Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The nursing process is considered a methodological tool that allows nurses to prioritize the individuality of care and improve the quality of your care. However, the absence of their effective realization in various health services, especially in the fields of practice of students, can compromise learning. In this sense, the incorporation of teaching strategies using computational tools and the development of virtual learning environments has been proposed as a way to help overcome this difficulty. This study aimed to develop an educational tool of nursing process through the virtual web learning environment. It is a methodological research carried out in two stages. In the first stage was defined the operational model and was developed the virtual learning environment, containing phases of the nursing process organized in accordance with Resolution 358/2009 of COFEN. Even at this stage, they were built clinical cases for operation of the software. In the second stage it was carried out the internal and external quality validation of the virtual learning environment by experts in computer science and the content and usability evaluation by teachers and students of the nursing course. In the internal and external quality validation phase it was found that the virtual environment has the necessary infrastructure to carry out the duties involved. All features evaluated by computing science experts received approval percentages above 70%, and achieved their values for validation. As for the evaluation of software content, it was considered by most very suitable or completely appropriate teachers and students. Regarding usability, 100% of teachers and 66.7% of students considered the virtual environment easy to use. It is considered that the objectives of this study were achieved and the developed software can be used, making it an educational tool to support the classroom teaching of nursing process, and thus contributing to the teaching and learning of future nurses. / O processo de Enfermagem é considerado um instrumento metodológico que possibilita ao enfermeiro priorizar a individualidade do cuidado e melhorar a qualidade do seu atendimento. Porém, a ausência da sua efetiva realização em vários serviços de saúde, especialmente nos campos de prática dos estudantes, pode comprometer o aprendizado. Nesse sentido, a incorporação de estratégias de ensino utilizando ferramentas computacionais e o desenvolvimento de ambientes virtuais de aprendizagem vêm sendo propostas como forma de ajudar a superar essa dificuldade. Este estudo teve como objetivo desenvolver uma ferramenta de ensino do processo de Enfermagem por meio de ambiente virtual de aprendizagem web. Trata-se de uma pesquisa metodológica realizada em duas etapas distintas. Na primeira etapa foi definido o modelo de funcionamento e desenvolvimento do ambiente virtual de aprendizagem, contendo as fases do processo de Enfermagem organizadas em conformidade com a Resolução 358/2009 do COFEN. Ainda nessa etapa, foram construídos casos clínicos para operacionalização do software. Na segunda etapa foi realizada a validação da qualidade interna e externa do ambiente virtual de aprendizagem por especialistas em Computação, e a avaliação do conteúdo e da usabilidade, por docentes e estudantes do curso de Enfermagem. Na etapa de validação da qualidade interna e externa verificou-se que o ambiente virtual desenvolvido possui a estrutura necessária para realizar as funções propostas. Todas as características avaliadas pelos especialistas em Computação receberam percentuais de aprovação acima de 70%, e alcançaram os valores propostos para validação. Quanto à avaliação do conteúdo do software, foi considerado pela maioria dos docentes e estudantes muito apropriado ou completamente apropriado. Em relação à usabilidade, 100% dos docentes e 66,7% dos estudantes consideraram o ambiente virtual fácil de utilizar. Considera-se que os objetivos do presente estudo foram alcançados e espera-se que o software desenvolvido possa ser utilizado, tornando-se ferramenta educativa de apoio ao ensino presencial do processo de Enfermagem, e contribuindo, assim, para o ensino-aprendizagem dos futuros enfermeiros.

