A simulação numérica de escoamento tem se desenvolvido em diferentes aspectos para melhorar sua exatidão e se aproximar cada vez mais da representação de fenômenos reais. O desenvolvimento científico sobre escoamentos turbulentos multifásicos dependem da simulação numérica, onde o custo computacional destas ainda é um fator determinante, principalmente quando se visa resultados mais precisos. Uma das grandes dificuldades é que códigos numéricos de alta ordem, utilizados para simular escoamentos bifásicos, produzem erros de dispersão numérica presentes principalmente na interface, já que nesta posição se apresenta uma descontinuidade nas propriedades físicas dos fluidos envolvidos. O presente trabalho tem o objetivo de propor uma formulação de alta precisão para escoamentos bifásicos. Para isso, realiza-se modificações em um código já existente, denominado Incompact3d que possui a possibilidade de paralelização para até 100:000 núcleos computacionais, utilizando uma decomposição 2D. Entre estas modificações destacam-se a implementação de uma nova formulação do método Level Set, além de pequenas modificações nas equações de Navier-Stokes, como a adição do termo de gravidade, a segregação do termo de difusividade e a adição de um termo referente a força de tensão superficial. Ainda propõem-se uma nova consideração do termo de pressão, que é separado em pressão não hidrostática e pressão hidrostática. Diversos testes de verificação e validação foram realizados, apresentando a capacidade de se realizar simulações numéricas de alta ordem para escoamentos bifásicos. Com esta metodologia, foi identificar características de fenômenos turbulentos bifásicos. / Flow numerical simulation has been developed in di erent ways to improve its results accuracy and have a better approximation to real phenomenon. To scientific development turbulent two-phase flow depends of numerical simulation, where computational cost is an important factor, mainly when accurate results are required. High order two-phase flow codes issue is that they produce numerical dispersion errors that are amplified with the presence of interface, since in its position exist physical proprieties discontinuity. This research main objective is to propose a high precision formulation to two-phase flow. For that, we modified Incompact3d code that has a 2D decomposition making parallelized calculation up to 100:000 computational cores. Some modifications are the implementation of a new Level Set Method formulation; some minor Navier-Stokes equation modifications as the addition of gravity term; the segregation of di usive term; and the addition of surface tension forces. We also proposed a new pressure term consideration where we separate it in hydrostatic and non-hydrostatic pressure. Many verification and validation tests where developed presenting the ability to perform high order numerical simulations for two-phase flows. Also it was possible to identify multiphase turbulent structures in the phenomena simulated.

Correntes de densidade são fluxos gravitacionais gerados pela diferença de densidade entre dois fluidos. Correntes de turbidez fazem parte de uma sub-classificação das correntes de densidade, na qual o fluido mais denso tem, na sua composição, partículas em suspensão. Muitos trabalhos numéricos já estudaram a dinâmica das correntes de turbidez, mas, nenhum dos encontrados aplicou mudanças de relevo concomitantes com a simulação, causadas pela sedimentação das próprias partículas da corrente e nem alterou o relevo após a passagem de cada evento em um domínio tridimensional. O presente trabalho pretende analisar a alteração no relevo de fundo causada por uma corrente de turbidez. No código Incompact3d, as equações de Navier-Stokes, Continuidade e Transporte e Difusão são resolvidas em uma malha cartesiana tridimensional. A condição inicial adotada é a de Lock-Exchange. As simulações realizadas utilizaram Simulação Numérica Direta (DNS). O código utiliza um esquema compacto centrado de sexta ordem, em diferenças finitas, para o esquema espacial, e Adams-Bashfort de terceira ordem para o esquema temporal. A validação do código foi realizada comparando-se com trabalhos experimental e numéricos. A análise das diferentes proporções granulométricas mostrou que quanto maior é a quantidade de material grosso na condição inicial, maior será seu depósito para um dado tempo. Em consequência, mais relevante se torna a consideração da alteração do relevo de fundo. Além disso, quanto maior o fator de compactação do sedimento, maior será o erro de não considerar a atualização de fundo. Os resultados também apontaram que os erros médios ao não considerar a atualização do fundo são da ordem de 4% da massa de depósito em 20 tempos adimensionais, para os parâmetros utilizados. Ao se propagar uma corrente de turbidez sobre o depósito de outra, os erros se mostram menores. / Gravity currents are gravitational fluxes triggered by density di erence between two fluids. A sub-classification of those are turbidity currents, in which the denser fluid is composed by the lighter fluid plus suspended particles. Many papers had shown turbidity currents dynamics, although none of the papers found had applied changes in the simulated topography due to deposit during the own