A produção brasileira de cana-de-açúcar foi de cerca de 426 milhões de toneladas na safra 2006/2007, tendo o estado de São Paulo participado com aproximadamente 264 milhões desse total. Esses valores conferem ao país a posição de maior produtor mundial de cana-de-açúcar, comprovando a importância do setor sucroalcooleiro na economia brasileira. As paradas na indústria açucareira, caracterizadas pela interrupção da produção por falta de matéria-prima, podem afetar negativamente a qualidade do produto final. Para que o abastecimento de cana na moenda seja feito de forma contínua é importante que o dimensionamento da frota para execução das operações de corte, carregamento e transporte (CCT) da cana-de-açúcar, até a entrega dela na usina, seja realizado de forma criteriosa, sob pena de se incorrer em elevado custo operacional. Estas operações podem ser executadas de diversas maneiras, variando parâmetros desde o tipo de corte (corte manual ou mecanizado) como o tipo de equipamento utilizado (carregadoras, colhedoras, tratores-reboque, etc.). Devido à interdependência dos processos, é possível a ocorrência de tempos não produtivos (filas) nos locais de carregamento e descarga, justamente pela quantificação desbalanceada dos recursos ou devido à variabilidade dos tempos de processo. Este trabalho aborda o problema de dimensionamento da frota de equipamentos utilizados no CCT, utilizando-se a técnica de simulação de eventos discretos. Este problema consiste, basicamente, em determinar a quantidade de equipamentos necessários ao cumprimento das operações citadas, de forma a maximizar a produção do sistema como um todo, minimizando o custo operacional. Foi desenvolvido um modelo de simulação que representa com fidelidade as operações de uma usina de cana-de-açúcar com capacidade de moagem de 19.500 t/dia. Investigou-se necessidade de equipamentos frente a diferentes políticas de despacho da frota de caminhões, comparando o despacho estático de conjuntos de caminhões por frente de corte versus despacho Dinâmico; avaliou-se também a adoção de sistema drop and hook (D&H) para as composições de transporte. O modelo desenvolvido foi capaz de mostrar como as decisões logísticas afetam a produtividade da frota e, conseqüentemente, o custo do sistema. O cenário com despacho dinâmico e sem adoção de D&H apresentou o melhor resultado de custo operacional. Os resultados indicaram também que a adoção de reboques reserva na lavoura é economicamente viável. Como o modelo é bastante flexível quanto às configurações de cenários, outras combinações de fatores podem ser avaliadas. / The Brazilian production of cane sugar was around 426 million tonnes in the 2006/2007 season, the state of São Paulo participated in about 264 million from that sum. These figures give the country the position of the world\'s largest sugar cane producer , showing the importance of sugar-alcohol section in the Brazilian economy. The halts on the sugar industry, characterized by the interruption of production due to the lack of raw material, may adversely affect the quality of the final product. For the supply of cane in the milling to be done on a continuous way, it is important that the size of the fleet which runs the cutting, loading and transportation of sugar cane (CCT) operations up to its delivery in the mill- is carried out carefully, under penalty of incurring high operational costs. These operations might be implemented in different ways, ranging parameters from the kind of cut (manual or mechanical cutting) as the kind of equipment (loaders, harvesters, tractors, trailers, etc.). Due to the interdependence in the processes, it is possible the occurrence of non-productive time (queues) in place of loading and unloading, due to unbalanced quantifying of resources or due to the variability of time during the process. This paper approaches the problem of the equipment fleet sizing used in the CCT, using the simulation of discrete events technique. This problem consists in determining the necessary amount of equipment to perform the above operations, in order to maximize the production of the system as a whole, minimizing the operational costs. We developed a simulation model that represents with accuracy the operations of a sugar cane plant with a milling capacity of 19,500 ton / day. The need for equipments facing different political dispatch from the fleet of trucks has been investigated, by comparing the dispatch of Static sets of trucks for each cutting front versus dynamic dispatch and the use of drop and hook system (D & H) for the transportation setting. The developed model was able to show how the logistics decisions affect the fleet productivity and, consequently, the cost of the system. The scenario with dynamic dispatch and no D & H use had the best results of operational costs. The results also indicated that the use of backup trailers in farming is economically viable. As the model is quite flexible concerning scenario settings , other combinations of factors can be evaluated.

