Orientador: Fabio Augusto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-17T04:15:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_ErnestoCorrea_D.pdf: 36489922 bytes, checksum: 9b605fb584ecc9282bdf80a2c328096d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A Cromatografia Gasosa Bidimensional Abrangente (GCxGC) é uma técnica analítica capaz de separar e detectar centenas de picos, sendo aplicada a diferentes amostras petroquímicas, ambientais e biológicas. Esta técnica se diferencia da Cromatografia Gasosa (GC) pela utilização de duas colunas cromatográficas de composições e dimensões diferentes conectadas em série e de uma interface para a coleta das frações da primeira coluna e para a reinjeção na segunda em períodos regulares, denominada modulador. Além disso, por apresentar picos mais estreitos (wb 500ms), a frequência de aquisição utilizada é maior ( 100Hz), gerando arquivos que ultrapassam a capacidade de aplicativos comerciais. Assim, no desenvolvimento de sistemas próprios GcxGC, tem-se a necessidade de criar programas ou softwares para controle e tratamento de dados. Neste trabalho, foram desenvolvidos dois sistemas de controle distintos para sistemas GCxGC montados neste laboratório. O primeiro, denominado CROMATOGRAFIA, foi criado baseando-se no conceito de desenvolvimento de software da Fundação do Software Livre, ou seja, utilizou-se recursos de programação e de rede do sistema operacional Linux para realizar o controle e tratamento dos dados cromatográficos em um microcomputador e conversor A/D. Por outro lado, o segundo sistema, denominado LABVIEW, foi criado baseando-se no conceito de otimização de hardware, ou seja, utilizou-se um microcomputador e conversor A/D de médio desempenho em conjunto com uma linguagem de programação de alto nível específica para a automação de instrumentos. Ambos os sistemas de controle foram aplicados e validados em relação ao sinal monitorado, exatidão temporal e controle do modulador, verificando-se que o sistema LABVIEW apresentou resultados mais exatos para as análises qualitativa e quantitativa. Apesar de suas limitações iniciais, o sistema CROMATOGRAFIA com kernel soft real-time também foi aplicado com precisão e exatidão para controle dos sistemas GCxGC, salientando-se que seus módulos de tratamento e representação gráficas apresentaram melhor desempenho que aplicativos comerciais utilizados / Abstract: Comprehensive Two-dimensional Gas Chromatography (GCxGC) is an analytical technique used to separate hundreads of peaks and applied on different samples, like petrochemical products, enviromental and biological materials. This technique differs from convencional Gas Chromatography (GC) by use of two serial connected cappilary columns with different stationary phases and dimensions and a modulator, an interface that collects first column eluate fractions and reinjects them on second at regular time. Futhermore, data acquisition frequency must be higher ( 100Hz), because peak width acquired on GCxGC systems (wb 500ms), is narrow than conventional GC, resulting large data files to process with commercial softwares. On GCxGC system developments is necessary to create softwares for controlling and evaluating chromatographic data parameters. At this research two different control system were developed and applied to automate two home-made GCxGC systems. First control system, called CROMATOGRAFIA, was developed based on Free Software Foudation concept, i.e., it was developped on low level programming language and TCP/IP protocols within Linux O.S to control microcomputer and A/D conversor. On the other hand, second system, called LABVIEW, was developed on hardware optimize, i.e., it was developped with medium performance microcomputer and A/D conversor, using a commercial high-level visual programming language which is specific for automating instrument (NI Labview). Both control systems were checked performance by signal and real-time studies and applied for qualitative and quantitative analysis. LABVIEW system had better accuracy and precise results and, although its initial limits, CROMATOGRAFIA system with soft real-time kernel could be applied to accuracy and precise control