Orientador: Jose Andres Yunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:40:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AriostoSiqueira_D.pdf: 3970975 bytes, checksum: 7d1f1e04224af1b835486da199d18d00 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho criou-se uma ferramenta de simulação e modelos computacionais para estudo da carcinogênese a fim de se responder a perguntas biológicas pertinentes ao tratamento desta doença. Os modelos computacionais se basearam no modelo teórico de Evolução Somática e Invasão Mediada por Acidez, proposto por Gatenby e Gillies, e foi implementado em uma ferramenta desenvolvida pelo autor deste trabalho no âmbito deste projeto, o Tissue Simulator (TSim, www.i-genics.com). O modelo teórico de invasão mediada por acidez propõe que células tumorais possuem maior resistência a acidez, assim como produzem quantidade de ácido lático, originado da glicólise anaeróbica, suficiente para acidificar o meio extracelular, causando assim morte do tecido saudável por apoptose induzida por acidez, e facilitando a invasão do tecido saudável pelo tumor. Estudos experimentais, na literatura, mostraram que a administração de bicarbonato de sódio na água em ratos portadores de tumores reduz o número de metástases, o que seria uma indicação de que a hipótese sobre a importância da acidez na invasividade tumoral é válida. Neste estudo, criou-se um primeiro modelo computacional para testar se o aumento da concentração de bicarbonato no sangue poderia influenciar no gradiente de acidez entre o tumor (micrometástases) e o tecido saudável, e também identificaram-se as características físico-químicas de um tampão ideal a ser usado com esse propósito. O modelo teórico de Evolução Somática, adotado neste projeto, propõe que para que um tumor epitelial se torne invasivo, é necessário que suas células adquiram três fenótipos: hiperplasia, hiperglicólise e resistência a acidez. O segundo modelo criado neste trabalho consistiu na identificação de quais seriam os valores mínimos de hiperglicólise e resistência à acidez para o aparecimento da característica de invasividade em um tumor em desenvolvimento dentro de um duto epitelial (DCIS). Uma vez identificados os fenótipos mínimos para a invasão tumoral de um DCIS, restaria saber quais as mutações em enzimas ou transportadores específicos dessa via metabólica para que o dito fenótipo seja atingido. A título de exemplo de um estudo para responder perguntas desse tipo, fez-se uma análise comparativa da robustez do fluxo glicolítico em duas células distintas: uma levedura (S. Cerevisiae) e uma célula humana especializada (célula beta pancreática), cujas enzimas principais são reguladas por estratégias distintas. Este estudo foi implementado em uma ferramenta computacional disponível na literatura (Jarnac e Matlab) e resultou na publicação de um artigo. No todo, os resultados desta tese mostram que, com o uso de ferramentas computacionais e dados quantitativos da literatura, é possível criar modelos teóricoquantitativos que podem ser usados para validar teorias sobre fenômenos biológicos assim como extrapolar novas hipóteses e testá-las, integrando-se assim a modelagem computacional no processo de pesquisa científica / Abstract: In this work, we created a piece of software and computer models for studying carcinogenesis, in order to answer biological questions related to the treatment of this disease. The computer models were inspired in the theory of Somatic Evolution and Acid Mediated Tumor Invasion, proposed by Gatenby and Gillies, and were implemented in a tool developed by the author under the scope of this thesis, Tissue Simulator (TSim, www.i-genics.com). The theory of Acid Mediated Tumor Invasion proposes that cancer cells are more resistant to toxicity of an acidic environment that they help create by producing excess of lactic acid through anaerobic glycolysis. Acidification of the extra-cellular environment causes death of healthy tissue through acid-induced apoptosis and ultimately facilitates tumor invasion. Experimental studies, from literature, showed that administration of sodium bicarbonate in water to mice bearing tumors reduced the number of metastases, thus supporting the importance of acidity in tumor invasion. In this study a computer model was built to test if an increase in concentration of bicarbonate in blood serum could alter the pH gradient between the tumor (micrometastases) and halthy tissue, as well as to identify the chemical properties of and ideal buffer with this purpose. The theory of Somatic Evolution, proposes that epithelial tumor cells are submitted to environmental barriers and are selected for three main phenotypes: hyperplasia, hyperglycolysis and acid resistance. A second computer model was created in order to identify the minimum values of these phenotypes that allowed a DCIS to change into an invasive tumor. Once the minimum phenotypic values identified, one can study how mutations on specific enzymes can alter the flux of a metabolic pathway, such as glycolysis, to produce the altered phenotype. As an example of this, we performed a comparative study of robustness of glycolytic flux in two different cells: yeast (S. cerevisiae) and pancreatic human beta-cell, whose enzymatic regulatory strategies differ. This computer model was implemented on Matlab and Jarnac. Overall, our results show that the use of computational tools and quantitative data may be used to create theoretical-quantitative models that help adressing theories about biological systems, as well as to extrapolate and tes new hypothesis, integrating the approach of computational modeling in the scientific research process / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

