmetros de modelos DSGE. Tomamos o modelo de Smets and Wouters (2007) como base e avaliamos a performance de dois procedimentos de estimação: Método dos Momentos Simulados (MMS) e Máxima Verossimilhança (MV). Examinamos a distribuição empírica das estimativas dos parâmetros e sua implicação para as análises de impulso-resposta e decomposição de variância nos casos de especificação correta e má especificação. Nossos resultados apontam para um desempenho ruim de MMS e alguns padrões de viés nas análises de impulso-resposta e decomposição de variância com estimativas de MV nos casos de má especificação considerados.

Orientador: Carlos Ourivio Escobar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ortiz_JefersonAltenhofen_D.pdf: 1112713 bytes, checksum: 5233f656ebd05b0fd2ac0f7d24b9ce9b (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar um código de simulação por Monte Carlo do perfil longitudinal de chuveiros atmosféricos extensos, dando-se ênfase a chuveiros com energias extremamente altas (>10 18 eV). Este código consiste em um método híbrido de simulação, baseado em chuveiros piônicos pré-simulados e em uma técnica recursiva, o qual calcula com eficiência e rapidez o desenvolvimento de chuveiros atmosféricos, possibilitando prever o perfil longitudinal médio do chuveiro, o número de múons ao nível de observação experimental acima de vários limiares de energia, explorar as propriedades dos chuveiros e investigar a influência dos modelos de interações hadrônicas nas grandezas observadas em um experimento de raios cósmicos. O método híbrido permite simular um número grande de chuveiros com energias extremamente altas e obter informações importantes referentes às flutuações das componentes eletromagnética e hadrônica de chuveiros. No primeiro capítulo pretende-se fornecer um entendimento sobre raios cósmicos, a dificuldade das investigações realizadas, de que modo estas partículas cósmicas induzem os chuveiros atmosféricos extensos e como os chuveiros se desenvolvem na atmosfera. A física necessária para compreensão mais aprofundada deste fenômeno atmosférico e de seu desenvolvimento longitudinal é explorada no segundo capítulo. No terceiro capítulo é apresentado o método híbrido para simulação de chuveiros por Monte Carlo, bem como suas possíveis aplicações. São apresentadas as principais características de chuveiros atmosféricos induzidos por prótons com energias até 10 20;5 eV, comparando as previsões dadas por diferentes modelos de interações hadrônicas. A influência dos modelos de interações hadrônicas na evolução do chuveiro, em particular na taxa de elongação, é discutida. A aplicabilidade de aproximações analíticas para a multiplicidade muônica em função da energia também é investigada. Por fim, o trabalho é sumariado, discutindo-se os pontos mais importantes, as limitações e a eficácia do método híbrido, bem como as aplicações futuras / Abstract: The goal of this thesis is present a fast one dimensional hybrid method by Monte Carlo scheme to efficiently simulate the longitudinal development of extensive air showers up to the highest observed energies (>10 18eV). Based on precalculated pion showers and a bootstrap technique, the method predicts the average shower profile, the number of muons at detector level above several en-ergy thresholds as well as the investigation of many air shower properties and the influence of the hadronic interaction models on shower observables. The hybrid method allows the collection of sufficiently high Monte Carlo statistics without losing important information about the fluctuations of the electromagnetic and hadronic components of the shower. This thesis is structured as follows. Chapter one intends to provide a brief explanation about cosmic rays, obstacles in cosmic rays investigation and detection, and how such cosmic particles might generate extensive showers in the atmosphere. In chapter two it supplies the necessary physics to understand very carefully this atmospheric phenomenon and its longitudinal development. Chapter three describes the hybrid method, demonstrates the self-consistency of the method, and shows some possible applications. It is applied the hybrid method to proton induced showers at fixed energy up to 1020;5 eV providing predictions from different hadronic interaction models. In addition the elongation rate theorem is discussed in terms of the different hadronic models and their influence on shower evolution in the atmosphere. An alternative muon multiplicity parametrization is also investigated. Chapter four summarizes the results, examining some weak points and important applications as well as further investigations / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Alex Antonelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_CaetanoRodrigues_D.pdf: 8261231 bytes, checksum: 904c840b8e0f4bde958bc52c17589ffd (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Os conceitos de ordem e desordem em materiais foram explorados sob a ótica de simulações computacionais. O objetivo foi mostrar que, a partir de simulações computacionais, é possível modelar, caracterizar e prever as propriedades e processos relacionados à ordem & desordem em materiais nas suas várias dimensões. A modelagem computacional se deu através de duas metodologias: cálculos de primeiros princípios e potenciais empíricos utilizando o método de Monte Carlo. Tendo como paradigma de ordem perfeita os semicondutores na estrutura do diamante, abordamos tanto os elementos de ordem na desordem, quanto os de desordem na ordem, além de introduzirmos o conceito de supra-ordem. Em relação aos elementos de ordem na desordem, abordamos quantitativamente o problema da transição vítrea no Si e das propriedades do Si amorfo. A respeito da supra-ordem, as propriedades termodinâmicas, estruturais e energéticas dos Clatratos tipos I e II do Si, Ge e C foram determinadas. Pela primeira vez determinou-se os pontos de fusão desses sistemas para o Si: Si34 (1522 K) e Si46 (1482 K). Os estudos da energia livre a partir do método Reversible Scaling permitiram uma determinação acurada do diagrama de fases do Si e demonstrando a importância dos efeitos anarmônicos. Sobre os elementos de desordem na ordem, estudamos defeitos pontuais, lineares e planares. Em relação aos pontuais, estudamos as vacâncias em semicondutores nas estruturas do diamante, clatratos e amorfos. Em particular para os amorfos, investigamos os efeitos da relaxação estrutural sobre as propriedades eletrônicas através de cálculos ab initio. Um comportamento bastante rico foi observado, desde aniquilação da vacância à criação de defeitos "estáveis". Para os sítios estudados, os estados profundos do gap desaparecem com a relaxação atômica. A respeito dos defeitos lineares, abordamos o problema das diferenças de energias livres entre duas estruturas candidatas a caroço na discordância parcial de 900: Single Period (SP) e Double Period (DP). Os resultados indicam que a diferença média da energia livre entre as reconstruções, aumenta com o aumento da temperatura, tanto para o Si quanto Ge. Tomando a estrutura DP ainda mais dominante em relação a SP em altas temperaturas. Finalmente, estudamos os defeitos planares em Carbono na estrutura do diamante simulando o processo de cisalhamento. Sugerimos um novo modelo para os defeitos conhecidos como plaquetas e demonstramos que esse modelo satisfaz às propriedades experimentais conhecidas / Abstract: Concepts of order and disorder in materials are explored from the point of view of computer simulations. Our main aim is to illustrate that is possible to model, characterize and predict the properties and processes related to order-disorder in materials in several degrees. Computational modeling has been performed by using ftrst principles calculations and Monte Carlo method with empirical potentials. Semiconductors in the diamond structure have been defined as the ideal ordered system. According to the present view, we have studied the symptoms of order in disordered systems and the symptoms of disorder in ordered systems, as well; we have introduced the concept of supra-order. About order in disorder, we have investigated the glass transition in Si and the properties of amorphous Si (a-Si) have been determinated. For the supra-order degree, the thermodynamics and structural properties of group-IV Clathrates have been studied. The melting point was estimated to be 1482 K for Si46 and 1522 K for Si34. The thermodynamic properties of Si phases as functions of temperature have been studied by using the Reversible Scaling Method in the Monte Carlo approach. We present a quantitative phase diagram of Silicon and we show that the anharmonic effects play an important role. On disorder in the order end, we have investigated point, linear and planar defects in materials. We have studied vacancies in diamond, clathrates and amorphous structures of semiconductors. In particular, for vacancies a-Si, a very rich behavior has been observed from the complete rearrangement of the atoms in order to preserve the tetrahedral structure to the creation of stable vacancies. We have also investigated the effects of structural relaxation of the electronic properties. From the electronic structure point of view, deep gap levels disappear after the structural relaxations in vacancies in a-Si. We have studied the differences of free energy between the single period and the double period core reconstructions of the 90° partial dislocation in sihcon