simulation, neither they had altered a 3D domain topography after each flux, applying the changes caused by the previous current. The present dissertation aims to analyse the turbidity current dynamics alteration caused by the influence of its own deposit, altering the topography during the very simulation. The analysis is conducted in a polidispersed turbidity current. The Incompact3d code solves Navier-Stokes, continuity and transport-di usion equation, in a tridimensional cartesian mesh. Lock-exchange was chosen to be the initial condition. Direct Numerical Simulations (DNS) are performed. Sixth order compact finite-di erence schemes are used on the spatial domain, while third order Adams-Bashfort is applied for the temporal evaluation. Comparisons with numerical and experimental papers were performed for code verification. Results showed the coarser the particles on the starting lock-exchange, the higher its deposit is, and the more the terrain will be altered. Nevertheless, the bigger the compacting factor, the bigger the error of not considering bathymetry alteration. Results also point that the average errors of not considering the update are in order of 4% on the mass deposit, after 20 dimensionless times, for the used parameters. When a current propagates over the deposit of a previous one, these errors are smaller.

O elevado consumo energético de edificações para o seu condicionamento térmico já é um dos maiores impactos ambientais da construção civil nos países desenvolvidos e, progressivamente, vem se tornando uma preocupação também nos países em desenvolvimento. Uma alternativa renovável relativamente recente, tanto para aquecimento como para resfriamento, são as bombas de calor geotérmicas (ground source heat pumps, GSHPs), que se valem da inércia térmica do solo para reduzir significativamente a demanda energética em relação ao ar. Apesar do seu grande potencial em reduzir o consumo de energia e as emissões de carbono, esta tecnologia ainda é quase inexistente na América Latina, não somente devido à falta de conhecimento ao seu respeito, mas também pela incerteza quanto à sua viabilidade frente a um custo inicial mais elevado. Embora existam muitas pesquisas sobre o funcionamento de GSHPs, grande parte do conhecimento prático quanto ao projeto, desempenho e viabilidade é baseada na experiência dos primeiros países onde a tecnologia começou a se tornar popular, e não pode ser assumida automaticamente como válida em outras situações sem uma avaliação prévia Estudos anteriores apontaram que o retorno econômico de GSHPs tende a ser maior em climas mais frios, enquanto a eficiência tende a ser maior em climas mais amenos, mas com sazonalidade. Por apresentar um bom balanço destas características, o Estado do Rio Grande do Sul apresenta potencial para um desempenho elevado de GSHPs. O objetivo deste trabalho é estimar os níveis de eficiência que esta tecnologia pode atingir em uma cidade de referência no Estado, assim como seu retorno econômico frente a ASHPs (air source heat pumps, ou seja, aparelhos de ar condicionado, ou A/C), seus limitantes e as dificuldades de projeto. Uma edificação unifamiliar residencial em Porto Alegre, projetada especialmente para estudos de sustentabilidade, foi utilizada como caso de estudo para o projeto conceitual completo de um GSHP vertical, um GSHP horizontal e um ASHP. Foram estimadas a demanda de energia e os custos de operação e de implantação para determinadas condições, que foram comparadas em um estudo de viabilidade econômica. Após, os resultados foram extrapolados por uma análise de sensitividade para condições mais genéricas de consumo. Através dos cálculos, observou-se que a tecnologia de GSHPs atingiu o dobro da eficiência dos A/C mais eficientes disponíveis para o caso de estudo. Economicamente, a tecnologia também se mostrou viável, e foram estimados limitantes econômicos a esta viabilidade. Por fim, o processo de projeto desenvolvido pode servir de auxílio a novos projetistas na área. / The high energy consumption in buildings for their thermal conditioning is already one of the greatest environmental impacts of civil construction in developed countries and, progressively, is also becoming a concern in the developing countries. A relatively recent renewable alternative, as much for heating as for cooling, are the ground source heat pumps, GSHPs, which take advantage of the thermal inertia of the ground to significantly decrease the energy demand comparing to air as a source. In spite of their huge potential for decreasing energy comsumption and carbon emissions, this technology is still almost inexistent in Latin America, due not only to lack of awareness, but mainly to uncertainties about their feasibility because of their higher investment cost. Although there are many researches about the characteristics and operation of GSHPs, great part of the practical knowledge as to the design, performance and feasibility is based in the experience from the first countries where the technology spreaded, and cannot be automatically assumed as valid without a previous evaluation. Former studies indicated that the economic profit of GSHPs tends to be higher in colder climates, while the efficiency tends to be higher in milder, but still seasonal climates. For presenting