A antropometria baseia-se na mensuração e análise quantitativa das variáveis dimensionais da morfologia humana e tem sido amplamente introduzida na clínica fonoaudiológica como método objetivo de análise facial. Por esta razão, torna-se de suma importância que alunos de graduação em Fonoaudiologia aprendam eficientemente essa técnica. A simulação tem sido muito utilizada como metodologia de ensino, por permitir a reprodução de uma situação real, facilitando o treinamento e o aprendizado de atividades práticas manuais, como é o caso das mensurações antropométricas orofaciais. O objetivo desse estudo foi desenvolver e adaptar recursos tecnológicos para o ensino em Motricidade Orofacial, especificamente no que se refere à análise facial, e avaliar a efetividade da simulação para o processo de aprendizado. Para isso, foi desenvolvido um tutorial interativo e adaptado o programa de computador Invivo5®, para servir como ambiente de aprendizagem simulado. Participaram da pesquisa 20 alunos do 2º ano de graduação em Fonoaudiologia, que haviam concluído a disciplina Motricidade Orofacial II, os quais foram divididos aleatoriamente nos grupos experimental e controle, e três fonoaudiólogos com experiência em Motricidade Orofacial e análise facial, que foram submetidos à calibração. Todos os alunos receberam o tutorial interativo para estudo. O grupo experimental fez o treinamento das medidas antropométricas faciais no programa Invivo5® e o grupo controle em indivíduos do próprio grupo. Após o estudo e treinamento, alunos e fonoaudiólogos fizeram a avaliação das mensurações de nove medidas antropométricas orofaciais de um mesmo sujeito, duas vezes. Os resultados da avaliação final e o tempo de execução das medidas, foram tabulados e submetidos ao Teste t pareado, o qual mostrou que não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos controle e experimental em nenhum análise. Apenas a medida do lábio inferior e o tempo de execução das medidas apresentaram significância na comparação do grupo dos profissionais com os alunos. Diante disso, o desenvolvimento de um tutorial interativo e a adaptação do programa Invivo5® para simulação foram utilizados como ferramentas tecnológicas para o ensino em Motricidade Orofacial, especificamente a análise facial. Foi comprovada a efetividade da simulação no processo de aprendizagem, uma vez que o estudo não apresentou diferenças entre os métodos de ensino tradicional e simulado, sendo ambos foram satisfatórios para o ensino. / Anthropometry is based on the measurement and quantitative analysis of the dimensional variables of human morphology and has been widely introduced in the Speech-Language practice as an objective method of facial analysis. For this reason, it is of the utmost importance that undergraduate students in Speech-Language Pathology learn this technique efficiently. Simulation has been commonly used as a teaching methodology, since it allows the reproduction of a real situation, facilitating the training and learning of practical manual activities, as the orofacial anthropometric measurements. The purpose of this study was to develop and adapt technological resources for teaching in Orofacial Myology, specifically regarding facial analysis, and to evaluate the effectiveness of the simulation for the learning process. For this, an interactive tutorial was developed and was adapted the Invivo5® computer program to serve as a simulated learning environment. Twenty students from the second year of Speech-Language Pathology at FOB/USP, who had completed the discipline \"Orofacial Myology II\", were randomly divided into groups experimental and control, and a third group, consisting of three experienced speech therapists in Orofacial Myology and facial analysis, which were submitted to calibration, participated in the study. All students received the interactive tutorial for study. The experimental group did the training of anthropometric facial measures in the Invivo5® program and the control group did it on each other. After the study and training, students and speech therapists evaluated the measurements of nine orofacial anthropometric measures of the same subject, twice. The results of the final evaluation and the execution time of the measurements were tabulated and submitted to the paired t-test, which showed that there was no statistically significant difference between the control and experimental groups in any analysis. Just the measurement of the lower lip and the execution times of the procedures presented significance in the comparison between the groups of professionals with the students. On this, the development of an interactive tutorial and the adaptation of the Invivo5® simulation program served as technological tools for teaching facial analysis in Orofacial Myology. The effectiveness of the simulation was proven in the learning process, since the study did not show differences between traditional and simulated teaching methods, both being satisfactory for teaching.

