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MODELAGEM NUMÉRICA DE ESCOAMENTO TRANSIENTE EM MEIOS ALEATÓRIOS SATURADOS COM A EXPANSÃO DE KARHUNEN-LOÈVE

Azevedo, Juarez dos Santos 17 December 2012 (has links)
Submitted by Souza Tanajura Augusto (cast@ufba.br) on 2012-12-17T17:26:26Z No. of bitstreams: 1 Azevedo.pdf: 1932731 bytes, checksum: 31eff4d771bf9302cbd1037f6a487ba6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-17T17:26:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azevedo.pdf: 1932731 bytes, checksum: 31eff4d771bf9302cbd1037f6a487ba6 (MD5) / Centro de Pesquisa em Geofísica e Geologia da UFBA,com recursos próprios, da Capes / Um requisito importante de um modelo geofísico é a capacidade de quantificar a incerteza associada à imprecisão e/ou a escassez de dados de campo. Uma maneira de realizar esta quantificação é descrever o modelo por meio de equações diferenciais cujos parâmetros associados a propriedades materiais são processos estocásticos. Os métodos de elementos finitos estocásticos são apresentados como um procedimento eficiente na caracterização da solução de equações de evolução com coeficientes estocásticos. Os conceitos de projeção, ortogonalidade e convergência fraca são utilizados para gerar problemas determinísticos auxiliares que são resolvidos por métodos de elementos finitos tradicionais. Em particular, a expansão de Karhunen-Loève é usada para discretizar os parâmetros estocásticos dentro de um conjunto enumerável de variáveis aleatórias. Os modelos estudados neste trabalho são baseados na Lei de Darcy para fluxo saturado nos regimes permanente e transiente em que a condutividade hidráulica segue uma distribuição lognormal. A solução numérica no regime permanente foi realizada pelos métodos de Monte Carlo, Galerkin espectral, das equações de Momentos baseado na expansão de Karhunen-Loève e da Colocação, visando identificar os benefícios e deficiências de cada método. O método da Colocação mostrou-se mais atrativo que os métodos de Galerkin espectral e de Momentos. No regime transiente manteve-se o foco nos métodos de Monte Carlo e da Colocação. Estes métodos fornecem uma previsão da média e da variância do potencial hidráulico nos poços de produção a partir das propriedades estatísticas da condutividade hidráulica. Critérios de otimização são aplicados nestes métodos a fim de se estudar a hidráulica de poços em aqüíferos livres e extensos fixando distâncias mínimas entre poços de produção. / Pós Graduação em Geofísica da UFBA
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The h-theory: universality classes of hierarchical complex systems