and germanium as functions of temperature. Our results indicate that the average differences of free energy increase with temperature for both, Si and Ge, making the double period reconstruction even more dominant in high temperatures. Finally, we have simulated the shear process in Carbon diamond. We propose a new model for platelets in diamond that is in agreement with all experimental data available / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Silvio Antonio Sachetto Vitiello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:25:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UjevicTonino_Sebastian_D.pdf: 761811 bytes, checksum: 1d46d4e01ba5d44eec5100a03c3b1bd4 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Na primeira parte da tese, os efeitos das contribuições interatômicas de três corpos na equação de estado do 4 He são investigadas. Um potencial recente de dois corpos junto com o potencial de três corpos de Cohen e Murrell são utilizados para descrever o sistema de átomos de hélio. A dispersão de triplo dipolo e as energias de troca são estimadas sujeitas só a incertezas estatísticas. Uma extensão ao método de difusão com Monte Carlo é empregado para calcular diferenças de energias muito pequenas. Os resultados mostram como as contribuições de três corpos afetam a energia do estado fundamental, e as densidades de equilíbrio, solidificação e liquefação. Na investigação dos sistemas de hélio, diversos potenciais ab initio de dois corpos foram propostos na literatura. Nesta segunda parte da tese realizamos uma análise cuidadosa de como estes potenciais descrevem as propriedades do sistemas de 4 He usando a extensão proposta ao método de difusão com Monte Carlo. Esta extensão nos permitiu calcular com grande precisão pequenas diferenças de energia associadas a diferentes potenciais como função da densidade do sistema. Com estes resultados foi possível acompanhar cuidadosamente como a descrição das propriedades do sistema mudam com os potenciais de dois corpos considerados. Da nossa análise identificamos o potencial que em conjunto com interações de três corpos foi capaz de fornecer a melhor descrição dos sistemas de hélio / Abstract: In the first part of the thesis, the effect of three-body interatomic contributions in the equation of state of 4 He are investigated. A recent two-body potential together with the Cohen and Murrell three-body potential are applied to describe the sistem of helium atoms. The triple dipole dispersion and exchange energies are evaluated subjected only to statistical uncertainties. An extension of the diffusion Monte Carlo method is applied in order to compute very small energies differences. The results show how the three-body contributions affects the ground-state energy, the equilibrium, melting and freezing densities. In the investigation of the helium systems several ab initio two-body potentials have been propoused in the literature. In the second part of the thesis, we performed a carefull analysis of how these potentials describe the properties of the 4 He systems by using the proposed extension to the diffusion Monte Carlo Method. This extension have allowed the calculation of small energies differences, due to the different potentials, as a function of the system density with great accuracy. With our results it is possible to carefully follow how properties of the sistem change with the two-body potentials considered. From our analises we identify the potential that together with three-body interactions is able to give the best description of the helium systems / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Rezende Gomes dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T19:40:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amstalden_JoaoFidelis_D.pdf: 10045945 bytes, checksum: 850c3aa4262719006b49b11b99416781 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O objetivo principal do trabalho foi o desenvolvimento de um modelo de simulação de reações químicas na fase gasosa e de interface gás/superfície, para tanto foram estudados alguns modelos matemáticos utilizados na simulação de fluxos de fluidos e de reações químicas. Essas reações são comuns em uma série de processos de tratamentos tecnoquímicos como por exemplo cementação, nitretação e CVD (deposição química a partir da fase vapor). O modelo desenvolvido enfatiza as chamadas soluções baseadas nos métodos de Monte Carlo, mais precisamente nos modelos que utilizam a cinemática molecular (distribuição de Maxwell), conhecidos como DSMC (Direct Simulation Monte Carlo). Um grande número de publicações sugere esse método como uma potente ferramenta para o estudo da cinemática gasosa em sistemas que apresentam um estado de não equilíbrio técnico