Este estudo teve como objetivo analisar e comparar o comportamento biomecânico de um implante de comprimento curto com um implante de comprimento padrão, no que diz respeito às tensões ósseas ao redor do implante. Foi considerado como variável o aumento da espessura óssea cortical, em dois tipos: fino e espesso. Os modelos de elementos finitos em três dimensões (3D) foram criados a partir de uma secção de mandíbula de 20 mm, referente ao segundo pré-molar, com um implante endósseo único inserido dentro do osso esponjoso com cortical fina de 0,5 mm e cortical espessa de 2,0 mm. Uma carga oclusal vertical de 100 N e uma carga oblíqua de 40 N foram aplicadas. Os ossos cortical e esponjoso foram considerados isotrópicos e linearmente elásticos e o critério de avaliação foi o de tensões de von Mises. O implante curto utilizado foi de 4,1 mm de diâmetro por 6,0 mm de comprimento, e o implante padrão de 4,1 mm de diâmetro por 10,0 mm de comprimento (ambos da marca Straumann®). A prótese sobre o implante foi composta por um pilar sólido de 5,5 mm de altura e por uma coroa de segundo pré-molar. Conforme as simulações pelo MEF, pôde-se concluir que: 1) O aumento da espessura óssea favoreceu uma melhor distribuição das tensões, registrando valores mais baixos na região cervical cortical. 2) O modelo de implante curto na situação de cortical espessa apresentou melhores resultados biomecânicos comparado com o modelo de implante padrão na situação de cortical fina. / The aim of this monograph was to analyze and compare the biomechanical behavior of a short length implant against a standard length implant, regarding stress distribution on the bone around the implant. Bone cortical thickness of the ridge was considered as thin and thick. The 3D finite element models were created of a 20-mm second premolar section of the mandible with a single endosseous implant embedded in cancellous bone with thin cortical of 0.5 mm and with thick cortical of 2.0 mm. A vertical occlusal load of 100 N and an oblique load of 40 N were applied. The cortical and cancellous bone were considered to be isotropic and linearly elastic Von Mises stress criterion was used for analysis. The short implant used was of 4.1 mm of diameter and 6 mm in length, and the standard implant was of 4.1 mm of diameter and 10 mm in length (both Straumann ®). The prosthesis on the implant consisted of a solid abutment of 5.5 mm in height and a crown of second premolar. Conclusions: 1) Increasing bone thickness favored a better stress distribution, showing lower values in the cervical cortical bone. 2) Short implants with thin cortical situations showed better biomechanical results compared to standard implants with thick cortical situations.

O presente estudo apresenta o desenvolvimento de uma Bomba de Sangue Ápico Aórtica (BSAA) para uso como dispositivo de assistência ventricular esquerda. A BSAA é um dispositivo que já se encontrava em desenvolvimento antes do início deste trabalho e o ponto de partida deste estudo foi a realização de ensaios In Vivo. Os ensaios In Vivo foram realizados em porcos (Landrace, sem gênero definido e massa de 45 a 90 Kg) o tempo de pós-operatório programado foi de 6 horas. Ao total foram realizados 7 experimentos, sendo que um dos experimentos não foi incluso na análise dos resultados devido a complicações na cirurgia. Em três experimentos, as 6 horas de pós-operatório foram cumpridas, em 1 experimento, o animal veio a óbito após 5h30 e em dois experimentos o animal veio a óbito antes da BSAA entrar em uso. Através dos ensaios In Vivo, foi possível implementar diversas melhorias no dispositivo, principalmente no sistema de conexão das cânulas. Foi realizado um ensaio para determinar a geometria de topo da cânula de entrada, mostrando que o modelo com cânula tubular simples é o mais adequado. Em um ensaio de durabilidade foram observadas duas falhas: o desacoplamento do rotor por desgaste do pivô inferior do mancal e uma fratura no eixo do mancal. A fratura no eixo foi analisada por uma simulação computacional. Foi proposta uma modificação no eixo do mancal para eliminar uma região com acúmulo de tensões. Para solucionar o degaste do pivô inferior foi proposta uma modificação na topologia do estator que, deixando de ser axial e se tornando radial. Para verificar o efeito do estator radial na redução do desgaste no mancal foi realizado um ensaio de desgaste, este ensaio mostrou a influência da carga no mancal em relação ao desgaste e serviu para fundamentar a implementação do estator radial. O protótipo da BSAA com estator radial foi construído. Neste modelo, foi possível reduzir o tamanho do dispositivo. Os resultados do ensaio para determinar o Índice Normalizado de Hemólise (INH) do modelo com estator radial mostraram que um INH clinicamente satisfatório. O estudo do desempenho hidrodinâmico do modelo com estator radial mostrou que o dispositivo é capaz de gerar pressão e fluxo para seu uso na assistência ventricular esquerda. Os resultados deste trabalho permitiram aprofundar o conhecimento sobre o desempenho da BSAA em condições reais de uso, possibilitando a melhoria do dispositivo e redução do desgaste visando seu uso em terapias de longo prazo. / This study presents the development of an Apico-Aortic Blood Pump (AABP) a left ventricle assist device. AABP is a device that was already in development before the beginning of this research and the starting point were Acute In Vivo experiments. The In Vivo experiments were performed in pigs (Landrace, gender not defined and weight 45 to 90 Kg), post operatory time was 6 hours. 