Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunhez_JoseRoberto_M.pdf: 1859565 bytes, checksum: bde607f608c6d55e2a1d005ea119f81f (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: O Método Spline Modificado foi desenvolvido para o alisamento de dados experimentais com incertezas em todas as variáveis medidas. Este método é uma extensão do Método Spline Estendido e é baseado no acoplamento do Método Spline ao Método da Máxima Verossimilhança. O Método Spline Estendido acopla o Método Spline cúbico ao Método dos Mínimos Quadrados. Este método foi desenvolvido anteriormente por Klaus Van-Ness[7]. São apresentadas diversas aplicações a dados Termodinâmicos como dados de equilíbrio líquido-vapor ( diagrama XversusY ), temperatura de ebulição como função da concentração de um sistema binário ( diagrama TversusX ) e calor de mistura de certos sistemas com álcoois ( ?H / X1 . X2versusX1 ). Em todos os casos o Método Spline Modificado mostra melhores resultados do que o Método Spline Estendido. Programas computacionais foram desenvolvidos nas linguagens BASIC e PASCAL incluindo o Método Spline cúbico e o Método Spline Estendido como casos particulares do Método Spline Modificado. / Abstract: The Modified Spline fit Technique has been developed for the smoothing of experimental data with uncertanties in all measured variables. This method is a new fit technique and is an extension of the Extended Spline fit Technique and it is based on the coupling of the Maximun Likelihood Principle to the Spline fit Technique. The Extended Spline fit Technique couples the cubic Spline fit Technique to the Least Square Method. It was developed before by Klaus Van-Ness 17]. Several applications to thermodynamic data such as vapor-liquid equilibrium of a binary system ( X versusY diagram ), boiling temperature as a function of the concentration of a binary system (TversusX diagram ) and heat of mixing data of certain alcohol systems ( ?H / X1X2versusX1 ) are presented, and the Modified Spline Method shows better results over the Extended Spline fit Technique. A computer program, in Basic and Pascal languages, has been developed and includes both the Spline fit Technique and the Extended Spline fit Technique as particular cases of the Modified Spline fit Technique. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Clesio Luis Tozzi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T15:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castanho_JoseEduardoCogo_D.pdf: 9940871 bytes, checksum: 56668cd0a78382890f7eb27fd48e8438 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Esta tese aborda dois aspectos peculiares do registro de imagens de seções seriadas: a necessidade de emprego de técnicas automáticas para processamento de um grande número de imagens, usualmente presentes em algumas aplicações, e a necessidade de tratamento das deformações naturais dos objetos imageados. O problema da automação do processo de registro é resolvido com a utilização da Transformada Generalizada de Hough (TGH). Nesta técnica, a correspondência entre características é realizada de forma implícita, permitindo a automação do processo de registro, isto é, a correspondência é realizada simultaneamente com a determinação dos parâmetros da transformação. Problemas típicos de implementação da TGH, como alto custo computacional e falsos casamentos, são resolvidos por modificações introduzidas no algoritmo clássico para TGH, e, também, pelo pré-processamento das imagens. No caso do registro de imagens seriadas, em especial no caso das imagens biomédicas, além das variações decorrentes da aquisição da imagem, as variações presentes nas imagens têm origem também em deformações naturais. Assim, as variações existentes nas imagens não podem ser consideradas apenas como uma deterioração na precisão do posicionamento de pontos característicos, como é abordado pela maioria dos métodos de registro de imagens. Uma nova técnica de registro é aqui apresentada, na qual uma analogia entre as deformações naturais e modelos de corpos elásticos deformáveis é realizada através do emprego de Thin Plate Splines... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This thesis approaches two particular aspects of registering images of serial sections: the need for automatic processing due to the great number of images usual in many applications; and the need for modeling natural deformations in the imaged objects. We outline a method for registration of serial sections images using The Generalized Hough Transform (GHT) to solve the problem of automation. In the GHT, the correspondence between features in both images and the parameters of the registration function are obtained simultaneously, enabling the automation of the process. To overcome known noise problems and the high computational cost of traditional GHT we have proposed a modified version of the basic algorithm. The image is also pre-processed to eliminate all those points of no interest before the application of the accumulation step of the GHT algorithm. These changes minimize the amount of accumulation points, reducing the computational cost while reducing the probability of appearing spurious peaks and false matches. In the case of registration of images of serial sections, specially in the cases of biomedical images, the variations in the images are consequence not only of the acquisition process but also in the existence of natural deformations. When searching for the parameters of the rigid body transformation, that recover the misalignment of slices, most methods deal with the natural deformation as being an error in the placement of control points... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Ronaldo Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:21:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anselmo_CezarAugustodeFreitas_M.pdf: 3167948 bytes, checksum: 4ec23d7c787f78baf83977c03723f6c3 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A área da análise não-paramétrica de dados responsável pelos casos em que esses se constituem de uma coleção de curvas é denominada Análise de Dados Funcionais. O crescente interesse nesse estudo tem motivado o surgimento de pesquisas nessa direção. Esse trabalho propõe um novo método em Análise de Dados Funcionais. Os dados (Xai=l..m consistem de um conjunto de m curvas inter-relacionadas que, individualmente, podem ser consideradas como combinação linear de funções apropriadamente escolhidas e que geram uma base para o espaço de funções para as curvas em questão. Dessa fonna, a técnica de mínimos quadrados penalizados é utilizada conjuntamente com o conceito de penalização estocástica, onde se introduz uma variável aleatória Bemoulli associada a cada coeficiente da expansão linear. A explicação por considerar o problema como funcional ao invés de multivariado reside na suposição de que Xi é alguma função bem comportada e na possibilidade de estimar funcionais, como derivadas e integrais. Questões como custo computacional e plausibilidade das suposições do modelo em geral foram de interesse primário. As simulações iniciais foram feitas através do software R (http://cran.r-project.org) e posterionnente, por motivos de comparação e velocidade, foi realizada sua implementação em Ox (http://www.nuff.ox.ac.uk/users/Doomik). Através delas, utilizou-se uma variante do algoritmo SEM para estimação dos parâmetros do modelo. Em todas as simulações esteve implícito que o argumento sobre o qual são feitas as medidas, t, é unidimensional e que as curvas são registradas e alinhadas em algum sentido, de modo que propriedades importantes de cada curva ocorram aproximadamente sobre os mesmos valores de t. O método mostrou-se adaptativo, de maneira que capturou as nuances importantes de cada curva, conseguindo resumi-Ias na estimativa final que, nas simulações, demonstrou ser uma excelente aproximação da curva verdadeira. Adicionalmente, os algoritmos produzidos perfizeram um custo computacional relativamente baixo quando utilizados nas simulações do modelo / Abstract: The subject of nonparametric data analysis that deals with curve-shaped data is named Functional Data Analysis. This sub-area of nonparametrics has attracted an increasing interest of many researchers. In this work we present a new method in Functional Data Analysis. The data (Xi)i=l..m consist of a collection of m curves interrelated that, individually, can be considered as a linear combination of functions appropriately chosen. These functions generate a basis to function space where one believes the curves live. In this way, penalized minimum squares method is jointly used with the idea of stochastic penalization by inserting a Bemoulli random variable linked to each coefficient of the curves linear expansion. The reason to consider this problem as functional instead multivariate lies on supposition that Xi is a smooth function. Computational aspects and plausibility of suppositions were of primary interest. First simulations were performed in R software (http://cran.r-project.org). By reasons of comparison and velocity, we also implemented a version in Ox (http://www.nuff.ox.ac.uk/users/Doomik). We implemented a variant version of SEM algorithm to calculate parameters estimates. All the simulations regarded that independent variable, t, is unidimensional and the curves are registered and aligned in some sense, assuring the curves features occur about the same t value. The simulations results show that the method is adaptive, able to recover important features of curves and the final curve estimate can be shown to be an excellent approximation to the true curve. In addition, the idealized algorithms achieved a relatively low computational cost in simulations of the model / Mestrado / Estatistica / Mestre em Estatística

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2005 / Inclui bibliografia / Pode se dizer que a geração de trajetórias é o mote principal da robótica móvel. Um robô, incapaz de percorrer uma trajetória livre de obstáculo, de forma a atingir um objetivo pré-definido, poderia inclusive deixar de ser chamado de robô móvel. A geração