e químico, assim como sua aplicação na interação entre atmosfera gasosa e superfícies sólidas. Tal método é particularmente útil nos casos de simulação de sistemas transientes nos quais diversas espécies moleculares estão presentes na composição da atmosfera e na superfície. O modelo desenvolvido foi aplicado na simulação de processo de deposição de filmes de diamantes através da técnica CVD / Abstract: The research concems to the deveJopment of a seJf consistent simuJation model based on Monte Cado methocl able to simulate gas-solid interaction with special application to thin film growth processes. This kind of gas-solid interaction problems are common in a wide range of manufacturing processes such as carburizing and CVD. The chemical reactions in the gas phase, and the chemical reactions at the solid surface are simulated by the DSMC (Direct Simulation Monte Carlo) method. The simulations are performed by assuming different concentration of molecular species in the gas atmosphere and surface. The surface is assumed to be in non equilibrium temperature with the gas temperature. The results provide profiles of the gas composition in the working temperature and the profile of the film grown on the surface, under non-equilibrium conditions, along the simulation time. Comparisons have been made with models characterized by another approach, in order to test the mathematical model / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:10:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340638.pdf: 3067019 bytes, checksum: c8b718967d65cd7448738255d21a2134 (MD5) Previous issue date: 2016 / Na presente tese foi desenvolvido um método de simulação do limiar de percolação, da condutividade elétrica e da resposta piezoresistiva para compósitos eletricamente condutores. Compósitos eletricamente condutores são compreendidos como compósitos nos quais uma matriz polimérica isolante é misturada a cargas particuladas condutoras deforma que o compósito resultante seja condutor. Nesse contexto o limiar de percolação é um valor que indica a concentração mínima do aditivo condutor para que agregados contínuos se formem no compósito e esse conduza eletricidade, e sua relevância tecnológica se deve à busca por compósitos com baixos limiares de percolação, pois uma baixa concentração de aditivos favorecem menores custos e uma melhor preservação das propriedades mecânicas e de processamento do compósito. Adicionalmente, a resposta piezoresistiva, definida como avariação da resistência elétrica em função da aplicação de uma deformação mecânica, está diretamente relacionada à aplicação dos compósitos eletricamente condutores como sensores mecânicos. O método de simulação é implantado utilizando a linguagem de programação Python e se baseia nos conceitos de teoria da percolação,percolação em espaço contínuo, percolação por tunelamento, percolação de núcleo rígido com concha macia, propriedades de deformação dos materiais e sinergia de cargas condutoras. Especificamente para a percolação em espaço contínuo, o código foi desenvolvido de forma a tratar de partículas nas formas esféricas, esfero cilíndricas e discoidais, e pode lidar com qualquer combinação destas no mesmo compósito. As características de limiar de percolação, condutividade e piezoresistência foram avaliadas em função das seguintes propriedades das partículas:tipo de geometria, razão de aspecto e alinhamento em relação ao eixo de tensão elétrica. Para fornecer validação experimental, foi desenvolvido um compósito de poli(fluoreto de vinilideno) com cargas de fibras de sílica revestidas com polipirrol e microesferas de vidro revestidas de polipirrol. Ao final do trabalho, os modelos de simulação foram capazes de prever o limiar de percolação, a condutividade e a resposta piezoresistiva de Compósitos Eletricamente Condutores. Comparação dos valores simulados de condutividade com resultados experimentais acusaram boa correlação para compósitos com fibras, mas valores mais discrepantes para compósitos com esferas.<br> / Abstract: In the present thesis a method was developed to predict the percolation threshold, electrical conductivity and piezoresisitve response of electrically conductive composites. Electrically conductive compositesencompass composites in which an insulating polymer matrix is mixedwith a particulate conductive filler in a way that the resulting compositeis electrically conductive. In this context, the percolation threshold is avalue that indicates the minimal conductive filler concentrationnecessary for the formation of continuous clusters in the composite andcause electrical conductivity. It's technological significance is due to the search for composites with low percolation thresholds, as a low filler concentration