a good balance among these factors, the Rio Grande do Sul State shows potential for a high performance of GSHPs The objective of this work is to estimate the efficiency levels that can be reached by this technology in a reference city in the State, as its financial feedback compared to ASHPs (air source heat pumps, the traditional air conditioners, or A/C), its limitations and the design difficulties. A residential single-family building in Porto Alegre, specifically designed for sustainability studies, was used as case study for the complete conceptual design of a vertical GSHP, a horizontal GSHP and an ASHP. The energy demand and operation and installation costs for specific conditions were estimated and compared in a economic feasibility study. After, the results were extrapolated through a sensitivity analysis for more generic situations of consumption. Through the calculations, it was observed that the technology achieved twice the efficiency of the most efficient A/C available for the case study. Economically, the technology showed itself viable, and economic limitations were also estimated. At last, the developed design process can also serve as aid to new designers in the field.

O presente trabalho apresenta a modelagem do escoamento de ar sobre um terreno complexo empregando, e comparando os resultados, três programas comerciais de previsão de potencial eólico, WaSP, Meteodyn WT e WindSim. Por se tratar de um modelo simplificado, o programa WaSP nem sempre é adequado para previsão de energia em terrenos muito complexos pois não é capaz de prever turbulência, separação de escoamento e efeitos de estabilidade existentes neste tipo de terreno. Para que se consiga modelar a turbulência existente de maneira mais coerente, utilizam-se programas de mecânica dos fluidos computacional como o Meteodyn WT e o WindSim que modelam o escoamento através das equações médias de Reynolds. A finalidade do estudo é identificar a capacidade de previsão das velocidades de vento por meio de cada um dos programas em um parque eólico localizado na Chapada da Diamantina, tendo em vista que a correta previsão da produção de energia depende de um entendimento correto e detalhado dos recursos disponíveis. Avaliando apenas condição atmosférica neutra e comparando os resultados obtidos, conclui-se que o programa WindSim obteve o menor erro na estimativa da velocidade do vento, -3,7% quando comparado aos outros programas WaSP e Meteodyn, -5,1% e -6,5% respectivamente. O maior erro de aproximação foi obtido pelo programa WaSP, +11% quando comparado aos outros programas Meteodyn e WindSim, +10,6% e +7,9% respectivamente. Para o programa Meteodyn foram avaliados casos com diferentes condições de estabilidade, o erro máximo e mínimo foi de +10,6% e -6,5%, respectivamente em atmosfera estável, mantendo-se elevado. O programa WindSim permite a alteração de variáveis que são fixas no Meteodyn e também a simulação dos efeitos de estabilidade através da inclusão da equação de energia inicializada através do comprimento de Monin-Obukhov o que, implicou em uma melhora significativa nos resultados obtidos e em um maior tempo computacional. O erro, menor e maior, apresentado pelo programa WindSim foi reduzido a, -1,8% e +4,4% respectivamente. Destaca-se que as conclusões obtidas se aplicam ao caso estudado. / This work studies the air flow modeling over a complex terrain using and comparing the results of three commercial programs that estimates the wind field in a site: WaSP, Meteodyn WT and WindSim. Being WAsP a simplified model, it is not always suitable to estimate the flow in complex terrain because it is not able to predict the turbulence, flow separations and stability effects present in these kind of terrains. To model the existing turbulence two computational fluid mechanics programs i.e. Meteodyn WT and WindSim, which models the flow through the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations have been used. This study aims to identify the wind speed predictive capacity of each program in a windfarm located on Chapada da Diamantina, as a correct production prediction depends on a correct estimation of the wind field. Evaluating only neutral atmospheric setup and comparing it with the measures, WindSim had the lowest wind speed estimation error, -3.7% compared with WaSP and Meteodyn programs, that provided -5.1% and -6.5% respectively. The greatest error was obtained by WaSP program, +11%, followed by Meteodyn, +10.6% and WindSim, +7.9%. WindSim enables changes in some variables that are fixed in Meteodyn and enables also the simulation of stability effects through the introduction of the energy equation with a Monin-Obukhov length initialization. For Meteodyn program different stabilities were evaluated, but the results obtained were not satisfactory. The maximum and minimum error were reduced to +10.6% and -6.5%, respectively, in stable atmosphere. Due to the specific site studied conditions the simulation of stability effects resulted in a significant improvement in the results even though a larger computational time. Enabling the energy equations setting up stable atmospheric stability, both WindSim errors are reduced to -1.8% and +4.4% respectively. It is noteworthy that the conclusions apply to the case studied.