ROA GONZÁLEZ, Iván René 28 April 2017 (has links)
ROA GONZÁLEZ, Iván René, também é conhecido em citações bibliográficas por: GONZÁLEZ, Iván René Roa / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-09T19:31:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-15T22:43:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:43:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / CNPq / Complex dynamical systems can be characterized through the time series associated with dynamical variables, which yield important information on the underlying stochastic process. The probability density function, the temporal correlation function, the power spectrum, and the memory function are examples of statistical properties that can be extracted from the time series. In this thesis, we are particularly interested in describing complex phenomena in which the stationary distribution of the time series of the main dynamical variable (the signal) exhibits large deviations from Gaussian statistics, possibly showing long and heavy tails. This kind of phenomena is present in many areas of physics, biology, and economics. However, our interest is focused on spectral fluctuations in non-integrable ballistic cavities, intensity fluctuations in random lasers, turbulence in fluids, stock prices fluctuations in financial markets. We shall attempt to describe these phenomena as a composition of distributions with distinct space/time scales which arise from a hierarchical dynamics with a coupling between contiguous scales. The model to be used, denominated H-Theory, was recently proposed by our research group and consists of a set of coupled stochastic differential equations, whose stationary solution leads to a parametric family of distributions represented by Fox H-function. This result unifies and generalizes the universality classes of superstatistics, which is a formalism that has been successfully used to describe systems with two separated time scales. / na caracterização de sistemas complexos nos quais a distribuição estacionária da série temporal da variável dinâmica principal (o sinal) desvia-se substancialmente da gaussiana, podendo exibir caudas longas e pesadas. Exemplos de sistemas deste tipo podem ser encontrados em diversas áreas da física, da biologia e da economia. Contudo, centraremos nosso foco nos fenômenos de flutuações espectrais em turbulência em fluidos, variações nos preços de ações no mercado financeiro, flutuações de intensidade em lasers aleatórios em fibra óptica e estatística espectral de cavidades balísticas não-integráveis. Caracterizamos esses fenômenos como resultado da composição de distribuições com distintas escalas espaçiais/temporais que resultam de uma dinâmica hierárquica com acoplamento entre escalas contíguas. O modelo a ser usado, denominado teoria H, foi recentemente proposto por nosso grupo de pesquisa e consiste de um sistema de equações diferenciais estocásticas acopladas, cuja solução estacionária produz uma família paramétrica de distribuições representadas por funções H de Fox. Este resultado unifica e estende para múltiplas escalas as classes de universalidade da superestatística, que é um formalismo que tem sido usado com sucesso para descrever sistemas dinâmicos complexos com duas escalas temporais separadas.
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Aplicação de um modelo matemático do piloto humano na estimativa da qualidade de vôo

Nelson Pedreiro 01 July 1989 (has links)
O estudo da qualidade de vôo de uma aeronave envolve a interação entre a mesma e o piloto que irá operá-la. No presente trabalho, um modelo matemático do piloto humano é utilizado no estudo dessa interação. Desta forma, as equações que regem a dinâmica da aeronave são tratadas conjuntamente com as equações que modelam as ações de controle do piloto, e o sistema é analisado em malha fechada. Os resultados desta análise fornecem uma medida do desempenho do sistema avião/piloto, e são relacionados com a opinião do piloto no que concerne à qualidade de vôo. O modelo para o piloto, baseado nas teorias de otimização e estimação, é utilizado para analisar a influência de alguns parâmetros da aeronave na qualidade de vôo da mesma. Analisa-se em particular o movimento longitudinal na condição de aproximação para o pouso. A comparação dos resultados teóricos, obtidos com o modelo, com resultados de ensaio em vôo indicam a técnica aqui apresentada como instrumento eficiente a ser utilizado na fase de projeto de aeronaves.
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Estudo comparativo de métodos de combate à divergência de Filtros de Kalman

Cairo Lúcio Nascimento Júnior 01 July 1988 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo comparativo das Técnicas de Fatorização, de Janelamento e de Ruído Adaptativo no combate à divergência do Filtro de Kalman. Este estudo comparativo é realizado utilizando o Método de Monte Carlo e examinando as mudanças no desempenho do Filtro de Kalman quando este utiliza cada uma destas técnicas. Para tal também foram implementados o Filtro de Kalman, sem nenhum mecanismo adicional, denominado de Filtro de Kalman Convencional e a Técnica de Limitação da Covariância. Para a verificação do desempenho das diferentes implementações do Filtro de Kalman utiliza-se o caso da estimação da órbita de um satélite com modelo de perturbações linear, nas situações: 1) FK sem erro de modelo e sem erro de truncamento da mantissa do computador; 2) FK com erro de modelo; 3) FK com erro de truncamento da mantissa do computador. Investiga-se a utilização destas técnicas no Filtro de Kalman Estendido. Os esforços computacionais de cada técnica são também apresentados.
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Predição de desempenho de aplicações paralelas para máquinas agregadas utilizando modelos estocásticos