leads to lower costs, better processability and thepreservation of mechanical and processing properties of the composite. Furthermore, a piezoresistive response, defined as the change in theelectrical resistance as a function of mechanical deformation is directly related to the use of electrically conductive composites as mechanical sensors. The simulation model is implemented using the Pythonprograming language and is based on the concepts of percolation theory,continuum space percolation, tunneling percolation, hard-core soft-shell percolation, deformation properties of materials and conductive fillerssynergy. Regarding continuum space percolation, the model wasdeveloped as to manage spherical, spherocylindrical and discoidal particles, and to deal with any combination of such particles in the composite. The percolation threshold, conductivity and piezoresistivitywere evaluated taking in account the following particle properties: typeof geometry, aspect ratio and alignment to the electrical current axis. Toprovide a validation of the model, composites of poli(vinilidenefluoride) filled with polipirrole coated silica fibers and polipirrole coatedhollow glass spheres were created. Finally, the simulation models wereused to predict the percolation threshold, the conductivity and thepiezoresistive response of Electrically Conductive Composites.Comparing simulated values of conductivity with experimental results yielded good correlation for composites with fibers, but more discrepantvalues for composites with spheric particles.

Orientadores: Vera Lúcia da Silveira Nantes Button, Marcio Aparecido Müller / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:48:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Malthez_AnnaLuizaMetidieriCruz_M.pdf: 1404598 bytes, checksum: 6c50e1c9d0a46804d7c8ac36de121a04 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Devido ao crescimento do uso de radiação ionizante em aplicações médicas, nas últimas décadas, os códigos para simulações de radiação interagindo com a matéria, baseados no Método de Monte Carlo, têm sido constantemente adaptados para aplicações em física médica. O método de Monte Carlo é um método estatístico de simulação numérica de problemas utilizando essencialmente uma sequência de números aleatórios. Atualmente, o método pode ser aplicado em simulações físicas, matemáticas e biológicas; o comportamento dos sistemas é descrito por amostragens aleatórias de funções de densidade de probabilidade e os acúmulos dos valores observados das amostragens produzem o resultado final da simulação. No caso de transporte de radiação, o valor esperado de grandezas de interesse, como, por exemplo, energia depositada ou dose em determinado meio ou volume de interesse simulado, pode ser estimado. Na maior parte das aplicações do método, o processo físico é simulado diretamente, necessitando somente da descrição matemática do processo físico, ou seja, da função densidade de probabilidade. Dentre os códigos mais utilizados para transporte de radiação, destacam-se: o EGS (Electron Gamma Shower); MCNP (Monte Carlo Neutron Photon Transport Code); ITS (Integrated Tiger Serie); PENELOPE (Penetration and Energy Loss of Positrons and Electrons) e o GEANT4 (Geometry and Tracking) disponibilizado pelo CERN (European Organization for Nuclear Research). O GEANT4 é um conjunto de ferramentas computacionais (toolkit) que utiliza programação orientada a objeto em C++, criado através de um projeto internacional e inicialmente utilizado para aplicações em física de altas energias; porém, atualmente é utilizado em áreas que compreendem desde astrofísica até física médica, com energias de 250 eV até 100 TeV. No toolkit do GEANT4 têm sido incorporados diversos processos físicos e partículas que permitem seu uso em física médica. Este código apresenta diversas vantagens em relação aos outros códigos, como, por exemplo, lidar com todos os tipos de partículas, geometrias complexas e estar em C++. Com o uso crescente dos códigos de Monte Carlo e das diversas aplicações do GEANT4 em física médica, publicadas recentemente, este código se apresentou como uma ferramenta promissora para aplicações na área de radioterapia, na qual vêm sendo utilizados diversos tipos de simulações. Considerando as vantagens deste código e suas aplicações em física médica, nesta dissertação de mestrado, foram desenvolvidas diversas simulações para verificar a aplicabilidade e validar o GEANT4 para aplicações em radioterapia. Por exemplo, foi estudada a dependência da energia depositada com parâmetros não-físicos do algoritmo de transporte de elétrons; o transporte de elétrons para energias de 1 a 20 MeV, que no G4 e em diversos outros códigos, apresentou problemas de grande relevância; e