A tese apresenta um panorama global e atual da inserção da motocicleta em países representativos dos sete continentes, com ênfase no Brasil. Para isso, foram feitas análises sobre quatro elementos da realidade da motocicleta no mundo: (i) a propriedade, analisada através dos dados das frotas mundiais; (ii) os diferentes usos das motocicletas; (iii) os acidentes com motociclistas, através de uma reflexão sobre dados de acidentalidade, suas consequências para a sociedade e possíveis intervenções; (iv) as práticas de operação das motocicletas empregadas em algumas cidades do mundo. Após, foi proposto o desenvolvimento de procedimentos padronizados para a coleta de dados na identificação do corredor virtual e a criação de um método para análise desses corredores, quanto as suas diversas características. O método proposto incorpora análises quantitativas e qualitativas da operação da motocicleta em corredor virtual. Foram escolhidos como parâmetros para a criação do método alguns elementos físicos para caracterizar o corredor virtual, como velocidades praticadas pelas motocicletas ao estarem operando no corredor, acelerações, desacelerações e larguras do corredor virtual. Foi realizada, também, uma análise observacional do comportamento de cada motocicleta pesquisada, com ênfase nas particularidades dos movimentos. A aplicação do método envolveu a análise de dados coletados na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Na aplicação do método, os resultados mostram que a velocidade média adquirida pela motocicleta não depende somente da variável largura do corredor virtual. Também identificam as larguras mínimas e máximas usadas pelos motociclistas nos corredores virtuais, nos ambientes estudados. O estudo de caso mostrou que a aplicação do método proposto é simples, sendo possível a sua transferência a outras realidades brasileiras. / This thesis presents a global and current overview of the insertion of motorcycle in representative countries of the seven continents, with an emphasis on Brazil. For that, four elements about reality’s motorcycle in the world were analyzed: (i) ownership, analyzed through the data of world fleet; (ii) the different uses of motorcycles; (iii) accidents involving motorcyclists, its consequences for society and interventions possible; (iv) operation practices currently in place in some cities of the world. Beyond that, it was development standardized procedures to collection data that identified the lane sharing and was created a method to analyzing these lanes, about its some characteristics. The method analyzed quantitative and qualitative data around the motorcycle’s operation on a lane sharing, and the parameters used were some physical elements to characterize the lane sharing, as speeds practiced by the motorcycles in operation in the corridor, accelerations, decelerations and widths of the lane sharing. Was also performed an observational analysis on the behavior of each motorcycle researched, with emphasis in a particularities of the movements. The model was applied based on data collect in the city of Porto Alegre, Rio Grande do Sul. The results showed that the average speed acquired by motorcycle not depends only on the width of the lane sharing. Also identified the minimum and maximum widths used by motorcyclists in lane sharing in the study’s place. The case showed that the application of the proposed method is simple, and may be transferred to other Brazilian’s realities.