7 experiments were performed and one of them was not included in the data analysis due to complications in the surgical procedure that lead to animal\'s early death and thus its exclusion. In 3 experiments, the 6 hours of post operatory were achieved, in one experiment the animal died after 5h30 minutes and in two experiments, the animal died before AAPB implantation. These In Vivo experiments allowed AAPB improvement mainly in the connection system. A study to select the edge geometry of the inlet cannulae was performed, the results appointed that a tube shape cannulae model would be more appropriated for the device ease implantation. In the durability test two failures occurred: rotor decoupling due to wear in the lower pivot of the bearing system and a fracture in the bearing axis. The fracture in the bearing axis was further studied by computer simulation, which results lead to a modification in the axis geometry to eliminate a region with accumulated tension. To solve wear problem in the lower pivot, a stator topology modification was explored, AABP\'s stator would became radial instead of axial as it was in the original model. In order to verify the effect of the radial stator in reducing wear on the lower pivot, a wear test was performed. In this test, the influence of load on the wear production rate was observed and the results appointed that reducing the load would reduce the wear. These results were the basis for stator change to the radial topology. An AAPB prototype with the radial stator was constructed and this model had lower dimensions than the original model with axial stator. Normalized Index of Hemolysis (NIH) obtained with the prototype with the radial stator was in the clinically satisfactory limit. Hydrodynamic performance of the model with the radial stator indicated that this device could provide pressure and flow for its use as a left ventricle assist device. Results from this thesis allowed a deeper knowledge from AABP performance in real use conditions, which lead to the improvement of the device and through this study was possible to know and implement features aiming to enhance AAPB\'s durability for its use in long-term therapies.

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:11:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suse_Roberto_M.pdf: 6029158 bytes, checksum: 0a46cab6e6d5a63e2adc86fb686afb8a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A qualidade da água potável transportada em uma rede de distribuição deve ser monitorada para identificar condições que possam comprometer a saúde da população atendida. Este monitoramento deve servir como um mecanismo para detectar a ocorrência de problemas de contaminação da água em seus primeiros estágios. As estações devem ser localizadas de forma a garantir a representatividade espacial e temporal da rede monitorada, ou seja, a análise dos pontos monitorados deve permitir avaliar a qualidade da água de toda a rede de distribuição ao longo do tempo. Diversos pesquisadores mencionam a necessidade em utilizar a modelagem matemática associada aos programas computacionais que simulam o comportamento da água nas redes para identificar a quantidade e os melhores locais para as estações de monitoramento. Entretanto, a aplicação destas ferramentas, para descrever o comportamento hidráulico e qualitativo da água nas redes de distribuição, pode ser considerada útil se e somente se as vazões, o sentido do escoamento e a demanda de água na rede de distribuição forem avaliados. Por estas razões, o objetivo deste trabalho de mestrado foi o desenvolvimento de uma ferramenta computacional com o intuito de contribuir nas investigações relacionadas ao importante tema da qualidade da água transportada pelas redes de distribuição. A ferramenta computacional foi baseada no conceito de cobertura de demanda, contém rotinas de otimização decorrente do algoritmo genético e foi acoplada ao simulador hidráulico EPANET. Para a avaliação da ferramenta computacional, foram estudadas duas redes hipotéticas de distribuição de água. A primeira é composta por três reservatórios de nível fixo, quinze pontos de consumo e vinte e três tubulações. Foi verificada a relação entre a variação da demanda de água e critério de fração de água sobre o conjunto ótimo de estações de monitoramento sugerido pela ferramenta computacional. A segunda é composta por um reservatório de nível fixo, dezenove pontos de consumo e trinta e quatro tubulações. Foi avaliada a quantidade mínima de estações de monitoramento necessárias para fazer a cobertura de toda a rede de distribuição de água. Os resultados obtidos corroboram a viabilidade da proposição do conceito de cobertura de demanda. Evidencia-se que a localização adequada das estações de monitoramento deve ser obtida após análise da rede de distribuição de água ao longo de um dia típico de funcionamento / Abstract: The quality of drinking water transported in a water distribution system must be monitored to identify conditions that may compromise the health of the population supplied. This monitoring should be a mechanism to detect the occurrence of trouble of water contamination in early stages. The stations must be located in order to ensure spatial and temporal representation of water in the network, i.e., the analysis of the samples must allow assessment of water quality throughout the distribution network over