Orientador: Norian Marranghello / Banca: Nobuo Oki / Banca: Wang Jiang Chau / Resumo: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma arquitetura reconfigurável estaticamente, de um elemento de processamento (MPH) para o ambiente de simulação de circuitos ABACUS. Este elemento de processamento consiste de um conjunto de unidades funcionais que podem ser relacionadas por meio de algumas palavras de controle armazenadas na ROM, e cuja interconexão pode ser alterada para que o hardware de processamento se adapte ao modelo do elemento de circuito a ser simulado. O projeto foi descrito em linguagem VHDL e simulado com o auxílio do software QUARTUS II. / Abstract: The aim of this work is the development of a statically reconfigurable architecture, of a processing element (MPH) for the ABACUS circuit simulation environment. This processing element consists of a set of functional units that can be related by means of some control words stored in the ROM, and whose interconnection can be modified so that the processing hardware be adapted to the model of the circuit element to be simulated. The project was described in VHDL, and simulated with the aid of Quartus II software. / Mestre

Orientador: Paulo Milton Barbosa Landim / Resumo: Reservatórios formados pela construção de barragens causam impactos significativos sobre diversos aspectos ambientais de uma bacia hidrográfica. Durante o enchimento do reservatório um sistema de fluxo transitório é induzido em suas áreas marginais. Como as cargas hidráulicas nas bordas do reservatório sofrem elevação, ocorrem inversões nas direções de fluxo e temporariamente se estabelece um fluxo do reservatório para o sistema aqüífero. O resultado final do reajuste transitório inicial é uma alteração permanente, a longo prazo, do regime hidrogeológico regional. Os níveis d'água são elevados, as cargas hidráulicas do aqüífero são aumentadas, porém os gradientes hidráulicos são suavizados, provocando a elevação e o aplainamento da superfície potenciométrica, com redução das descargas de base nos exutórios naturais em relação à situação original. É objeto deste trabalho o desenvolvimento de procedimentos para avaliação dos impactos da formação do reservatório sobre a superfície potenciométrica do aqüífero livre, utilizando modelos numéricos com a introdução de uma abordagem geoestatística, tanto por krigagem como por simulação estocástica, no tratamento dos dados de campo. O local escolhido para a realização deste trabalho foi a cidade de Pereira Barreto (SP), situado na margem do atual reservatório da Usina Hidrelétrica de Três Irmãos, no baixo Rio Tiête, considerando informações e dados do monitoramento sistemático (poços e piezômetros) realizados na área, durante os anos de 1987 a 2001. Do ponto de vista metodológico a execução do presente estudo comprovou a viabilidade e a adequação da Geoestatística associada à modelagem matemática com fins previsionais, em escala local, para a avaliação das modificações induzidas na superfície potenciométrica do aqüífero livre após a implantação de reservatórios. / Abstract: Hydropower reservoirs result in significant environmental impacts in the context of hydrographic basins. During the infillment of the reservoir, a transient flow system is induced in its surroundings. Also the hydraulic heads are raised in the edges of the reservoir resulting in a change of the flow direction, in such a way that after the complete fulfillment, the underground water will flow from the reservoir to the aquifer. The outcome of this inicial transient readjustment is a long-run permanent change in the hydrogeologic regional system. This way, the water levels are raised and the hydraulic heads of the aquifer are increased. On the other hand, the hydraulic gradients are alleviated resulting in an elevation followed by a flattening of the potentiometric surface as the basement discharge of the natural exutories reduce as compared to the original situation. This study aims to develop procedures to assess the impacts of the Três Irmãos' hydropower reservoir on the potentiometric surface of the free aquifer in the flooded area in the lower Tietê river valley using numerical model with a geostatistical approach of the data. Both krigiage and stochastic simulation of the underground water circulation system were applied in this context. Data and information generated by the systematic monitoring of both well and piezometers, gathered from 1987 to 2001, were taken into account in this geostatistical analyses. From the methodological standpoint, the undertaking of this study showed the adequacy and viability of using geostatistics coupled with mathematical modelling as tools for local level assessments of induced changes in the potentiometric surfaces of the free aquifers after the fulfillment of the reservoirs. / Doutor