GCxGC system with better 3D graphic representation and chromatographic data treatment than used commercial graphic softwares / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-26T11:59:53Z No. of bitstreams: 1 larissalavoratolima.pdf: 7961540 bytes, checksum: 62acce4548a060da77b38e930d2e8807 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-26T13:14:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 larissalavoratolima.pdf: 7961540 bytes, checksum: 62acce4548a060da77b38e930d2e8807 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T13:14:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 larissalavoratolima.pdf: 7961540 bytes, checksum: 62acce4548a060da77b38e930d2e8807 (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / As redes metalorgânicas (ou MOF, do inglês Metal-Organic Frameworks) pertencem à classe dos polímeros de coordenação (ou CP, do inglês coordination polymers) e exibem características como porosidade e cristalinidade. Em particular, as MOF bidimensionais têm despertado o interesse no desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos ópticos e eletrônicos. A capacidade de formação de filmes finos de algumas dessas MOF as tornam materiais mais atraentes. A MOF bidimensional estudada neste trabalho foi a rede {[Zn(2,5-pdc)(H2O)2].H2O}n (2,5­-pdc = 2,5-piridinodicarboxilato), ZnPDC2D. A MOF 2D foi sintetizada e caracterizada por diferentes técnicas experimentais e também foi estudada por simulação computacional. O modelo do ZnPDC2D foi otimizado por dois métodos (PBE e PBE-­D2), os quais descreveram bem os parâmetros estruturais. A partir do modelo do ZnPDC2D, foi elaborada uma proposta para o processo de desidratação e assim, sugerindo a formação de três novas fases (d1-­ZnPDC2D, d2-­ZnPDC2D e d3-ZnPDC2D). A temperatura em que o ZnPDC2D sofre amorfização foi determinada através da medida de difração de raios X com aumento de temperatura in situ e pôde­se inferir que a fase amorfa sofre uma transformação reversível após ser exposta ao ambiente. A termodinâmica da primeira etapa da desidratação mostra que o funcional PBE é mais adequado para descrever a espontaneidade da reação. Espera­se obter as estruturas por meio de análises de difração de raios X por policritais e refinamento pelo método de Rietveld. O trabalho também reporta a simulação da energia de formação do monofilme pelos métodos PBE e PBE-D2. As análises de propriedades eletrônicas para todas as estruturas citadas foram executadas e discutidas conforme os processos e mudanças envolvidas. / Metal-organic frameworks (MOFs) belong to the class of coordination polymers (CPs) and exhibit properties such as porosity and crystallinity. In particular, two­dimensional MOFs have attracted interest in the development of a new generation of optical and electronic devices. The possibility of thin film formation of some of these MOFs makes them more attractive materials. The two­dimensional MOF studied in this work was the network {[Zn(2,5-pdc)(H2O)2].H2O}n (2,5-pdc = 2,5-pyridinedicarboxylate), ZnPDC2D. The MOF 2D was synthesized and characterized by different experimental techniques and was also studied by computer simulation. Two optimized ZnPDC2D structures were obtained by distinct methods (PBE and PBE­-D2) with a good description of their parameters. The structure obtained from the simulation of the dehydration process suggest the formation of three new phases (d1-ZnPDC2D, d2-ZnPDC2D and d3-ZnPDC2D). The temperature at which ZnPDC2D undergoes amorphization was determined by X­ray podwer diffraction measurement with in situ temperature rise and it could be inferred that the amorphous phase undergoes a reversible transformation after being exposed to the environment. The thermodynamics of the first stage of dehydration shows that the PBE functional is adequate to describe the spontaneity of the reaction. The structures are expected to be obtained by X­ray podwer diffraction analysis and refinement by the Rietveld method. Thise work also reports the simulation of the monofilm by the PBE and PBE-D2 methods. The analyses of electronic properties for all th cited structures were performed and discussed according to the processes and changes involved.