time. Several researchers talk about the need of using mathematical models associated with computer programs (that simulate the behavior of water in the networks) to identify the quantity and the best places for monitoring stations. However, the application of these tools to describe both the hydraulic and water quality behavior in water distribution networks can be useful if the flow rates, the flow direction and water demand have been quantified. For these reasons, the aim of this master degree work was the development of a computational tool in order to contribute to the investigation about the important theme of water quality transported into the water distribution networks (WDN). The computational tool was based on the concept of coverage demand, it includes optimization routines that are deriving of genetic algorithms and it was linked up to the hydraulic simulator EPANET. For the evaluation of the computational tool, two hypothetical water distribution networks (HWDN) had studied. The first one consists for three tanks with fixed level consumption, fifteen junctions and twenty three pipes. It was checked the relationship out between the variation of water demand and water fraction criteria under the optimal set of monitoring stations suggested by the computational tool. The second one consists for one tank with fixed level consumption, nineteen junctions and thirty four pipes. It was evaluated the minimum amount of monitoring stations required to cover the entire HWDN. The results support the feasibility of the proposition of coverage demand concept. Evidently, the adequate location of monitoring stations must be getting after anaysis of the WDN over a typical day of operation / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Siome Klein Goldenstein, Jacques Wainer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_RenatoSchattanPereira_M.pdf: 864445 bytes, checksum: 8f57902047a23925af4b81fa0d7f3188 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O trânsito é um problema cada vez maior nas cidades, consumindo recursos e agravando a poluição; em São Paulo perdem-se cerca de R$33 bilhões por ano por causa do trânsito. Neste trabalho de mestrado desenvolvemos um sistema que une as áreas de simulação de multidões e planejamento probabilístico para otimizar semáforos de tempo fixo. Essas duas áreas apresentam algoritmos que permitem soluções eficientes para os problemas, mas a sua aplicação ainda depende largamente da intervenção de especialistas no problema a ser estudado, seja descrevendo o problema de planejamento probabilístico, seja interpretando os dados devolvidos pelo simulador. Nosso sistema diminui essa dependência ao utilizar autômatos celulares para simular o tráfego e gerar informações que são então utilizadas para descrever o problema de planejamento probabilístico. Com isso podemos: (i) reduzir a necessidade de coleta de dados, que passam a ser gerados pelo simulador e (ii) produzir bons planos para o controle de semáforos de tempo fixo sem que seja necessária a intervenção de especialistas para a análise dos dados. Nos dois testes realizados a solução proposta pelo sistema diminuiu o tempo médio de percurso em 18:51% e 13:51%, respectivamente / Abstract: Traffic is an ever increasing problem, draining resources and aggravating pollution. In Sao Paulo, for instance, financial losses caused by traffic represent a sum of about R$33 billions a year. In this work we've developed a system that puts together the areas of Crowd Simulation and Probabilistic Planning to optimize fixed time traffic lights. Although both areas present good algorithms their use is limited by their reliance on specialists, whether to describe the probabilistic planning problem or to analyze the data produced by the simulations. Our approach contributes to minimize this dependence by using cellular automata simulations to generate the data that is used to describe the probabilistic planning problem. This allows us to: (i) reduce the amount of data collection, since the data is now generated by the simulator and (ii) produce good policies for fixed time traffic light control without the intervention of specialists to analyze the data. In the two tests performed the solution proposed by the system was able to reduce travel times by 18:51% and 13:51%, respectively / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Luiz Otávio Saraiva Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T05:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gasparoto_HenriqueFagundes_M.pdf: 20120157 bytes, checksum: 1a0b108d3b6380d0ca446e17b2bc749b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Motivado pelo projeto de dispositivos magnetomecânicos, este trabalho consiste na modelagem e simulação macroscópicas de corpos constituídos de materiais magnéticos, em frequência nula, representados por arranjos de dipolos magnéticos elementares em interação mútua, baseando se no método das fontes equivalentes (ESM, Equivalent Source Methods). O objetivo de modelagem e simulação se divide basicamente: na determinação do campo magnético - inclusive com o traçado das linhas de indução magnética; na determinação da força magnética e na obtenção do torque magnético sobre os corpos. A solução da força magnética e do torque magnético garante o elo de interação do magnetismo com a mecânica, permitindo assim o estudo de dispositivos magnetomecânicos tais como acoplamentos e mancais magnéticos passivos. Os corpos contemplados no estudo