a influência do número de eventos nos resultados simulados. Também, foi avaliada a aplicação do G4 no transporte de radiação, através de simulações de elétrons e fótons emitidos por equipamentos e fontes usados em radioterapia, como acelerador linear e fontes de Co-60 e Ir-192, e através de cálculos de algumas grandezas, como dose, alcance e Stopping Power de elétrons monoenergéticos transportados em água. Os resultados em todas as simulações desenvolvidas apresentaram uma exatidão dentro de 2%, indicando que o GEANT4 pode ser utilizado, em simulações de fótons e elétrons, para aplicações em radioterapia / Abstract: Due to the increasing use of ionizing radiation in medical applications, in recent decades, the simulation codes for radiation interacting with matter, based on Monte Carlo Method, have been constantly adapted to applications in medical physics. TheMonte Carlo method is a statisticalmethod of numerical simulation of problems using essentially a sequence of random numbers. Currently, the method can be applied in physical, mathematical and biological simulations, the behavior of systems is described by random sampling of probability density functions and accumulation of the observed values of the samples producing the final result of the simulation. In the case of radiation transport, the expected value of quantities of interest such as, for example, dose or energy deposited in a medium or interest volume simulated, can be estimated. In most applications of the method, the physical process is simulated directly, requiring only the mathematical description of the physical process, ie the probability density function. Among the most commonly used codes for radiation transport are: the EGS (Electron Gamma Shower), MCNP (Monte Carlo Neutron Photon Transport Code), ITS (Integrated Tiger Series), PENELOPE (Penetration and Energy Loss of Electrons and Positrons) and Geant4 (Geometry and Tracking) released by CERN (European Organization for Nuclear Research). The GEANT4 is a set of computational tools (toolkit) that uses object-oriented programming in C++, created through an international project and initially used for applications in high energy physics, but is now used in areas that include from astrophysics to medical physics, with energies of 250 eV to 100 TeV. In the GEANT4 toolkit have been incorporated several physical processes and particles that allow its use in medical physics. This code has several advantages over other codes, for example, dealing with all types of particles and complex geometries and to be in C++. With the increasing use of Monte Carlo codes and the various applications of GEANT4 in medical physics, published recently, this code is presented as a promising tool for applications in radiotherapy, which have been used in various types of simulations. Considering the advantages of this code and its applications in medical physics in this dissertation, it was developed various simulations to verify the GEANT4 applicability and validation for radiotherapy applications. For example, it was study various aspects of implementation of the code, for example, the dependence of the energy deposited with non-physical parameters of the electrons transport algorithm, the transport of electrons to energies 1 to 20 MeV, in which GEANT4 and various other codes, presented problems of great relevance, and the influence of number of events in the simulated results. Also, it was evaluated the application of G4 in the transport of radiation through simulations of photons and electrons emitted by equipment and sources used in radiotherapy, as linear accelerator and sources of Co-60 and Ir-192, and by calculation of some quantities such as dose range and Stopping Power of monoenergetic electrons transported in water. The results in all simulations developed present a accuracy within 2%, indicating that Geant4 can be used, in simulations of photons and electrons, for applications in radiotherapy / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_NagelAlves_D.pdf: 11231130 bytes, checksum: ac6263e814068ee68be084db28576f32 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O objetivo desse trabalho é a implementação FORTRAN de técnicas modernas, tais como: a matemática intervalar, otimização e simulação Monte Carlo e redes neurais. Estas técnicas foram utilizadas para o desenvolvimento computacional de novas metodologias de cálculos para a predição de propriedades termodinâmicas, determinação de pontos de azeotropia de misturas multicomponentes, determinação de propriedades termodinâmicas através da equação de estado de Lennard-Jones e determinação dos parâmetros dos potenciais de Lennard-Jones e de Stockmayer. Além disso, desenvolveu-se uma extensão do método de