Orientador: Marcílio Vieira Martins Filho / Banca: Zigomar Menezes de Souza / Banca: Renato Farias do Valle Junior / Banca: João Antonio Galbiatti / Banca: Jose Marques Junior / Resumo: O escoamento superficial da água provoca o transporte dos nutrientes do solo, quando este encontra-se com a superfície desprotegida de cobertura. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as possíveis relações entre posições do relevo, erosão em entressulcos e seus reflexos nas perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes em área cultivada com a cultura de cana-de-açúcar submetida à colheita mecanizada. Parcelas experimentais foram submetidas à ação de uma chuva simulada com intensidade de 60 mm h-1, durante 65 minutos. Foram feitas análises do sedimento erodido para determinar perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes. Houve maiores perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes no sedimento das parcelas com 0% e 25% de cobertura por palha de cana-de-açúcar. Em média, as perdas no sedimento erodido foram significativamente reduzidas nas parcelas com 75% e 100% de cobertura por resíduos de palha de cana-de-açúcar. Na perda de água, observou-se que houve diferenças estatísticas das médias dos níveis de cobertura 0% e 25% em relação aos demais (50%, 75% e 100%) em todas as posições da vertente. No topo, a diferença do maior valor (168.600 L ha-1) para o menor valor (120.300 L ha-1) foi de 48.300 L ha-1. Os resultados permitem concluir que acima de 50% da cobertura com palhada, na área estudada, reduz a perda de solo e matéria orgânica, e a concentração de nutrientes no sedimento erodido / Abstract: The water superficial drainage provokes the transport of soil nutrients especially in unprotected surfaces. The present work had as objective to evaluates the possible relationship between positions in a relief and soil losses induced by erosion in an area cultivated with the sugarcane under mechanized harvest. The studied plots were submitted to simulate rain events with intensity of 60 mm h-1, for 65 minutes. The analyses of eroded sediments in terms of volume, soil losses, organic matter and nutrients were conducted. There were larger sediment losses at plots with 0% and 25% of sugarcane crop residues cover. On average, the losses in the eroded sediment were significantly reduced in the portions with 75% and 100% surface residues covering. In terms of water loss it was also observed significant differences between 0% and 25% to the others (50%, 75% and 100%) in all positions in the slope. In the top the difference of the largest value 168,600 L ha-1 for the smallest value 120,300 L ha-1 it was of 48,300 L ha-1. The results points that 50% of crop residues covering would reduce soil losses, including organic matter and nutrients / Doutor

Orientador: Konstantin Georgiev Kostov / Co orientador: Mario Ueda / Banca: Milton Eiji Kayama / Banca: Rogério Pinto Mota / Banca: Munemasa Machida / Banca: Joaquim José Barroso de Castro / Resumo: Implantação iônica por imersão em plasma com campo magnético (3IPCM) foi investigada usando técnicas numéricas e experimentais. O campo magnético considerado é essencialmente não uniforme e é produzido por duas bobinas magnéticas posicionadas ao redor da câmara de vácuo. O estudo é centrado na análise do efeito de dois dos parâmetros mais importantes: tensão e pressão no processo 3IPCM. Outro tema importante como a dinâmica dos elétrons secundários foi também abordado neste trabalho. Neste contexto, o processo 3IPCM foi pesquisado inicialmente usando o código computacional KARAT. Os resultados numéricos mostraram um incremento da densidade do plasma ao redor do alvo durante a variação dos parâmetros de tensão, pressão e campo magnético considerados. Como consequência deste aumento, um incremento da densidade de corrente iônica sobre o alvo foi observado. Os resultados numéricos mostraram que o sistema de campos cruzados E×B intensifica o processo 3IPCM. Posteriormente, 3IPCM foi realizado experimentalmente. Resultados experimentais mostraram que a densidade de corrente foi incrementada em aproximadamente 100 % em relação ao caso sem campo magnético quando os parâmetros externos foram variados. Todos estes resultados numéricos e experimentais são explicados através do mecanismo de ionização do gás por colisão com os elétrons magnetizados realizando movimento de deriva em campos E×B. Finalmente, para analisar os efeitos do processo 3IPCM no tratamento de materiais foram realizados implantações em amostras de silício. Os resultados mostraram que o processo 3IPCM promove mudanças nas propriedades superficiais das amostras, tornando-as