são do tipo ímã permanente ferromagnético mole paramagnético ou diamagnético. Um simulador denominado DipMag foi implementado em MATLAB®. Casos de sistemas magnetostáticos foram reproduzidos para a validação do simulador. Foram considerados sistemas com modelos algébricos, um sistema com modelo fenomenológico, e sistemas com modelos numéricos, inclusive com o uso do software FEMM. Constam casos como a determinação da força e torque magnético entre ímãs paralelepipedais, atração entre ímã e corpos ferromagnético mole e paramagnéticos, e a repulsão entre ímã e corpo diamagnético. Em especial, na modelagem e simulação para comparação com o caso experimental, onde um ímã paralelepipedal foi utilizado, obteve-se a polarização magnética equivalente com o uso de um medidor de campo magnético (Gaussmeter ou Teslameter) juntamente com formulação analítica (modelo de Coulomb). Diante das comparações o simulador DipMag foi bem sucedido na determinação do campo magnético externamente aos corpos, na obtenção da força magnética e do torque magnético sobre os corpos. Tendo em vista a forma adotada de representação magnética dos corpos, com a discretização em dipolos magnéticos dispostos em esferas, espera-se que o simulador DipMag possa evoluir da simulação estática para a simulação dinâmica, inclusive com acoplamento a métodos de partículas (por exemplo o DEM, Discrete Element Method). Contudo, espera-se ainda que, no futuro, o desempenho do DipMag seja melhorado com o uso do FMM (Fast Multipole Method) e com o processamento paralelo em GPU's / Abstract: Aiming magnetomechanical devices projects, this master thesis approaches the modeling and macroscopic simulation of bodies composed by basic magnetic materials at null frequency, represented by arrays of elementary magnetic dipoles in mutual interaction, based on the equivalent sources method (ESM). The objectives are: determination of the magnetic field - including mapping of magnetic induction lines, and computation of force and magnetic torque on bodies. The solution of force and magnetic torque ensures the interaction bond between magnetism and mechanics, allowing the study of magnetomechanical devices such as passive magnetic bearings and couplings. The kinds of materials included in this study are: permanent magnets, soft ferromagnetic, paramagnetic or diamagnetic. A simulator called DipMag was implemented in MATLAB®. Cases of magnetostatic systems were reproduced to validate the simulator. Were considered: systems with algebraic models, phenomenological models and numerical models, including the use of the FEMM simulator. Were studied the determination of force and magnetic torque between parallelepipedal magnets, the attraction between a magnet and a soft ferromagnetic and a paramagnetic bodies, and repulsion between a magnet and a diamagnetic body. When in modeling and simulating for comparing our method to the experimental case where a parallelepipedal magnet was used, its equivalent magnetic polarization was calculated from measumerents using a magnetic field meter (Teslameter or Gaussmeter) together with analytical formulation (Coulombian model). Our DipMag simulator was successful on determining magnetic field outside the bodies, obtaining the magnetic force and torque on the magnetic bodies. The method used for representing the magnetic bodies by magnetic dipoles in spheres, opens a pathway for DipMag simulator evolution, from static simulation to dynamic simulation, including the coupling with particle methods like DEM (Discrete Element Method). And it is expected that the DipMag simulator performance can be improved by using FMM (Fast Multipole Method) with parallel processing on GPU's (Graphics Processing Unit) / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Charlles Rubber de Almeida Abreu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_TiagoDias_M.pdf: 4166409 bytes, checksum: 78baf81dcc9cf9d746302c21e813f9e2 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O estudo a nível microscópico do Equilíbrio Sólido-Líquido (ESL) só se desenvolveu a partir do século XX e ainda existem aspectos de tal fenômeno que não são bem compreendidos, mesmo para os sistemas mais simples. Por esse motivo, é necessário que métodos eficientes para simular diretamente o ESL sejam formulados. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver e implementar Métodos Monte Carlo Multicanônicos para simular o ESL de sistemas de Lennard-Jones e, então, avaliar a aplicabilidade de tais métodos com base na sua eficiência. Primeiramente, buscou-se melhorar os resultados do método desenvolvido por Muguruma e Okamoto (2008), que visava amostrar a energia do sistema uniformemente e o volume com probabilidade de Boltzmann, enquanto mantinha-se fixo o número de partículas da caixa de simulação cúbica. Em seguida, uma nova abordagem foi proposta, cuja principal característica é não restringir o formato da caixa, embora a amostragem fosse realizada da mesma forma. Em ambos os métodos, a densidade de estados do sistema foi estimada usando a técnica da matriz de transições e uma abordagem de paralelização das simulações foi empregada a fim de se obter uma amostragem mais efetiva. Os resultados obtidos com o primeiro método mostraram que uma simulação como essa depende significativamente do número de partículas. Além disso, a amostragem dos estados de energia ficou presa na fase sólida. Já os resultados obtidos com a nova metodologia foram ligeiramente melhores que os obtidos