Baldo, Lucas Janssen January 2007 (has links)
Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000399893-Texto+Completo-0.pdf: 1667296 bytes, checksum: 30db027cb6bbef2de3ec8544333c6dde (MD5) Previous issue date: 2007 / One of the main problems in the high performance computing area is the difficulty to define which is the best strategy to paralelize an application. In this context, the use of analytical methods to evaluate the performance behavior of such applications seems to be an interesting alternative and can help to identify the best implementation strategies. In this work, the Stochastic Automata Network formalism is adopted to model and evaluate the performance os parallel applications, specially developed for clusters of workstations platforms. The methodology used is based on the construction of generic models to describe classical parallel implementation schemes, like Master/Slave, Parallel Phases, Pipeline and Divide and Conquer. Those models are adapted to represent cases of real applications through the definition of input parameters values. Finally, aiming to verify the accuracy of the adopted technique, some comparisons with real applications implementation results are presented. / Um dos maiores problemas na área de computação de alto desempenho é a dificuldade de definir qual a melhor estratégia de paralelização de uma aplicação. Neste contexto, a utilização de métodos analíticos para a avaliação de desempenho de aplicações paralelas aparece como uma alternativa interessante para auxiliar no processo de escolha das melhores estratégias de paralelização. Neste trabalho, propõe-se a adoção do formalismo de Redes de Autômatos Estocásticos para modelar e avaliar o desempenho de aplicações paralelas especialmente desenvolvidas para máquinas agregadas (i. e., clusters). A metodologia utilizada é baseada na construção de modelos genéricos para descrever esquemas clássicos de implementação paralela, tais como Mestre/Escravo, Fases Paralelas, Pipeline e Divisão e Conquista. Estes modelos são adaptados em casos de aplicações reais através da definição de valores para parâmetros de entrada dos modelos. Finalmente, com intuito de verificar a precisão da técnica de modelagem adotada, comparações com resultados de implementações reais são apresentadas.
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Inference and diagnostics in spatial models

DE BASTIANI, Fernanda 22 February 2016 (has links)
Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-07-08T18:44:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Fernanda De Bastiani.pdf: 4258341 bytes, checksum: 8f146a8d3dfa9d213e65c7506719ad53 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T18:44:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Fernanda De Bastiani.pdf: 4258341 bytes, checksum: 8f146a8d3dfa9d213e65c7506719ad53 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / FACEPE / In this work, we present inference and diagnostics in spatial models. Firstly, we extend the Gaussian spatial linear model for the elliptical spatial linear models, and present the local influence methodology to assess the sensitivity of the maximum likelihood estimators to small perturbations in the data and/or the spatial linear model assumptions. Secondly, we consider the Gaussian spatial linear models with repetitions. We obtain in matrix notation a Bartlett correction factor for the profiled likelihood ratio statistic. We also present inference approach to estimate the smooth parameter from the Mat´ern family class of models. The maximum likelihood estimators are obtained, and an explicit expression for the Fisher information matrix is also presented, even when the smooth parameter for Mat´ern class of covariance structure is estimated. We present local and global influence diagnostics techniques to assess the influence of observations on Gaussian spatial linear models with repetitions. We review concepts of Cook’s distance and generalized leverage and extend it. For local influence we consider two different approach and for both we consider appropriated perturbation in the response variable and case weight perturbation. Finally, we describe the modeling and fitting of Markov random field spatial components within the generalized additive models for locations scale and shape framework. This allows modeling any or all of the parameters of the distribution for the response variable using explanatory variables and spatial effects. We present some simulations and real data sets illustrate the methodology. / Neste trabalho, apresentamos inferência e diagnósticos para modelos espaciais. Inicialmente, os modelos espaciais lineares Gaussianos são estendidos para os modelos espaciais lineares elípticos, e desenvolve-se a metodologia de influência local para avaliar a sensibilidade dos estimadores de máxima verossimilhança para pequenas perturbações nos dados e/ou nos pressupostos do modelo. Posteriormente, considera-se os modelos espaciais lineares Gaussianos com repetições. Para estes modelos obteve-se em notação matricial um fator de correção de Bartlett para a estatística da razão de verossimilhanças perfiladas. E também realizada inferência para estimar o parâmetro de suavização da classe de modelos da família Matérn. Os estimadores de máxima verossimilhança são obtidos, e uma expressão explícita para a matriz de informação de Fisher e apresentada, mesmo quando o parâmetro de suavização da classe de modelos da família Matérn da estrutura de covariância _e estimado. Desenvolve-se técnicas de diagnósticos de influência local e global para avaliar a influência de observações em modelos espaciais lineares Gaussianos com repetições. Os conceitos de distância de Cook e alavanca generalizada são revisados e estendidos para estes modelos. Para influência local são consideradas perturbações apropriadas na variável resposta e ponderação de casos. Finalmente, é descrita a modelagem para os componentes espaciais dos campos aleatórios Markovianos nos modelos aditivos generalizados de locação escala e forma. Isto permite modelar qualquer ou todos os parâmetros da distribuição para a variável resposta utilizando as variáveis explanatórias e efeitos espaciais. Alguns estudos de simulações são apresentados e as metodologias são ilustradas com conjuntos de dados reais.
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Eficiência comparada em sistemas de saúde: um estudo para o Brasil.