hidrofóbicas. Esta técnica mostra ser atrativa posto que foi possível incrementar a dose e a profundidade de implantação em alta tensão. / Abstract: Plasma immersion ion implantation (PIII) with magnetic field has been investigated using numerical and experimental methods. The magnetic field in consideration is essentially non-uniform and is generated by two magnetic coils installed outside the PIII vacuum chamber. The study is focused on analysis of the effect of two of the most important process parameters: voltage and gas pressure on the PIII with magnetic field. Another important subject such as the dynamics of secondary electrons has also been considered in this work. In this context, the PIII process with magnetic field has been initially analyzed numerically using the 2.5D computer code KARAT. The numeric results have shown an increase of the plasma density around of the target in the range of the considered parameters, voltage, pressure and magnetic field. As consequence of this an enhancement of the ion current density on the target was observed. The simulation results have demonstrated that the system of crossed E×B fields intensifies the PIII process with magnetic field. Later, the PIII process with magnetic field has been carried out experimentally. Experimental results have shown an increase of the current density in about 100 % in relation to the case without magnetic field when the external parameters have been varied. The numerical and experimental results are explained through the mechanism of gas ionization by collision with electrons drifting in crossed E×B field. Finally, to analyze the effect of the PIII process with magnetic field in material treatment implantation in Silicon samples has been carried out. The results indicate that the PIII process with magnetic field promotes changes of the samples surface properties, turning them hydrophobic. This PIII technique is attractive since it can increase the dose and the depth of implantation at high voltage. / Doutor

Orientador: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Julio Ricardo Sambrano / Banca: Antonio Caliri / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Compreender como a sequencia de aminoácidos de uma proteína determina a sua funcionalidade biológica é de grande importância conceitual e prática como, por exemplo, no projeto de novas drogas. As proteínas consistem em polipeptídios composta por 20 L- aminoácidos diferentes, (formados pelos átomos de hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio) ligados por ligações peptídicas. O que torna as proteínas diferentes não é o número de aminoácidos, mas a sequencia deles na cadeia polipeptídica. No presente trabalho, apresentamos uma simulação computacional, com modelo simples, para a enumeração exata de todas as conformações possíveis em uma rede de todas as conformações possíveis em uma rede quadrada para n = 1 a 17 monômeros. Resultados mostram que 2.155.667 conformações diferentes são possíveis. Neste trabalho, confirmamos estes resultados e atribuímos aos sítios da rede quadrada os monômetros no modelo que foram usados para computar o número de contatos entre os monômeros, distribuição da energia configuracional, distância em relação a frequencia relativa de todas as conformações, contato topológico de longo alcance, aplicamos e comparamos os resultados das simulações do modelo com sequencia de Epitopos. / Abstract: The understanding of how the amino acids sequence determine the protein biological funtionality is one of the most practical and conceptual challenge as, for example, in the development of new drugs. The protein molecule consist of a long chain of polupeptides composed of 20 different amino acids (essentially formed by carbon, oxygen, nitrogen, and hydrogen atoms) linked together by peptide chemical bonds. What makes proteins different is not the number of amino acids in the chain but the amino acid sequence along the chain. In the present a computer simulation of a simple protein model, using the techinique of exact enumeration over all the possible conformations in the square lallice to a sequence of n = 1 to 17 monomers. The results indicate that we can found 2.155.1667 different possible conformations. We present the results for the Cartesian coordinates of all the monomers along the chain and computed the monomer-monomer contacts, the configurational energy, the long-range topological contact and a possible application of the HP model for a variety of epitopes sequences. / Mestre