Este trabalho é um estudo da aplicação de um sistema que utiliza a cogeração para hotéis localizados na cidade de Porto Alegre, RS, Brasil. Foi analisada a implantação desse tipo de sistema, também chamado de CHP (Combined Heat and Power), de um ponto de vista econômico e energético. A questão econômica foi determinada pela viabilidade através de métodos de análise quantitativa, neste caso, dando enfoque ao tempo de retorno do investimento. Para a análise energética foi realizado o estudo dos consumos e demandas anuais da operação do prédio através da ferramenta de simulação térmo-energética de edificações. O software escolhido foi o EnergyPlus. Essas análises, energéticas e econômicas, foram realizadas através de uma comparação entre o hotel sem o sistema de CHP e o hotel com o sistema de CHP. O hotel hipotético simulado foi definido através de um levantamento de informações a respeito do desempenho energético de hotéis que funcionam em Porto Alegre. Além dos estudos energéticos e econômicos, foram realizadas variações em parâmetros do hotel para tentar abranger uma série de possíveis cenários e verificar suas viabilidades econômicas. Foi visto que a cogeração pode trazer redução de custo operacional mesmo não tendo um menor consumo energético anual. Em alguns cenários o tempo de retorno do investimento apresentou valor abaixo dos seis anos, sendo considerado como uma boa opção de investimento. / This work is a study of the application of a CHP (Combined Heat and Power) system in hotels built in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. This system was analyzed from an economic and energetic point of view. The economic matter on its viability perspective was determined through quantitative methods, in this case, with the focus on the time frame for the investment's return. For the energetic analysis, a annual energy consumption and demand study was performed utilizing a whole-building energy model with computer simulation. The chosen software was EnergyPlus. The analyses, energetic and economic, were performed through a comparison between the hotel without the CHP system and with the CHP system. The hypothetic simulated hotel was determined by a data survey on the energetic performance of hotels build in Porto Alegre. In addition to the energetic and economic studies, some parametric variations to the hotel were made to include a series of possible scenarios and check their economic viability. It was observed that the CHP can provide some operational cost reductions even without presenting a lower annual energetic consumption. In some scenarios, the time to return the investment showed figures lower than six years, being considered a good investment option.

Crescem de forma bastante acelerada as discussões sobre o fato dos concretos fornecidos nas obras brasileiras não estarem atingindo a resistência à compressão especificada nos projetos estruturais, os ditos concretos não conformes. Neste contexto, analisar de forma detalhada os fatores e processos que levam a não conformidade no atendimento aos parâmetros especificados em projeto surge como uma importante questão no âmbito da construção civil do país. Neste trabalho são discutidos os procedimentos adotados na avaliação da qualidade do concreto produzido e aplicado nas obras brasileiras. Também são analisados os fatores que interferem nos resultados da resistência à compressão do concreto, bem como são avaliadas as repercussões proporcionadas por estes no controle tecnológico do material. A influência dos casos de não conformidade no atendimento da resistência à compressão do concreto especificada em projeto no nível de segurança estrutural também é avaliada através do valor do índice de confiabilidade (B). A confiabilidade foi avaliada para o caso de pilares dimensionados de acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), uma vez que do ponto de vista do risco estrutural e importância de fc, estes são os elementos mais suscetíveis a problemas. A simulação do comportamento dos pilares e consequente determinação da carga de ruptura foram realizadas através de um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos, tendo sido consideradas as não linearidades física e geométrica. O método de Monte Carlo e o método FORM foram adotados para a determinação de . O modelo computacional utilizado foi apresentado e sua validação realizada de forma satisfatória através da comparação com resultados experimentais determinados por diversos pesquisadores. Além da resistência à compressão do concreto, inúmeras outras variáveis envolvidas no comportamento estrutural dos pilares foram avaliadas, seguindo modelos propostos por outros autores e através de resultados obtidos ao longo do trabalho. Os resultados mostram que, nos casos de verificação de não conformidades do concreto entregue, inúmeros fatores devem ser observados na busca de uma avaliação segura do real nível de comprometimento da segurança estrutural; sob o ponto de vista de evitar desnecessários conflitos entre as partes envolvidas ou, no caso contrário, gerar falsa sensação de segurança. / The discussion about the fact that the concrete provided by concrete companies for the Brazilian work sites is not reaching the compressive strength specified in the structural design is growing rapidly. These are the so-called non-compliant concretes. In this context, a detailed analysis of the factors and processes that lead to non-compliance emerges as an important