Orientador: Jose Ricardo Figueiredo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T00:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_PauloCesar_D.pdf: 9460432 bytes, checksum: a4ee019f17e7647f5848af8566b1ec0b (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho, um novo procedimento de solução para as equações de escoamento discretizadas pelo esquema FLUX-SPLlNE é proposto seguindo a ótica do algoritmo SIMPLER. Demonstra-se através de problemas teste, que tal procedimento produz resultados mais acurados que os fornecidos pelo procedimento original idealizado pelo autor do esquema FLUX-SPLlNE. Tais modificações são usadas então para a simulação de escoamentos em cavidades abertas acionados por convecção natural, onde se faz a comparação dos resultados aos da literatura que usa o tradicional esquema POWER-LAW / Abstract: In this work, a new solution procedure to fluid flow discretized equations by FLUX-SPLlNE scheme is proposed following the point of view of the SIMPLER algorithm. By using test problems it is shown that this procedure yields results wich are superior to those obtained using the original solution proceduFeidealized by the author of the FLUX-SPLlNE scheme. Such modifications are used to simulate fluid flow in open cavities driven by natural convection. The numerical results are compared with reference solutions available in the literature that use the traditional POWER-LAW scheme / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Nancy Lopes Garcia, Ronaldo Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_CleciodaSilva_M.pdf: 1590147 bytes, checksum: b59bae1bcbff4de6c74cd2dea3627187 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado / Mestre em Estatística

Orientador: Jorge Stolfi, Marcio Luiz de Andrade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T14:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomide_Anamaria_D.pdf: 6352100 bytes, checksum: b07d47a1dff8e6fa46d1d0bc33ed1952 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Estudamos neste trabalho o método de elementos finitos para aproximação de funções, e integração de equações diferenciais parciais sobre a esfera S2. Tais problemas ocorrem em várias aplicações práticas, incluindo modelagem global do tempo, geofísica, iluminação, etc. Definimos um polinômio esférico como sendo a restrição à esfera sn-l de um polinômio nas coordenadas cartesianas (Xl, x2,.", xn) de Rn. Denotamos por pd,n /sn-l o espaço de todos os polinômios esféricos de grau total :s:d, e por 1ld,n/sn-l o espaço dos polinômios esféricos homogêneos de grau total d. As funções que investigamos são as funções esféricas Cr polinomiais por partes, ou splines esféricos Cr, definidos em relação a uma triangulação esférica T de sn-l. Seja p~,n[T]/sn-l o espaço de todas as funções f de sn-l em R tais que (1) a restrição de f a cada triângulo de T coincide com uma função de pd,n/sn-l; e (2) a função f tem continuidade de ordem-r através das fronteiras de T. Analogamente, seja 1l~,n[TJlsn-l o sub-espaço de p~,n[T]/sn-l dos splines esféricos homogêneos, que consiste das funções que são 1ld,n/sn-l em cada triângulo de T. Neste trabalho mostramos que pd,n/sn-l = 1ld-l,n /sn-l EB1ld,n/sn-l, e estendemos esse resultado aos splines esféricos, mostrando que p~,n[TJlsn-l = 1l~-l,n[TJlsn-l EB1l~,n[T]jsn-l. Alfeld, Neamtu e Schumaker propuseram recentemente o espaço 1l~[TJlS2 para aproximação na esfera S2, e obtiveram uma construção explícita de uma base para o espaço 1l~[T]/S2, quando d 2: 3r + 2. Combinando .esta construção com o nosso resultado, acima descrito, nós obtemos uma base local explícita para o espaço P~[T]jS2 quando d 2:3r + 3. Nossa tese é que o P~[T]jS2 é um espaço de aproximação mais natural e eficaz do que 1l~[T]/S2. Analisamos, em particular, o uso dos espaços Pg[T]jS2 e Pf[T]jS2 para aproximar funções restritas a esfera S2, pelo critério dos mínimos quadrados. Analisamos também o uso do espaço Pf[TJlS2 para resolução numérica de equações diferenciais parciais na esfera, pelo método dos elementos finitos, e descrevemos uma técnica multi-escala para acelerar a convergência em malhas finas / Abstract: We study in this work the finite element method for function approximation and integration of partial differential equation on the sphere S2. These problems occur in many pratical applications, including global weather modeling, geophysics, illumination, etc.. A spherical polynomial is the restriction to the sphere sn-l of a polynomial in the coordinates Xl, X2,. . . , Xn of Rn. We denote by pd,n/sn-l the space of spherical polynomials with total degree :::; d, and by 1íd,n/sn-l the space of homogeneous spherical polynomials with total degree d. The functions we investigate are the Cr piecewise polynomial functions on sn-l, or Cr spherical splines, defined relative to a spherical triangulation T on the sphere sn-l. Let p~,n[T]jsn-l be the space of all functions f from sn-l to R such that (1) the restriction of f to each triangle of T matches some function in pd,n /sn-l; and (2) the function f has order-r continuity across the boundaries of T. Analogously, let 1í~,n[T]jsn-1 denote the subspace ofP~,n[T]/sn-l, the homogeneous spherical splines, which consists of the functions that are 1íd,n/sn-l within each triangle of T. We show that pd,n/sn-l = 1íd,n/sn-l EB1íd-l,n /sn-l, and generalize this result to spherical splines, showing that p~,n[T]jsn-1 = 1í~,n[T]jsn-1 EB1í~-I,n[T]jsn-l. Alfeld, Neamtu and Shumaker proposed recently the space 1í~[T]jS2 for approximation on the sphere S2, and they obtained explicit bases for