Clarissa Côrtes Pires 26 October 2007 (has links)
Devido ao aumento da demanda por serviços de saúde e às crescentes despesas na prestação desses serviços, a busca pela eficiência em sistemas de saúde é de crítica importância para seus agentes e beneficiários. É comprovado que melhorias de eficiência resultam em economias consideráveis de recursos ou, no mínimo, na expansão dos serviços de saúde para a comunidade. No entanto, a análise de eficiência em sistemas de saúde é complexa, com desafios conceituais, múltiplos objetivos e um contexto abundante de aparentes paradoxos econômicos. Além disso, existem os fatores externos ao sistema que afetam o estado de saúde da população, como a educação e o saneamento básico. Devido à importância da análise de eficiência neste sistema, este trabalho apresenta uma metodologia para a construção de um modelo de eficiência para o caso brasileiro, ressaltando os desafios de se medir eficiência em saúde. Seu propósito é, por meio de um método econométrico, investigar o nível de eficiência do sistema de saúde em cada Unidade Federativa brasileira e identificar os principais fatores que interferem nestes níveis de eficiência. Foi estimada uma fronteira de produção estocástica com os dados de painel referente aos anos de 2002, 2003 e 2004, perfazendo uma amostra de 81 entidades de análise. A opção pela ferramenta estocástica, ao invés da determinística, foi motivada pela facilidade desta de incorporar as variáveis exógenas no modelo de produção e pela possibilidade de identificar a verdadeira ineficiência técnica, depois de separar os desvios causados por ruído amostral. Esse aspecto parece relevante no caso em estudo uma vez que inúmeras incertezas permeiam os dados relativos à saúde. Foram desenvolvidos três modelos representativos da produção de saúde nos quais se consideraram: i) entradas do sistema de saúde: gastos com saúde, número de profissionais de saúde e número de leitos hospitalares; ii) determinantes exógenos ao sistema de saúde: taxa de analfabetismo e cobertura de saneamento básico; iii) indicador de nível de saúde populacional: expectativa de vida e taxa de mortalidade infantil. Os resultados obtidos representam estimativas dos efeitos de cada variável, seja de entrada do sistema ou exógena ao mesmo, em relação ao estado de saúde da população de cada Unidade Federativa. As eficiências dos Estados situaram-se 40% e 97%, constatando que tanto o ambiente como as próprias ações do sistema de saúde influenciam nos indicadores de saúde de sua população.
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Modelo de planejamento hospitalar eletivo via programação dinâmica aproximada.