Orientador: Hélio Aparecido Navarro / Banca: Paulo Cesar Razuk / Banca: Luben Cabezas Gomez / Resumo: No presente trabalho desenvolve-se um estudo de modelagem matemática e simulação numérica do escoamento gás-sólido em um leito fuidizado borbulhante. É apresentado o modelo hidrodinâmico, A, para escoamentos bifásicos gás-solido considerando a Teoria Cinética dos Escoamentos Granulares. É usado o modelo Euleriano de duas fases separadas considerando a modelagem do tensor das tensões da fase sólida através do atrito entre as partículas e da teoria cinética dos escoamentos granulares. O código fonte MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) desenvolvido no NETL (National Energy Technology Laboratory) é utilizado para as simulações numéricas. Os resultados de simulação são obtidos resolvendo a temperatura granular algebricamente ou através de uma equação diferencial parcial. Obtêm-se resultados mais realísticos no uso da EDP com condição de contorno de deslizamento parcial na parede. Uma variação no diâmetro das partículas (partículas do grupo B e do grupo A/B) é investigada, concluindo-se que deve ser acrescentado ao código MFIX outros parâmetros físico para simulações com partículas do grupo A/B. / Abstract: In the present work is described a mathematical model and numerical simulation of gas-solid flow in the bubbling fluidized bed. It is presented the hydrodynamic model, A, for gas-solid flow considering the Kinetic Theory of Granular Flows. It is used the two fluids Eulerian model where the solid phase stress tensor is modeled considering the friction between the particles and the kinetic theory of granular flows. The code MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) developed in NETL (National Energy Tecnology Laboratory) is used for numerical simulations. The results are obtained with the compute of the granular temperature using a partial differential equation or an algebraic expression. It was obtained more realistic results when is used a PDE with boundary conditions of the partial slip. A variation in the diameter of the particles (particles in Group B and Group A/B) it is analyzed. It is also concluded that should be added to the code MFIX other physical parameters for simulations with particles of group A/B. / Mestre

Orientador: Ailton Akira Shinoda / Banca: Cláudio Kitano / Banca: Ruy Oliveira / Resumo: Este estudo provê uma análise de redes infraestruturadas (com e sem fio), usando o simulador de redes de computadores Network Simulator. Este simulador oferece suporte à simulação de um grande número de tecnologias de rede, fazendo um detalhamento de suas características e funcionalidades, por meio da implementação de modelos de sistemas de redes, mostrando resultados de simulações. No decorrer deste estudo, serão abordados três tipos de redes de acesso sem fio, para avaliação de desempenho, iniciando com uma topologia de rede simples e sem nenhuma mobilidade do usuário, estendendo para uma topologia de rede intermediária, em que o usuário terá mobilidade restrita até uma topologia de rede complexa e sem nenhuma restrição de mobilidade para o usuário. O primeiro tipo de rede, "Rede de Acesso Sem Fio e Sem Mobilidade", terá uma topologia de rede simples infraestruturada e sem mobilidade dos nós, composta por um nó cabeado, cinco estações base e vinte nós sem fio. O objetivo é avaliar o desempenho da rede em função da vazão média e instantânea na transmissão de notícias em tempo real e o comportamento da rede em função da vazão média na transmissão de arquivos dentro de uma intranet. Já o segundo tipo de rede, "Rede de Acesso Sem Fio e com Mobilidade Restrita" (movimentação dos nós em uma única direção), a topologia de rede intermediária infraestruturada, será composta por um nó cabeado, seis estações base e sessenta nós sem fio. A finalidade é analisar a movimentação dos nós sem fio e a comparação média de vazão, quando ocorre o aumento de nós na rede, transmitindo dados em um ambiente externo, considerando uma avenida com uma distância de 2000 metros. Finalmente, o terceiro tipo de rede, "Rede de Acesso Sem Fio e com Mobilidade Irrestrita" (movimentação dos nós em várias direções), a topologia de rede... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study foresees an analysis of infrastructured network (wired and wireless), using the network simulator computer Network Simulator. This simulator supports simulation of a large number of networking technologies, making a detailment of its features and functionalities, through the improvements of models of network system, showing results of simulations. During this study, it will be approached three types of wireless access networks, for performance assessment starting with a simple network topology and without user‟s mobility, extending to an intermediate network topology, where the user will have restricted mobility to a complex network topology and without any restriction of mobility for the user. The first type of network, "Wireless