that space, when d 2 3r + 2. Combining their construction with our result above, we obtain explicit local bases for the spaces p~[T]jS2, when d 2 3r + q. We argue that the space P~[T]jS2 is a more natural and effective tool than 1í~[T]jS2 for approximation on the sphere. We analyze, in particular, the use of spaces Pg[T]jS2 and Pf[T]jS2 for least squares function approximation on the sphere S2. We analyze also the use of the space Pf[T]jS2 in the numerical integration of partial differential equations; and we describe a multi-scale technique for accelerating the convergence on large grids / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Sérgio Antonio Tozoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_RaquelVieira_M.pdf: 1141005 bytes, checksum: 8091e673668abab031630ae7fd1b7436 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os sk-splines são uma generalização natural dos splines polinomiais, os quais foram introduzidos e tiveram sua teoria básica desenvolvida por Alexander Kushpel nos anos de 1983-1985. Estas funções são importantes em várias aplicações e seu espaço é gerado por translações discretas de uma única função núcleo. Neste trabalho, estudamos condições necessárias e suficientes para a existência e unicidade de sk-splines interpolantes de funções periódicas. Além disso, estudamos a aproximação de funções de determinadas classes por sk-splines nos espaços Lp. Como aplicação estudamos a aproximação de funções infinitamente diferenciáveis e finitamente diferenciáveis por sk- splines / Abstract: The sk-splines are a natural generalization of polynomial splines. They were introduced and their basic theory developed by Alexander Kushpel between 1983 and 1985. These functions are important in many applications and the space of sk-splines is the linear span of shifts of a single kernel K. In this work, we study necessary and sufficient conditions for the existence and uniqueness of sk-splines interpolants of periodic functions. Furthermore, we study the approximation in several classes of functions by sk-splines in the Lp spaces. As an application we study the approximation of infinitely and finitely differentiable functions by sk-splines / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestra em Matemática Aplicada

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao de Mestrado - Santorio.pdf: 761767 bytes, checksum: 38b4688b7c7a1c1838e736c58f9e1ed6 (MD5) Previous issue date: 2002-12-17 / Neste trabalho, um novo esquema de discretização, para o método de volumes finitos, denominado FLEX, foi proposto para a simulação de problemas governados por equações diferenciais do tipo elíptico e hiperbólico. Seu desempenho foi avaliado através de problemas testes oriundos da literatura de métodos numéricos e por testes construídos ao longo do trabalho. O novo esquema mostrou características de convergência e estabilidade compatíveis e comparáveis aos esquemas tradicionais de Diferença Central, Power Law e Flux-Spline. Sua precisão mostrou-se depender do tipo de problema físico. Problemas físicos governados por equações diferenciais parciais elípticas envolvendo convecção-difusão, que possuem uma distribuição da variável fluxo, similar àquela proposta pelo esquema FLEX, apresentaram uma solução com um nível de erro menor, em comparação com os esquemas restantes. No caso de problemas tradicionais desta classe, onde não haja a presença de tal característica específica, os resultados se mostraram intermediários. Para problemas hiperbólicos, mesmo com uma pobre discretização em termos de diferença finita para o termo transiente, o novo esquema mostrou características interessantes para a simulação deste tipo de fenômeno, no sentido de, mesmo para malhas não refinadas, convergir para a solução de referência numa taxa maior que os dois outros esquemas aqui mencionados e usados na comparação. / In this report, a new scheme of discretization for the method of finite bulks, called FLEX which was proposed for a simulation of problems ruled by differential equations as type of elliptic and hyperbolic. Its performance was appraised through tests from the literature of numeric methods and through tests developed for all the report. The new scheme showed features of convergence and compatible and comparable stabilities to the traditional schemes of Central Difference, Power Law and Flux-Spline . Its accuracy appeared to depend on the type de physical problem. Physical problems ruled by differential partial elliptic equations implied convectiondiffusion which owns a distribution of the variable flux like one purpose by the FLEX scheme which showed a solution with the level of the error minor, in comparison with the remaining schemes. In the traditional problems case of this class, where there isn t the presence with this specific featuring the results proved to be intermediaries. To hyperbolic problems even with a poor discretization within limits of finite difference to the transient term the new scheme appeared interesting features for a simulation of this kind of phenomena in the same sense to non-refined mails to converge to the solution of reference in the rate greater than the others two schemes which were mentioned here and used in the comparison.