issue in the Brazilian construction industry. This thesis discusses the procedures used in the quality control of concrete produced and used in Brazilian work sites. The factors that influence the results of the compressive strength test of concrete, as well as their repercussion on the material quality control were also analyzed. The influence of non-compliance on the compressive strength specified in the design on the structural safety level was evaluated through the reliability index (B).The reliability of columns designed according to NBR-6118 (ABNT, 2014) was assessed. These elements are the most susceptible to problems from the point of view of concrete non-compliance. A numerical model based on the Finite Element Method was used to carry out the simulation of columns behavior and the consequent determination of their load capacity. In this method, the material and geometric non-linearities are considered. The Monte Carlo method and the FORM method were adopted for the determination of the reliability index (B). The computer model used was presented and validated by comparison with experimental results obtained by different researchers. Besides the compressive strength of concrete, numerous other variables involved in the structural behavior of colunms were evaluated, such as load eccentricity, reinforcement ratio, live to dead load ratio and column slenderness. The results show that, in cases of concrete non-compliance, numerous factors must be observed in the search for a reliable estimation of the actual impact to the structure safety level. This is important from the point of view of avoiding unnecessary conflicts between the parties and, on the other hand, generating false sense of security.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A modelagem matemática e computacional é uma ferramenta que tem sido bastante utilizada no campo da Biologia e das Ciências Biomédicas. Nos dias de hoje, uma quantidade significativa de dados experimentais nessa área pode ser encontrada na literatura, tornando possível o desenvolvimento de modelos que combinem a experimentação e hipóteses teóricas. O objetivo do presente projeto é implementar um modelo matemático de transmissão sináptica conectando neurônios em um circuito de descargas repetitivas ou reverberativo, a fim de investigar o seu comportamento diante de variações paramétricas. Através de simulações computacionais, utilizando um programa desenvolvido em linguagem C++, pretende-se utilizá-lo para simular um circuito de memória imediata. Afora o considerável avanço da Neurofisiologia e Neurociência computacional no sentido do entendimento das características fisiológicas e comportamentais das habilidades do Sistema Nervoso Central, muitos mecanismos neuronais ainda permanecem completamente obscuros. Ainda não se conhece definitivamente o mecanismo pelo qual o cérebro adquire, armazena e evoca as informações. Porém, o postulado de Hebb referente às redes reverberantes, onde a idéia de que redes de reverberação facilitariam a associação de dados coincidentes entre informações sensoriais, temporalmente divergentes, tem sido aceito para explicar a formação de memória imediata (Johnson et al., 2009). Assim, com base no postulado de Hebb, os resultados observados no modelo neuromatemático-computacional adotado possuem características de um circuito de memória imediata.

Submitted by MÁRCIA CAMILO FIGUEIREDO null (marciacamilof@gmail.com) on 2016-04-28T13:27:25Z No. of bitstreams: 1 TESE_UNESP_SP_BAURU_MARCIA_CAMILO_FIGUEIREDO_DEFESA_04_03_2016.pdf: 8905822 bytes, checksum: 7ea8b928aabd49b34c0aefc4bdbe536f (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-02T12:40:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 figueiredo_mc_dr_bauru.pdf: 8905822 bytes, checksum: 7ea8b928aabd49b34c0aefc4bdbe536f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T12:40:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 figueiredo_mc_dr_bauru.pdf: 8905822 bytes, checksum: 7ea8b928aabd49b34c0aefc4bdbe536f (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná (FAADCT/PR) / Esta pesquisa objetivou investigar se licenciandos em química enunciam e compreendem os conceitos de aleatoriedade e irreversibilidade, presentes na Teoria Cinética dos Gases, por meio de etapas construídas para um jogo digital e da sua aplicação após finalizado. Participaram da pesquisa vinte e um acadêmicos do curso de licenciatura em química de uma universidade tecnológica federal no Paraná, separados em: grupo 01, 02 e 03. Para a coleta de dados, cada grupo, em determinados momentos, respondeu questionários, elaborou desenhos e participou de entrevistas semiestruturadas. O desenvolvimento da pesquisa foi orientado pela abordagem qualitativa e por alguns estudos realizados por Piaget. Para tratar e analisar os dados, optamos pelos princípios da análise de conteúdo. A partir do conteúdo dos desenhos construídos nas etapas do jogo digital, foi possível constatar que, os participantes do grupo 01 e 02 buscaram ilustrar em alguma etapa do jogo, uma aproximação de distribuição homogênea do sistema. Nos desenhos dos níveis, verificamos que a maioria (quatorze) dos participantes levou em consideração as experiências obtidas durante o jogo, porque mudaram a maneira de prever em algum nível, as trajetórias de partículas no sistema; dentre os vinte e um sujeitos, apenas oito ilustraram nos quatro níveis do jogo, as primeiras previsões de colisões do lado esquerdo, alcançando