O trabalho apresenta os recursos oferecidos ao usuario do ambiente de projeto AMPLO para o controle e gerencia do processo de simulação de sistemas digitais. O ambiente de simulação proposto a constituído por diversas ferramentas baseadas em recursos gráficos- interativos. As ferramentas do ambiente permitem executar funções como : construir modelos de simulação a partir das descrições de sistemas armazenadas na base de dados, gerar estados iniciais para os modelos de simulação através de estratégias de inicialização pré-definidas, criar estímulos a serem aplicados aos modelos de simulação utilizando linguagens gráficas e textuais dedicadas, vincular estímulos as entradas primarias dos modelos de simulação, controlar a simulação através dos comandos de simulação disponíveis na sessão de simulação, analisar os resultados das simulações já, realizadas através de recursos gráficos de visualização e criar uma sequência de comandos que devem ser executados dentro de uma sessão de simulação. O ambiente de simulação integra todos os dados gerados durante o processo de simulação em uma base de dados única. Para isto, os objetos manipulados pelas diversas ferramentas do ambiente e as relações existentes entre eles foram definidos de acordo com um modelo de dados uniforme que e a base para a implementação de uma base de dados íntegra e não redundante. A interface de acesso a esta base de dados a constituída por funções primitivas que realizam o acesso a cada um dos objetos. Estas primitivas de acesso a base de dados permitem a criação, alteração e remoção dos objetos mantendo a consistência geral dos mesmos, bem como vários tipos de consultas. O processo de simulação propriamente dito a controlado por um conjunto de funções próprias para a simulação disponíveis na sessão de simulação. A sessão de simulação apresenta uma linguagem de comandos que através de recursos de visualização gráfico-interativos permite ao usuário, entre outros recursos, alterar e monitorar valores de sinais do modelo de simulação e controlar o avanço do tempo de simulação. A sessão de simulação realiza a comunicação com os simuladores através de um sistema de troca de mensagens onde para cada comando fornecido durante a sessão de simulação, uma mensagem é acrescentada ao conjunto de mensagens enviadas ao simulador. / This work describes the facilities that are available to the user of the AMPLO design environment for controlling and managing the process of digital systems simulation. The proposed simulation environment is composed by several tools that are of graphical-interactive nature. These tools support tasks like: building simulation models from system descriptions stored in the data base, generating initial states for the models according to various initialization strategies, creating stimuli to be applied to the models by using dedicated graphical and textual languages, associating stimuli to the primary inputs of the models, controlling the simulation run through a specialized command language, and analyzing results of already executed simulation runs. The environment integrates all data that is generated during the simulation process in a unique data base. Therefore, objects that are manipulated by the several tools of the environment, as well as relationships between them, have been defined according to a uniform data model which is the basis for the implementation of a consistent and non-redundant data base. The access interface to this data base is composed by primitive functions that implement the access to the objects. These functions allow the creation, modification, and removal of objects, while maintaining their overall consistency, as well as several queries. The process of simulation itself is controlled by a command language. These commands are available during the simulation session, which integrates the environment with the AMPLO simulators through a message system. The command language, through graphical-interactive visualization facilities, allow the user to modify and monitor signals values of the model and to control the simulation time advancement. Each command issue adds a new message to a message queue to be sent to the simulator.

O modelo veículo seguidor – ou car-following – é o coração dos softwares de simulação microscópica de tráfego. Quando bem calibrados, esses softwares são capazes de replicar a realidade em ambiente controlado. Ainda hoje há uma resistência quanto à calibração do modelo veículo seguidor e, mesmo que muitos trabalhos relatem formas de realizá-la, são escassas as referências na literatura sobre calibração utilizando dados de sistemas ônibus. Este trabalho consiste na elaboração de um método de calibração do modelo veículo seguidor de Gipps, combinado ao modelo de aceleração linear, para a replicação da operação de ônibus em corredores exclusivos. A elaboração do método iniciou com uma revisão dos principais modelos veículo seguidor e uma posterior avaliação dos modelos GHR e de Gipps para manobras típicas de sistemas ônibus. A seguir elaborou-se o procedimento de calibração utilizando coleta de dados por meio de filmagens da operação dos ônibus em corredores e da extração dos dados utilizando uma ferramenta de reconhecimento de imagem. O método das coordenadas retangulares foi utilizado para corrigir a paralaxe. Concomitante às filmagens analisou-se visualmente a ocupação dos ônibus para que as taxas de aceleração e desaceleração dos ônibus pudessem ser diferenciadas conforme o nível de ocupação. A calibração foi realizada através da comparação da distância percorrida pelos veículos ao longo do tempo e as correspondentes modeladas. Os resultados para taxas de aceleração e desaceleração obtidas a partir de dados coletados em Curitiba evidenciam a validade do procedimento. A simplicidade do método desenvolvido é uma característica importante, pois permite a replicação em outros ambientes sem a necessidade de equipamentos sofisticados. / The car-following model is the heart of the traffic simulation software and it is able to replicate real traffic conditions in a controlled environment when properly calibrated. Still today there is resistance on the car-following model calibration and, even though many papers report calibration forms of this model, there are scarce references in the literature about calibration using bus systems data. This work is the development of a method for calibrating the Gipps car-following model, combined with the free linear acceleration model, for replication of buses operation in exclusive lanes. We initiated the method planning with a review of the main car-following model and evaluation of GHR and Gipps for typical bus systems maneuvers. In the next step we developed the calibration procedure using data collection through filming bus operation and drawing out data using a tool for image recognition. We used the rectangular coordinates method to parallax correction. We also visually analyzed the buses occupation simultaneously to filming, so bus acceleration and deceleration rates could be differentiated according to the occupancy level. Calibration was achieved by comparing the vehicle distance traveled over time and corresponding modeled. The results for acceleration and deceleration rates and speed desired values obtained from data collected in Curitiba demonstrate the validity of the procedure. An important feature of this method is the plainness, as it enables replication in other environments without the need for sophisticated equipment.