contribuição de grupos CSGC, de forma que o mesmo forneça as propriedades críticas e a entalpia de vaporização. Na matemática intervalar, a partir dos conceitos básicos da teoria dos intervalos, foram desenvolvidos os códigos computacionais para as operações aritméticas, topológicas, funções transcendentais intervalares e algoritmo de Newton intervalar. A integração Monte Carlo e a rede neural foram utilizadas no tratamento do ensemble NVT para a determinação das propriedades termodinâmicas para fluidos de Lennard-Jones. O método de contribuição de grupos funcionais é tratado em duas partes: na primeira, duas expressões polinomiais foram propostas para a determinação das propriedades críticas (temperatura e pressão) através da contribuição de grupos funcionais do método CSGC; na segunda parte, desenvolveu-se um procedimento híbrido para avaliação da entalpia de vaporização. A otimização Monte Carlo foi usada no desenvolvimento de um algoritmo adaptativo para a determinação de todos os pontos de azeotropia de uma mistura multicomponente e nas das determinações dos parâmetros dos potenciais de Lennard-Jones e Stockmayer, a partir dos dados experimentais do segundo coeficiente do virial. Finalmente, alguns exemplos de cálculos, empregando as metodologias propostas foram realizados / Abstract: The objective of this work is the FORTRAN implementation of modern techniques, such as: the interval analysis, simulation and optimization Monte Carlo and neural network. These techniques were used for the computational development of new ca1culation methodologies for the prediction of thermodynamic properties, for determination of azeotropy points of multicomponent mixtures, for determination of thermodynamic properties through the equation of state of Lennard-Jones and for determination of Lennard-Jones and Stockmayer potential parameters. Besides, an extension of CSGC group contribution method was developed, in order to ca1culate the critical properties and the vaporization enthalpy. In the interval analysis, starting from the basic concepts of the interval theory, the computing codes for the arithmetic and topologycal operations, interval functions and interval Newton method were developed. The Monte Carlo integration and the neural network were used for treating the ensemble NVT for the determination of the thermodynamic properties for fluids of Lennard-Jones. The method of functional group contribution was divided in two parts: in the first one, two polynomial expressions were proposed for the determination of the critical properties (temperature and pressure) through the group contribution of the CSGC method; in the second part, a hybrid procedure was developed for evaluation of the vaporization enthalpy. The Monte Carlo optimization was used in the development of an adaptive algorithm for the determination of all azeotropic points of a multicomponent mixture and for the determination of the Lennard-Jones and Stockmayer potential parameters, starting from the experimental data of the second virial coefficient. Finally, some ca1culation examples are shown using the developed methodologies / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Alcir Jose Monticelli, Ariovaldo Verandio Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_Fujio_D.pdf: 8110910 bytes, checksum: ae60d1e9b50e670431be8430488de6e4 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho apresenta a paralelização de um programa de análise de curto-circuito probabilístico utilizando o método de Monte Cado para sistemas de potência. O programa, originariamente desenvolvido e implementado em computadores seqüenciais, foi codificado para dois ambientes distintos de alto desempenho (paralelo e distribuído), tendo como um dos objetivos a verificação de alguns itens importantes concernentes ao processamento paralelo, tais como: portabilidade, desempenho, escalabilidade e comunicação. As implementações paralela e distribuída desta aplicação foram feitas com dois modelos de programação concorrente: o SP M D (Single Process Multiple Data) e o Mestre/Escravo. Os resultados foram obtidos através de testes em quatro sistemas elétricos da região Sul-Sudeste do Sistema Interligado brasileiro / Abstract: This work presents the parallelization of a power system probabilistic short-circuit analysis program using Monte Gar/o method. A sequential version of the code, originally developed for one-processor machine, was extended to two different high performance computer system architectures (parallel and distributed). The main objective of the research was to study issues such as portability, performance, scalability and communication. Two programming models have been implemented on both architectures: SP MD, (Single Process Multiple