com o método anterior. A amostragem para o sistema com o menor número de partículas foi equivalente para as duas fases em questão. No entanto, as simulações com sistemas maiores apresentaram o mesmo problema apontado no método anterior. A princípio, sugeriu-se a existência de uma transição polimórfica. No entanto, simulações na fase sólida com a nova metodologia apontam o contrário. Apesar dos resultados insatisfatórios, este trabalho se constitui em um passo importante no estudo de um tema complexo, que é a previsão de Equilíbrio Sólido-Líquido utilizando métodos de simulação direta / Abstract: The study at the microscopic level of Solid-Liquid Equilibrium (SLE) was only developed in the 20th century and still exist some aspects of this phenomenon that are not well understood, even for the simplest systems. Therefore, it is necessary the development of efficient methods to directly simulate the SLE. The main objective of this work was to develop and implement Multicanonical Monte Carlo methods to simulate the SLE of the Lennard-Jones system and then evaluate their applicability based on efficiency. First, we sought to improve the performance of a method used by Muguruma and Okamoto (2008), which aimed to sample the system energy uniformly and the volume with the Boltzmann probability, while keeping fixed the number of particles in a cubic simulation box. Then a new approach was proposed, whose main feature was let the shape of the box free, although the sampling was performed in the same way. In both methods, the density of states of the system was estimated using the transition matrix technique and an approach for parallelization of the simulations was employed to obtain a more effective sampling. The results obtained with the first method showed that such a simulation depends on the number of particles present in the system. Moreover, the sampling of energy states got stuck in the solid phase. The results obtained with the new method were slightly better than those obtained with the previous method. The sampling for the system with the lowest number of particles was equivalent for the two phases concerned. However, simulations with larger systems presented the same problem of the previous method. At first, it was suggested the existence of a polymorphic transition. However, simulations in the solid phase with the new methodology show the opposite. Despite the unsatisfactory results, this work constitutes na important step in studying a complex subject, which is the prediction of Solid-Liquid Equilibrium using direct simulation methods / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: José Roberto Nunhez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T14:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Merendino_EdyMaicon_M.pdf: 4244405 bytes, checksum: c56623b83b7e229872966885f5e9eca5 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As embalagens cartonadas assépticas para alimentos são comuns em nosso dia-a-dia. Tais embalagens são compostas por três materiais: papel, polietileno de baixa densidade e alumínio. Seu processo de reciclagem se dá em duas etapas sucessivas: a reciclagem do papel e a posterior reciclagem do composto de polietileno e alumínio. Durante a primeira etapa de reciclagem, um percentual das fibras de papel não é retirado do composto de polietileno e alumínio o que pode comprometer a qualidade de produtos feitos a partir da reciclagem deste composto. Para a extração do papel residual foi desenvolvido de maneira empírica um equipamento centrífugo em escala industrial. Visando o estudo do funcionamento deste equipamento fez-se a simulação deste usando o método dos elementos discretos (DEM). O primeiro passo foi a determinação de parâmetros físicos e de interação através de experimentos práticos e respectivas simulações computacionais para a calibração de um modelo, o qual foi conseguido de maneira satisfatória. Uma vez tendo o modelo calibrado, foram realizadas simulações com diferentes geometrias para o rotor e parte estática deste equipamento buscando levantar hipóteses para o entendimento do funcionamento do equipamento. Os resultados para diferentes especificações foram comparados e discutidos / Abstract: Milk and beverages carton packages are very common in our lives. These packages are made of three different materials: paper, low density polyethylene and aluminium. The recycling process of these packages takes place in two successive stages: the recycling of paper and the subsequent recycling of polyethylene and aluminium composite. During the first stage of recycling a percentage of the paper is not removed from the composite of polyethylene and aluminium which can compromise the quality of products made from recycling of this composite. An industrial-scale centrifuge equipment was developed empirically for extraction of residual paper. In order to study the operation of this equipment, it was made its simulation using the discrete element method (DEM). The first step was set-up of physical and interaction parameters through practical experiments and computer simulations to calibrate a model, which was achieved satisfactorily. Once the model was calibrated, simulations were performed with different geometries for rotor and static body of this equipment seeking hypotheses in order to understand equipment operation. The results for different specifications were compared and discussed / Mestrado / Processos em Tecnologia Química / Mestre em Engenharia Química