<p>Astronaut diets on the International Space Station (ISS) depend on resupplied packaged food. However, missions to Mars of 3-5 years will not accommodate re-supply. In addition, many human macro and micronutrients degrade during long-term storage. Thus, growing nutritional plants aboard ISS is essential for providing astronauts with fresh, healthy produce. NASA is usingan experimental vegetable- production unit called VEGGIE to grow fresh salad crops aboard ISS to provide astronauts with healthy diets. VEGGIE is a small plant-growth chamber designed as a garden for astronauts that is low in mass and has a low power requirement. Veggie is equipped with light-emitting diodes (LEDs) but is exposed to the ISS cabin environment. Plants are grown with roots in a baked-ceramic substrate (arcillite) incorporating controlled-release fertilizer (Nutricote) and wicks delivering water by capillary action from a reservoir.</p><br><div>The fertilizerprills release nutrients into arcillite slowly over time. Different controlled-release types have the same amount of fertilizer but release it over different time periods. The Purdue Mitchell lab in collaboration with NASA is testing growth of salad crops within VEGGIE analogs under ISS-like environments in a growth chamber. Specifically, we are evaluating effects of different controlled-release fertilizer treatments as well as different substrate particle sizeson “cut-and-come-again” harvest scenarios, comparing productivity and quality of Lettuce as well as anAsian salad crop called Mizuna.<br></div><div><br></div><div>SS environments being mimicked include temperature: 24/21°C D/N, CO2: 2800 PPM D/N, RH: 45-50% D/N, and photoperiod: 16hours.Arcillitemedium contained one oftwo different fertilizer mixes: 7.5g18-6-8 T 70 + 7.5g 18-6-8 T100, or 7.5g18-6-8 T70 +7.5g 18-6-8 T180fertilizer/liter medium. LED Light treatment provides atotal PPFDof 330µmol m--2s-1 PAR; with 270µmol m--2s-1Red(R), 30µmol m--2s-1Blue (B), and 30µmol m--2s-1Green (G). Plants are grown under those conditions for 8 weeks, and harvested three times at 28, 42, and 56 days from planting. At each harvest, yield parameters as well as tissue mineral content have been measured for optimum fertilizer treatment selection.<br></div><div><br></div><div>Lettuce and Mizuna plants grown in a mix of 100% fine substrate particles (Profile) and fertilizer treatment of 50% T100:50%T70 had the higher yield as well as nitrogen contentcompared to those grown in 50%T180:50%T70. Growing mizuna plants in 100% profile resulted in higher shoot fresh weight; although no significant differences occurred for shoot dry weight. In addition, there was no significant interaction between substrate and fertilizer, which is reported by other research as one of the advantages of using controlled-release fertilizer<br></div>

No description available.

This thesis presents a solver to handle constrained-state-space ODEs. This solver locates the points where any of the states go outside of the constraining set, and then, transfers the control from the continuous time ODE to the function governing the behavior of the system on the boundaries of the constrained set. The main contribution of this solver is found simulating complex right-hand-sided ODEs for long periods of time. / Master of Science