Orientador: Stolfi Jorge, Martin Tygel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T10:11:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_LucasBatista_D.pdf: 3567527 bytes, checksum: d7c6af3cd4ddab0e7eacc837ade4b106 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A exploração e monitoramento de um reservatório de petróleo ou gás natural exige conhecimento bastante detalhado das estruturas geológicas da região de interesse. A representação matemática e computacional desse conhecimento é um modelo geofísico. Nesta tese descrevemos um sistema geral para modelagem geofísica baseado em elementos finitos polinomiais de graus arbitrários. Adotamos uma abordagem comum na indústria, em que a geometria e as propriedades das formações geológicas são representadas por funções definidas por partes, ou splines, que consistem da justaposição de tais elementos. Neste contexto, apresentamos contribuições teóricas e computacionais. A principal contribuição teórica é uma teoria unificada dos elementos simploidais de Bézier, que incluem os tipos de elementos finitos mais comuns na modelagem por malhas - tais como arcos de Bézier, retalhos de Bézier triangulares e retangulares, blocos de Bézier tetraédricos, prismáticos e hexaédricos, e suas generalizações para dimensões arbitrárias, com graus independentes em cada eixo e cada componente. Como parte testa teoria, desenvolvemos fórmulas genéricas explícitas para conversão entre estes vários tipos de blocos, bem como diferenciação, reparametrização afim e elevação de grau. As contribuições computacionais desta tese incluem a implementação dessa teoria na forma de uma biblioteca (BezEl) que permite a representação e manipulação eficiente de malhas de elementos de Bézier simplodais com dimensões e graus arbitrários. Outra contribuição original desta tese é uma metodologia para realizar o traçado eficiente de raios em malhas de elementos simploidais / Abstract: The exploration and monitoring of a hydrocarbon reservoir demand a very detailed knowledge about the geological structures of the target area. The mathematical and computation representation of this knowledge is a geophysical model. In this thesis, we describe a general system for geophysical modeling based on polynomial finite elements of arbitrary degree. We adopted an approach that is popular in industry, whereby both the geometry and the physical properties of the geological formations are represented by piecewise-defined functions, or splines, that are obtained by the assembly of many such elements. In this context, we present both theoretical and computational contributions. The main theoretical contribution is a unified theory of simploidal Bézier elements, which include the element types most common in mesh based modeling - such as Bézier arcs, triangular and rectangular Bézier patches, tetrahedral, prismatic and hexahedral Bézier blocks, and their generalizations to arbitrary dimensions with independent degrees on each axis and each component. As part of this theory, we developed general explicit formulas for the conversion between these various block types, as well as differentiation, affine reparametrization and degree raising. The computational contributions of this thesis include the implementation of this theory as a library (BezEl) that allows efficient representation and manipulation of meshes of simploidal Bézier elements with arbitrary dimension and degree. Another original contribution of this thesis is a methodology for performing efficient ray tracing in meshes of such simploidal elements / Doutorado / Computação Grafica / Doutor em Ciência da Computação