o padrão de análise estabelecido. No conteúdo obtido nos discursos dos participantes, referente ao conceito de irreversibilidade, foi possível verificar que este conhecimento não está bem construído nas estruturas cognitivas dos participantes do grupo 01 e 02, porque cinco apresentaram discurso não elucidativo nas quatro etapas do jogo e dois não souberam elucidar o conceito investigado em três etapas. Com relação ao conceito de aleatoriedade, verificamos que os participantes utilizaram palavras diferentes em cada contexto de aplicação das etapas e dos níveis do jogo digital, apresentando distintos discursos, como de gênero científico, próximo do gênero científico, de senso comum, não elucidativo e elucidativo ao jogo. Depreende-se que os recursos didáticos digitais utilizados podem proporcionar aos estudantes compreenderem e apreenderem conteúdos de caráter microscópico e submicroscópico. Portanto, as etapas e os níveis do jogo digital poderão contribuir para que os sujeitos apreendam cientificamente os conceitos da teoria cinética dos gases, como também em outras áreas do conhecimento. / This research aimed to investigate whether licentiate in chemistry enunciate and understand the concepts of randomness and irreversibility present in Kinetic Theory of Gases, through the construction of steps of a digital game and its application after finalized. The participants were twenty-one academics in chemistry degree course of a federal technological university in Paraná, separated into: Group 01, 02 and 03. For the collection of data, each group, at certain times, answered questionnaires, prepared drawings and participated in semi-structured interviews. The development of the research was guided by a qualitative approach and some studies conducted by trough the ideas of Piaget. To process and analyze the data, we chose the principles of content analysis. From the content of the drawings built on the steps of digital game, it was found that the participants of group 01 and 02 sought to illustrate in some stage of the game, a homogeneous distribution approach of the system. In the drawings levels, we found that the majority (fourteen) of the participants took into account the experiences gained during the game because it changed the way to predict to some degree, the particle trajectories in the system; among the twenty-one subjects, only eight illustrated in the four levels of the game, the first predictions of collisions on the left side, reaching the established pattern analysis. The content obtained in the speeches of the participants, referring to the concept of irreversibility, it was found that this knowledge is not well built in cognitive structures of group members 01 and 02, because five had not been elucidated speech in the four stages of the game and two did not know how to elucidate the concept investigated in the three steps. Regarding the concept of randomness, we found that participants used different words in each application context of the stages and the digital game levels, with different speeches, as scientific genre, close to the scientific genus, common sense, not enlightening and instructive the game. It appears that digital teaching resources used can provide students understand and grasp microscopic and submicroscopic character content. Therefore, the steps and levels of the digital game can contribute to the subject scientifically seize the concepts of kinetic theory of gases, as well as in other areas of knowledge.

A ênfase deste t rabalho está vol tada à utilização da simulação computacional dentro do contexto do processo de desenvolvimento de produto. Foi utilizado o método dos elementos finitos para simular o teste de bancada que é realizado para val idar a resistência mecânica e a capacidade de absorção de energia de estruturas de proteção contra capotamento (EPCC) de t ratores agrícolas. Foi feita uma proposta de design de uma cabina para t ratores estreitos e a parti r dela foi executado o teste vi rtual para a sua validação. A simulação foi fei ta considerando as característ icas não lineares dos materiais, uma vez que a deformação atinge o regime plástico dos mesmos. Como a cabina é uma est rutura soldada relativamente complexa, foram feitas idealizações para se reduzi r o tempo computacional. De posse dos resultados vi rtuais, foi possível prever as regiões mais e menos solici tadas da estrutura sem a necessidade de real izar o teste real, propondo assim alterações de design e de materiais da cabina para tornar a absorção da energia de deformação mais eficiente. / The emphasis of this work is focused on the use of computer simulation within the context of product development. The finite element method was used to simulate the real test that is conducted to validate the st rength and energy absorption capacity of rollover protective st ructures (ROPS) of agricul tural tractors. From a design proposal of a cab to a narrow tractor, the test was performed to validate it . The simulation was made by adopt ing the nonlinear characteristics of the materials, since the deformation reaches the plastic regime. As the cab is a welded structure relatively complex, idealizations were made to reduce the computational time. With the results vi rtual , it was possible to predict the most and least requested regions of the st ructure without the need to run the real test, proposing design and material changes to make the absorption of strain energy more efficiently.