Elmer Dotti 29 November 2010 (has links)
O propósito desse trabalho é composto por cinco objetivos distintos: (1) modelar o problema de admissão de pacientes em hospitais eletivos por programação dinâmica aproximada; (2) resolver o modelo formulado utilizando um algoritmo de estimação adaptativa do valor de funções côncavas; (3) estabelecer métricas de qualidade para a solução obtida pela solução do modelo; (4) realizar uma análise comparativa entre os resultados obtidos quando modelado por processo markoviano de decisão e por programação dinâmica aproximada; (5) fazer uma análise de sensibilidade automatizada, para análise de impacto da alteração dos parâmetros do modelo nos resultados, em modelos de programação dinâmica aproximada. A razão de se controlar o processo de admissão de pacientes é promover a utilização mais eficiente dos recursos hospitalares pela diminuição de sua ociosidade ou de sua utilização excessiva. O problema de planejamento de admissão de pacientes eletivos como um modelo de programação dinâmica aproximada, apresenta uma diminuição no espaço de estados e ações reduzindo assim a alta dimensionalidade das instâncias reais do problema, o que determina um custo computacional bastante reduzido quando comparado à solução da modelagem do problema por processo markoviano de decisão. Os resultados obtidos pela solução da modelagem do problema via programação dinâmica aproximada, para o caso da Rede de Hospitais Sarah de Brasília, demonstraram que foi possível obter uma política de decisão mais eficiente, com menor tempo de processamento e maior robustez (pela análise de sensibilidade efetuada). Espera-se que ao final da leitura desse trabalho, o leitor conheça como a programação dinâmica aproximada opera, suas principais diferenças em relação aos métodos exatos e a contribuição que estabelece no processo de solução de problemas dinâmicos e estocásticos de alta dimensão.
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Determinação de um cronograma de inspeções em um sistema sujeito a deterioração estocástica : aplicação ao caso da "AIDS"

Walter Holl Juca 01 September 1990 (has links)
Neste trabalho nós aplicamos resultados recentes na área de rotinas ótimas de inspeção sob deterioração estocástica ao problema do estabelecimento de uma rotina de testes clínicos a que deve submeter toda uma população visando detectar tão cedo quanto possível a eventual presença de um certo tipo de vírus em cada elemento dessa população. Aqui nós consideramos a existência de dois tipos de exames laboratoriais. O primeiro é mais barato, porém menos confiável, pois pode gerar falsos resultados positivos ou falsos resultados negativos. Sempre que esse exame gera um resultado positivo usamos um segundo tipo de exame, mais caro e mais preciso, para verificar se tal resultado é verdadeiro ou falso. Se verdadeiro, submete -se o sistema a um tratamento para evitar a condição de quebra (falha, morte) do mesmo. Com uma estrutura de custos que considera custos de: examina, falsos resultados positivos; detecção do vírus e ficar doente, nós apresentamos uma equação que pode se usada para calcular o valor presente do custo esperado total sob uma determinada rotina de exames. A incorporação da possibilidade de um falso resultado negativo é a maior contribuição teórica deste trabalho.Usando dados reais, o modelo é aplicado ao problema da detecção do vírus da AIDS em países como o Brasil ou os Estados Unidos, onde a doença se manifesta de maneira semelhante. O resultado principal é a obtenção da freqüência de inspeções que minimiza o valor presente do custo esperado total.
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Processo semi-Markoviano de decisão aplicado ao controle de um sistema de manutenção com máquinas diferentes e servidores diferentes

Reinaldo Crispiniano Garcia 01 August 1992 (has links)
Considera-se uma versão do problema de reparo de máquinas com um número finito de máquinas diferentes nas linhas de produção, um numero finito de máquinas de reservas diferentes e uma estação de reparo com um número finito de servidores diferentes. Nos instantes de decisão (instatnes de término de reparo e de quebra de máquinas), os servidores ativos podem ser escolhidos baseando-se no tamanho da fila de reparo. A estrutura de custos inclui custos de perda de produção, custos de espera, custos de reparo e custos de ativar e desativar servidores. O Algoritmo de Iteração de Valores é utilizada para obter a política ótima de controle que minimiza o custo médio esperado por unidade de tempo. Alguns resultados numéricos são apresentados, inclusive com a determinação do número ótimo de máquinas de reserva.

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