Network Access and Without Mobility" will have a topology of a simple and infrastructured network and without node mobility, consisting of a wired node, five base station and twenty wireless nodes. The objective is to evaluate the network performance depending on the instantaneous and average throughput in the transmission of news in real time and network behavior depending on the average throughput in the transmission of files within an intranet service. The second type of network, "Wireless Network Access and with Restricted Mobility" (movement of the nodes in a single direction), the topology of an intermediate infrastructured network will composed by a wired node, six base stations and sixty wireless nodes. The aim is to analyze the movement of the wireless nodes and the comparison of the average throughput, when there is an increase of nodes in the network, transmitting data in an external environment, considering an avenue with a distance of 2000 meters. Finally, the third type of network, "Wireless Network Access and with Unrestricted Mobility" (movement of the nodes in various directions), the topology of the infrastructured... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Roberta Spolon / Banca: Sarita Mazzini Brushi / Banca: Marcos Antônio Cavenaghi / Resumo: Diversos são os esforços para o desenvolvimento de políticas de escalonamento em grid computacional. O uso de simuladores de grid computacional é de especial importância para o estudo de algoritmos de escalonamento de tarefas. Através dos simuladores, é possível avaliar e comparar o desempenho de diferentes algoritmos em diferentes cenários. Apesar das ferramentas de simulação fornecerem funcionalidades básicas para simulação de ambientes distribuídos, elas não disponibilizam políticas internas de escalonamento de tarefas; além disso, a implementação dos algoritmos deve ser feita pelo próprio usuário. Portanto, o objetivo deste trabalho é desenvolver a biblioteca de escalonamento de tarefas LIBTS (Library Tasks Scheduling) e adaptá-la ao simulador SimGrid para oferecer aos usuários uma ferramenta que possibilite o estudo de algoritmos de escalonamento de tarefas em grid computacional. Através da LIBTS os usuários podem comparar os algoritmos implementados (Workqueue (WQ), Workqueue with Replication (WQR), Sufferage, XSufferage, Dynamic FPLTF) em diversos cenários, como também desenvolver e implementar novos algoritmos de escalonamento de tarefas. Este trabalho também proporciona uma revisão de literatura sobre grid computacional, apresentando as características e metodologias dos algoritmos implementados na LIBTS e as principais características das ferramentas de simulação. Além disso, os cenários de testes criados para comparar os algoritmos validaram o funcionamento da biblioteca e o funcionamento correto dos algoritmos na LIBTS / Abstract: Too much has been done to develop scheduling policies in computational grid. The use of computational grid simulators is particularly important for studying the algorithms of task scheduling. Through the simulators it's possible to assess and compare the performance of different algorithms in various scenarios. Despite the simulation tools provide basic features for simulation in distributed environments, they don't offer internal policies of task scheduling, so that the implementation of the algorithms must be realized by the user himself. Therefore, this study aims to develop the library of task scheduling LIBTS (Library Tasks Scheduling) and adapt it to the SimGrid simulator to provide the users with a tool to analyze the algorithms of task scheduling in the computational grid. Through the LIBTS, the users can compare the implemented algorithms (Workqueue (WQ), Workqueue with Replication (WQR), Sufferage, XSufferage, Dynamic FPLTF) in several scenarios, as well as to develop and implement new algorithms of task scheduling. This work also provides a literature review about the computational grid, presenting the characteristics and methodologies of the implemented algorithms in the LIBTS and the most important features of the simulation tools. Furthermore, the test scenarios created to compare the algorithms validate the library operation and the correct operation of the algorithms in LIBTS / Mestre