Plusieurs types d’expérimentation existent pour étudier et comprendre les systèmes biologiques. Dans ces travaux, nous nous intéressons à la simulation in silico, c’est-à-dire à la simulation numérique de modèles sur un ordinateur. Les systèmes biologiques sont composés d’entités, à la fois nombreuses et variées, en interaction les unes avec les autres. Ainsi, ils peuvent être modélisés par l’intermédiaire de deux approches complémentaires : l’approche population-centrée et l’approche individu-centrée. Face à la multitude et à la variété des phénomènes composant les systèmes biologiques, il nous semble pertinent de coupler ces deux approches pour obtenir une modélisation mixte. En outre, en raison de la quantité conséquente d’informations que représente l’ensemble des entités et des interactions à modéliser, la simulation numérique des systèmes biologiques est particulièrement coûteuse en temps de calcul informatique. Ainsi, dans ce mémoire, nous proposons des solutions techniques de parallélisation permettant d’exploiter au mieux les performances offertes par les architectures multicoeur et multiprocesseur et les architectures graphiques pour la simulation de systèmes biologiques à base de modélisations mixtes. Nous appliquons nos travaux au domaine de la coagulation du sang et plus particulièrement à l’étude de la cinétique biochimique à l’échelle microscopique ainsi qu’à la simulation d’un vaisseau sanguin virtuel. Ces deux applications nous permettent d’évaluer les performances offertes par les solutions techniques de parallélisation que nous proposons, ainsi que leur pertinence dans le cadre de la simulation des systèmes biologiques. / Several types of experimentation exist to study and understand biological systems. Inthis document, we take an interest in in silico simulation, i.e. numerical simulation ofmodels on a computer. Biological systems are made of many various entities, interactingwith each other. Therefore, they can be modeled by two complementary approaches: thepopulation-based approach and the individual-based one. Because of the multitude anddiversity of the phenomena constituting biological systems, we find the coupling of thesetwo approaches relevant to provide a hybrid modelisation. Moreover, because of the hugequantity of data that the entities and interactions represent, numerical simulation of biologicalsystems is especially computationaly intensive. This is why, in this document, we proposeparallel computing methods to take advantage of the performances offered by multicore andmultiprocessor architectures and by graphical ones for the simulation of biological systemsusing hybrid modelisations. We apply our work to blood coagulation and especially to thestudy of biochemical kinetics at the microscopic scale and the simulation of a virtual bloodvessel. These two applications enable us to assess both the performances obtained by theparallel computing methods we proposed and their relevance for biological systems simulation.

Com o avanço dos computadores pessoais, problemas técnicos complexos, antes restritos aos grandes centros de pesquisas internacionais, passam a ser acessíveis pelas mais diversas áreas do conhecimento, como as engenharias e em particular a Engenharia Química. Fenômenos físicos são representados matematicamente por equações diferenciais, que na maioria das vezes não possuem solução analítica possível. O CFD ( Computer Fluid Dynamics) é uma técnica numérica iterativa, que busca a solução destas equações diferenciais através da discretização do domínio estudado e das equações que governam o fenômeno envolvido. Neste trabalho, através de um software especialista de CFD, o ANSYS CFX 11.0, foi simulado o transporte de massa e momento de um soluto traçador, o Cloreto, presente no sal Cloreto de Sódio, em um meio poroso. Em seguida, os resultados desta simulação foram comparados e validados por um experimento de transporte de massa numa caixa de areia. / With the advance of the personal computers, complex technical problems, before restricted to the huge centers of international researches, have become more accessible by many areas of the knowledge, like the engineering and in particular the Chemical Engineering. Physical phenomena are represented mathematically by differentials equations, which most of the time do not have possible analytical solution. CFD (Computer Fluid Dynamics) is an iterative numeric technique, which search the solution of these differentials equations through both discretization of the studied domain and the equations that govern the involved phenomenon. In this work, through a CFD\'s specialist software, ANSYS CFX 11.0, it was simulated the mass and momentum transport of a solute tracer, Chloride, present in Sodium Chloride, in a porous media. After this, the simulations results were compared and validated in a mass transport experiment in a sand box.