[pt] Neste trabalho foi estudado o atrito em escala nanométrica em materiais atomicamente finos, como o grafeno e os dicalcogenetos de metais de transição (TMD) como o dissulfeto de molibdênio (MoS2) e o dissulfeto de tungstênio (WS2). Para tanto, foi utilizado um microscópio de força atômica (AFM), de modo que uma ponta de nitreto de silício suportada por uma haste (cantiléver) é deslizada sob a superfície do material em análise, e o atrito é quantificado de acordo com a deformação lateral da haste. Diferentes parâmetros foram alterados durante a varredura para verificar suas influências, tais como a força normal aplicada durante a varredura e a velocidade relativa em que o sistema ponta-amostra desliza. Parâmetros relativos às superfícies, como número de camadas, rugosidade e adesão também foram investigados. Com a variação da velocidade de deslizamneto, verificamos uma dependência linear com o logaritmo da velocidade, até um ponto de saturação. Esta dependência é amplificada de acordo com o número de camadas do grafeno, de modo que numa monocamada essa inclinação é mais acentuada do que nas demais camadas. Usando o modelo de Prandtl-Tomlinson termicamente ativo, conseguiu-se determinar o potencial de interação entre a ponta do AFM e a superfície analisada, as forças críticas em que a saturação do atrito ocorre e a frequência estipulada com que os eventos de superação da barreira de pontecial acontecem. Com a variação da força normal aplicada, os resultados mostram que grafeno e MoS2 seguem o modelo Johnson-Kendall-Roberts (JKR) de mecânica de contato, enquanto o WS2 segue o modelo Derjaguin-Muller-Toporov (DMT). Para explicar tal diferença, uma hipótese associada ao efeito piezoelétrico é estipulada. Ademais, foi observado que a contaminação das superfícies de grafeno por adsorção de hidrocarbonetos pela exposição ao ar aumenta o atrito medido, e altera sua relação à carga aplicada. Os estágios iniciais da contaminação foram observados, e notou-se que esta se propaga da monocamada para as demais camadas da folha de grafeno, com diferentes taxas de área contaminada por tempo. / [en] In this work, the friction mechanism at the nanoscale of atomically thin materials such as graphene, transition metal dichalcogenides (TMD) such as molybdenum disulfide (MoS2) and tungsten disulfide (WS2), and muscovite mica was studied with the use of an atomic force microscope (AFM). The AFM scans these materials surfaces with a silicon nitride tip which is attached at the end of a cantilever. The tips slides through the surface and friction is measured by the torsional deflection of the cantilever. Parameters such as applied normal load and sliding speed were varied in order to verify their influences. Surfaces properties such as number of layers, roughness and tip-sample adhesion were also analyzed. The sliding speed experiment shows a linear dependence with the logarithm of the scanning velocity, until friction reaches a saturation point, where it remains the same even at higher velocities. Such dependence is amplified with the number of graphene layers, as a monolayer presents a steeper curve than few layers graphene. The data was fitted using the thermally active Prandtl-Tomlinson model and the tip-sample interaction potential was estimated, as well as the critical forces at which friction saturation occurs and the hop frequency at which a potential barrier is surpassed. In the applied normal load experiment, results shows that both graphene and MoS2 follow the Johnson-Kendall-Roberts (JKR) model, while WS2 and mica follows the Derjaguin-Muller-Toporov (DMT) model. In order to explain the different behavior in both TMDs samples, a hypothesis associated with the piezoelectric effect is proposed. Furthermore, the influence of airborne contamination in the friction of graphene was studied. Results shows that the contact mechanics is altered due to adsorbed hydrocarbon molecules on the graphene flakes. Initial stages of contamination shows that it propagates from the monolayer to subsequent layers, with a different contaminated area over time rate.