Data) and MasterjSlave. The architectures and the models have been evalueted by simulation on four real-life networks of the brazilian South-Southeast interconnected system / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Rickson Coelho Mesquita / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-29T15:46:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ForeroTorres_EdwinJohan_M.pdf: 4179362 bytes, checksum: aee9e712d9413439ca126f8c0a72ca77 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As técnicas de espectroscopia de difusão tais como a espectroscopia óptica de difusão (DOS) e a espectroscopia de correlação de difusão (DCS) permitem estudar as propriedades ópticas (ou estáticas) e dinâmicas, respectivamente, de meios turvos como o tecido biológico. Em geral, nestas técnicas se usam modelos de difusão da luz em meios turvos para estimar a intensidade da luz espalhada ou sua flutuação pelo meio, e através da comparação com dados experimentais, quantificar a concentração e o deslocamento quadrático médio das moléculas absorvedoras e espalhadoras que compõem os tecidos. No entanto, por serem técnicas relativamente recentes se conhece pouco em relação à propagação da luz em meios com diferentes geometrias, particularmente em relação com as propriedades dinâmicas. Por essa razão, para obter tais propriedades com estas técnicas é necessário assumir algumas características dos tecidos tais como homogeneidade e geometrias simples que nem sempre são correspondentes à situação real, o que pode ocasionar erros nas estimativas das propriedades. Nos últimos anos, os algoritmos de Monte Carlo têm sido cada vez mais usados para analisar a propagação da luz através de meios turvos, entre outras coisas porque envolvem poucas hipóteses e permitem simular meios com alto grau de heterogeneidade. Assim, este projeto propôs o estudo de simulações de Monte Carlo no problema de propagação da luz no tecido biológico, adaptando e modificando o algoritmo livre para download chamado mcxyz. Este estudo se enfocou em meios com geometrias semi-infinita e de duas camadas. Neste projeto também se estabeleceu uma metodologia para a obtenção das propriedades ópticas e dinâmicas de tecidos biológicos, implementando um algoritmo genético para o caso estático e um algoritmo de Levenberg-Marquardt para o caso dinâmico. Estes algoritmos foram testados sobre as medidas de DOS e DCS feitas na cabeça de voluntários sadios, comparando os resultados obtidos com os resultados encontrados pelas técnicas convencionais para meios semi-infinito e de duas camadas. Palavras-chaves: Monte Carlo, Espectroscopia de Difusão, Algoritmos de otimização / Abstract: Diffusion spectroscopy techniques such as optical diffusion spectroscopy (DOS) and diffusion correlation spectroscopy (DCS) allow to study the optical (or static) properties and dynamic respectively, of turbid media such as biological tissue. In general, in these techniques, difusse light models of turbid media are used to estimate the intensity of scattered light or a fluctuation in the middle and through comparison with experimental data, to quantify the concentration and the mean square displacement of the absorbing and scattering molecules which comprise tissues. However, recent techniques being relatively little is known regarding the propagation of light in media with different geometries, particularly in relation to the dynamic properties. For this reason, for such properties with these techniques it is needed to take some tissue characteristics such as homogeneity and simple geometries that are not always correspond to the real situation, which can lead to errors in estimates of property. In recent years, Monte Carlo algorithms have been increasingly used to analyze the light propagation through turbid media, among other things because they involve little hypothesis and allowing to simulate media with a high degree of heterogeneity. Thus, this project proposes the study of Monte Carlo simulations on the problem of propagation of light in biological tissue, adapting and modifying the algorithm to free download called mcxyz. This study is focused on media with semi-infinite geometries and two layers. This project also established a methodology to obtain the optical and dynamic properties of biological tissues, implementing genetic algorithms to the static case and Lenverberg Maquerest algorithm for dynamic case. These algorithms were tested on the DCS and DOS measurements made in head volunteers, comparing the results obtained with results obtained by conventional techniques for semi-infinite and two layers media. Keywords: Monte Carlo, Diffusion Spectroscopy, Optimization Algorithms / Mestrado / Física / Mestre em Física / 119701-7/2013 / CAPES