Moral e ideologia política estão intrinsecamente relacionados com aprendizado, tipos de personalidade e estratégias cognitivas de indivíduos. Usando um modelo de agentes Bayesianos adaptativos e interagentes tentaremos responder como características do aprendizado moral na infância e adolescência estão relacionadas à ideologia, traços de personalidade e estratégias cognitivas. Assumimos que o aprendizado moral do agente pode ser dividido em duas fases. A primeira fase é uma mímica do aprendizado de pessoas na infância e adolescência. Nessa fase, o modelo se assemelha ao aprendizado Bayesiano supervisionado, onde a estratégia para lidar com novas informações muda com a quantidade de informação recebida. Posteriormente, na segunda fase, agentes com estratégias cognitivas fixas discutem assuntos públicos, com conteúdo moral, e mudam suas opiniões com a motivação de diminuir o custo psicológico de discordância com seus parceiros sociais. Comparando as assinaturas estatísticas das opiniões dos agentes na segunda fase com assinaturas similares obtidas através do Questionário dos Fundamentos Morais, concluímos que nosso modelo apresenta diversas caraterísticas que tem respaldo experimental. Por exemplo, a quantidade de informação moral julgada na primeira fase está positivamente correlacionada com o liberalismo. Além disso, agentes que são estatisticamente identificados como liberais se adaptam mais rapidamente a mudanças na sociedade. Também constatamos que com o aumento do parâmetro de nosso modelo denominado pressão social, agentes estatisticamente identificados com pessoas liberais passam a ter perfis estatísticos mais parecidos com os de pessoas conservadores. Os métodos usados neste estudo, simuações de Monte Carlo, aproximação de campo médio, são típicos da Mecânica Estatistica. / Moral and political ideology are intrinsically related with learning processes, personality traits and individual cognitive strategies. Using an adaptive interacting Bayesian agent model we try to understand how characteristics of childhood and adolescent moral learning are related with ideology, personality traits, and cognitive strategies. We assume that the agents moral learning can be divided in two phases. The first phase is a mimic of the learning processes of individuals in childhood and adolescence, in this phase, the model resembles the Bayesian supervised learning, where the strategy to deal with new information changes with the total amount of received information. Later, in the second phase, agents with frozen cognitive strategies discuss public issues, with moral content, and change its opinion motivated to decrease the psychological cost of disagreement with its social partners. Comparing the statistical signatures of agents opinions in the second phase with similar signatures obtained from data of the Moral Foundations Theory Questionnaire, we conclude that our model presents several features that have experimental support. For example, the amount of moral information acquired in the first phase is positively correlated with liberalism. Moreover, agents which are statistically identified as liberal adapt more quickly to changes in society. We also found that with increase of the social pressure parameter, agents statistically identified as liberals will have statistical profiles more similar with conservatives. The methods used in this study, Monte Carlo simulations, mean field approximation, are typical of Statistical Mechanics.

Em Teoria dos Jogos, o Dilema do Prisioneiro para N Participantes (DPNP) é o problema que representa, em sua forma elementar, o paradoxo que gera as dificuldades existentes na formação da cooperação entre mais de dois agentes. Diversos trabalhos foram e continuam sendo feitos sobre esse tema, no sentido de compreender melhor os fatores que influenciam o surgimento e a evolução da cooperação numa sociedade. Neste trabalho, o objetivo principal é o de analisar o impacto do poder expressivo de um modelo de representação de estratégias neste surgimento e evolução. Para tal, foi desenvolvido um modelo computacional de jogos evolutivos, onde agentes participam repetidamente do DPNP. Nele, as estratégias que definem qual será a jogada de um determinado agente são desenvolvidas e selecionadas através de mecanismos de mutação e reprodução daquelas que obtiveram melhores resultados nas iterações anteriores, e implementadas através de duas representações com diferentes poderes computacionais: autômatos finitos e autômatos adaptativos. Este modelo foi implementado num sistema denominado S2E2 onde foram executados diversos experimentos de simulação. Através da comparação dos resultados obtidos para ambas as representações, verificou-se que em ambos os casos a sociedade consegue atingir, após um período inicial, um nível de cooperação relativamente alto e estável. A análise das estratégias utilizadas pelos agentes, entretanto, mostrou que o uso de autômatos adaptativos resulta em uma pequena vantagem, embora estatisticamente não significativa, pois permite surgir estratégias que visam retornar a uma situação de cooperação. / In Game Theory, the n-Players Prisoner\'s Dilemma (NPPD) is a problem that represents, in its elementary form, the paradox that leads to the existing difficulties in the development of cooperation between two or more agents. Many works were and are still being done about this subject, trying to better understand the factors that influence the development and evolution of cooperation in a society. In this work, the main objective is to analyze the impact of the expressive power of the strategies representation model in this development and evolution. In order to do so, a computational model of evolutionary games was developed, where agents are spatially distributed and participate on the NPPD with five participants, interacting only with their neighbors. In this model, the strategies that define the agent\'s decisions are developed and selected through mutation and reproduction of those strategies that obtained better results in the last iterations, and they are implemented by two representations with different computational power: finite automata and adaptative automata. This model was implemented in a system called S2E2 and several simulation experiments were carried on. Comparing the results obtained in those experiments, it was verified that after an initial period of time in both cases the society achieved a relatively high and stable level of cooperation. On the other hand, the analysis of the strategies used by the agents showed that the use of adaptative automata resulted in a slight advantage, although not statistically significative, because they allow the emergence of strategies that return to a situation of cooperation.