A utilização de materiais compósitos tornou-se uma alternativa importante em muitas aplicações dentro de diversas áreas da engenharia, pois seus constituintes podem agregar propriedades mecânicas, térmicas e acústicas ao compósito, garantindo eficiência e baixo custo. Com isso, faz-se necessário um maior conhecimento do comportamento mecânico desses materiais diante das solicitações, principalmente no que diz respeito aos campos de deslocamento, deformações e tensões. O presente trabalho tem por finalidade a análise, em nível macroscópico, de estruturas bidimensionais elásticas constituídas de materiais compósitos particulados, utilizando formulação desenvolvida no contexto do Grupo de Mecânica Computacional (GMEC), do Departamento de Engenharia de Estruturas (SET), da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), da Universidade de São Paulo (USP), no qual se insere a presente pesquisa. A formulação utilizada baseia-se no Método dos Elementos Finitos Posicional (MEFP) e foi desenvolvida em nível mesoscópico por tratar da interação entre matriz e partículas. Tal formulação possibilita a consideração da interação partícula-matriz sem a necessidade de coincidência entre as malhas da matriz e das partículas e sem o aumento do número de graus de liberdade dos problemas, admitindo-se aderência perfeita entre as fases. A formulação considera material isotrópico e comportamento não-linear geométrico das fases. A aplicação da formulação foi aqui proposta com o intuito de avaliar a influência da geometria, tamanho, fração volumétrica, distribuição e propriedades mecânicas das partículas adotadas, no comportamento global da estrutura em nível macroscópico. Foram desenvolvidos e apresentados exemplos de aplicação, com comparação dos resultados numéricos das análises com resultados de ensaios experimentais encontrados na literatura, bem como com resultados de modelos matemáticos de homogeneização e modelos numéricos propostos por outros autores, que utilizaram o método dos elementos finitos e técnicas de homogeneização assintótica. / The use of composite materials has become an important alternative in many applications in different areas of engineering, because their constituents can add mechanical, thermal and acoustic properties to the composite, ensuring efficiency and low cost. Thus, it is necessary a better understanding of the mechanical behavior of these materials, mainly regarding displacement, stress and strain fields. This study aims to analyze, in macroscopic scale, two-dimensional elastic structures made of particulate composite materials, using formulation developed in the context of the Grupo de Mecânica Computacional (GMEC), of Departamento de Engenharia de Estruturas (SET), of Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), of Universidade de São Paulo (USP). The formulation is based on the Positional Finite Element Method and was developed in mesoscopic level, considering the matrix-particles interaction and neglecting the interface, by means of kinematic relations used to ensure adherence of the particles to the matrix without introducing new degrees of freedom in the problem. The formulation considers isotropic material and geometric non-linear behavior of the composite phases. The application of the formulation was proposed in this work in order to evaluate the influence of geometry, size, volume fraction, distribution and mechanical properties of the particles adopted in the global behavior of the structure in macroscopic level. Numerical examples were developed and presented in order to compare the numerical results of the analysis with results obtained in experimental studies found in the literature, as well as results of mathematical models and numerical models using finite element method and the asymptotic homogenization technique.

Em geral, uma embarcação de planeio é projetada para atingir elevados níveis de velocidade. Esse atributo de desempenho está diretamente relacionado ao porte da embarcação e à potência instalada em sua planta propulsiva. Tradicionalmente, durante o projeto de uma embarcação, as análises de desempenho são realizadas através de resultados de embarcações já existentes, retirados de séries sistemáticas ou de embarcações já desenvolvidas pelo estaleiro e/ou projetista. Além disso, a determinação dos atributos de desempenho pode ser feita através de métodos empíricos e/ou estatísticos, onde a embarcação é representada através de seus parâmetros geométricos principais; ou a partir de testes em modelos em escala reduzida ou protótipos. No caso específico de embarcações de planeio, o custo dos testes em escala reduzida é muito elevado em relação ao custo de projeto. Isso faz com que a maioria dos projetistas não opte por ensaios experimentais das novas embarcações em desenvolvimento. Ao longo dos últimos anos, o método de Savitsky foi largamente utilizado para se realizar estimativas de potência instalada de uma embarcação de planeio. Esse método utiliza um conjunto de equações semi-empíricas para determinar os esforços atuantes na embarcação, a partir dos quais é possível determinar a posição de equilíbrio de operação e a força propulsora necessária para navegar em uma dada velocidade. O método de Savitsky é muito utilizado nas fases iniciais de projeto, onde a geometria do casco ainda não foi totalmente definida, pois utiliza apenas as características geométricas principais da embarcação para