Orientador: Hélio Aparecido Navarro / Banca: Vicente Luiz Scalon / Banca: Luben Cabezas Gomez / Resumo: No presente trabalho desenvolve-se um estudo de modelagem matemática e simulação numérica do escoamento bifásico gás-sólido em leito fluidizado borbulhante. Utiliza-se o modelo Euleriano de duas fases separadas formulando o tensor das tensões da fase sólida através da teoria cinética dos escoamentos granulares. As simulações numéricas são realizadas através do código fonte MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) desenvolvido no NETL (National Energy Technology Laboratory). Os resultados de simulação numérica são avaliados por meio da análise da influência dos seguintes parâmetros: malha computacional e esquemas de discretização dos termos convectivos das equações de conservação. Com base nos estudos teóricos e resultados obtidos durante o trabalho conclui-se que esquemas de primeira, tais como FOUP são altamente difusivos, já os resultados obtidos utilizando o esquema de alta ordem, Superbee, produziu resultados de melhor qualidade para as malhas testadas neste trabalho. Além disso, os resultados mostraram-se bastante dependentes do tamanho da malha computacional. / Abstract: In the present work is described a mathematical model and numerical simulation of gas-solid two-phase flow in a bubbling fluidized bed. It is used the Eulerian gas-solid two-fluid model and the solid phase stress tensor is modeled considering the kinetic theory of granular flows. The numerical simulations were developed using the MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) code developed in NETL (National Energy Technology Laboratory). The numerical diffusion is analyzed considering a single bubbling detachment and its movement process in a two-dimensional bubbling fluidized bed using the bubble shape as a metric for results description. The influence of computacional grid it is also analyzed. It is concluded that SuperBee scheme produces the better results and analysis about estimating uncertainty in grid refinement should be studied. / Mestre

Resumo: Uma das características dos espaços urbanos externos que mais influencia o comportamento humano é o clima. As características climáticas das cidades geram o ambiente térmico sob o qual o ser humano desenvolve suas atividades, causando comportamentos específicos dos pedestres para as diferentes regiões e países. Abordando o campo da ergonomia ambiental, esta pesquisa tem por objetivo avaliar a influência do ambiente térmico urbano no comportamento do pedestre. Para isso são realizadas medições microclimáticas e levantamentos com pedestres em áreas externas de um bairro residencial na cidade de Bauru. Paralelamente, são realizadas simulações do ambiente térmico da mesma área, através da aplicação do software ENVI-met, além de posterior simulação do comportamento do pedestre através do sotware BOT-World. O software ENVI-met se configura em uma ferramenta de análise tri-dimensional de microclima e do BOTworld em um sistema Multi-agent de simulação de sensações e comportamentos de pedestres. A metodologia proposta permite comparações entre os dados reais e simulados, validando-se e ajustando-se o modelo computadcional de simulação microclimática para a área de estudo. É feita ainda uma avaliação de comportamento e sensação térmica de pedestres virtuais para a situação real e para um cenário hipotético de verticalização. Como resultados, as simulações permitiram identificar as diferentes características térmicas geradas pelo desenho urbano da área de estudo e o consequente comportamento do pedestre / Abstract: Climate is one of the features of external urban areas, which has a large influence on human behavior. Climate characteristics of cities generate the thermal environment under which human beings develop their activities, what produces specific pedestrian behaviors for different regions and countries. Approaching the field of the environmental ergonomics, this research aims to evaluate the influence of the urbam thermal environmental in the pedestrian behavior. In order to do so, microclimatic measurements and pedestrian survey in open spaces are carried out for a residential neighborhood in the city of Bauru. Simultaneously, thermal environment simulations are performed by applyng the ENVI-met software and afterwards the pedestrian behavior is simulated by the application of the BOTworld software. ENVI-met is a tri-dimensional tool for microclimate analysis, while BOTworld is a Multi-agent system for simulation of pedestrian thermal sensation and behavior. The proposed methodology allows the comparison of real and simulated data, validating and adjusting the computational model of microclimatics simulation for the study area. An evaluation of the virtual pedestrian behavior and thermal sensations is developed for the real situation and also for a hypothetical scenario of verticalization. The results identify different thermal characteristics generated by the urban design of the study area and their consequences on pedestrian behavior / Orientador: Léa Cristina Lucas de Souza / Coorientador: João Roberto Gomes de Faria / Banca: José Carlos Plácido da Silva / Banca: Gianna Melo Barbirato / Mestre