realização das estimativas de esforços. À medida que se avança nas etapas de projeto, aumenta o detalhamento necessário das estimativas de desempenho. Para a realização, por exemplo, do projeto estrutural é necessária uma estimativa do campo de pressão atuante no fundo do casco, o qual não pode ser determinado pelo método de Savitsky. O método computacional implementado nesta dissertação, tem o objetivo de determinar as características do escoamento e o campo de pressão atuante no casco de uma embarcação de planeio navegando em águas calmas. O escoamento é determinado através de um problema de valor de contorno, no qual a superfície molhada no casco é considerada um corpo esbelto. Devido ao uso da teoria de corpo esbelto o problema pode ser tratado, separadamente, em cada seção, onde as condições de contorno são forçadamente respeitadas através de uma distribuição de vórtices. / Generally, a planing craft is designed to achieve high speed levels. This performance attribute is directly related to the boat size and to the propeller plant power. Traditionally, during a boat design, performance analyses are carried out using results taken from systematic series or from others boat previously build by the shipyard and/or designer. Furthermore, performance attributes can be calculated by semi-empirical and/or statistic methods or by tests of reduced scale models. In the specific case of planing boats, the costs of reduced scale tests are too high compared to the design cost itself. Because of this, most designers do not perform experimental tests during the development of new boats. During the last years, the Savitsky method was extensively used to estimate planing craft effective power. The method uses a set of semi-empirical equations to calculate the forces acting on the boat, from which the equilibrium position and the required propeller thrust are determined. During the preliminary phases of planing craft design, the hull geometry hasn\'t been fully defined. Therefore, the Savitsky method is widely used during this phase, because it uses only the main geometrical characteristics to estimate the forces acting on the hull. Advancing toward the final phases of the design process, more detailed information is required. To execute the structural design, for example, the pressure field acting on the hull must be known, which can\'t be estimate using the Savitsky method. The main objective of the present study is to implement a computer method that can be used to estimate the fluid flow and pressure field acting on the hull of a boat moving with forward speed constant in calm water. The fluid flow around the hull is treated as a boundary value problem, in which the wetted hull surface is considered a slender body. The slender body theory enables to solve the problem separately, in each transverse section, where boundary conditions are respected by a sheet of vortices.

A atividade agrícola é uma das atividades mais importantes para o ser humano, pois é fonte de matéria prima, alimentação e energia. No entanto, os principais grandes riscos desta atividade são os de produção e de mercado. A maneira mais popular de gerenciamento destes riscos são os seguros agrícolas. O seguro de produtividade agrícola gerencia o risco de quebra de produção relacionado às adversidades climáticas. Por sua vez, o seguro de faturamento agrícola é uma maneira de gerenciar os riscos de produção e de mercado (preços) conjuntamente. Portanto, este trabalho tem por objetivo apresentar métodos alternativos para precificação dos riscos de produtividade e faturamento agrícola. Na modelagem da distribuição de produtividade utilizou-se distribuições paramétricas que capturam a simetria, a assimetria e a bimodalidade dos dados, características estas geralmente encontradas em produtividades brasileiras. Além disso, a metodologia de cópulas foi utilizada na análise multivariada entre produtividade e preço. Esta metodologia apresenta um ganho significante para estudos de problemas multivariados comparados à distribuição normal multivariada, pois pode-se levar em consideração estruturas de dependências linear, não linear e dependência somente nas caudas da distribuição multivariada. Além disso especifica qualquer tipo de distribuição para as distribuições marginais. Ademais, analisou-se a estrutura de dependência entre produtividade, preços futuros de contrato de soja negociados na Chicago Mercantil Exchange (CME) e a cotação do dólar. Esta análise tridimensional do problema do seguro de faturamento é inédita e foi utilizada pelo fato da soja produzida no Brasil ser exportada e os produtores utilizarem como referência internacional de preços a bolsa americana. Além disso, esta análise tridimensional via cópulas considera a variabilidade e a influência do dólar e o preço futuro da commoditie na modelagem do seguro. Todas as análises foram discutidas e comparadas com as taxas dos seguros aplicadas pelas seguradoras brasileiras. No caso do seguro de produtividade e faturamento (tridimensional), os resultados sugerem que as taxas cobradas pelas seguradoras estão superfaturadas quando comparadas com a metodologia apresentada. A superestimação da taxa dificulta a expressiva venda de seguros no Brasil, além de atrair agricultores com maiores riscos, fortalecendo o problema de seleção adversa. No caso do seguro de faturamento (bidimensional), em que não se leva em consideração a influência do câmbio (dólar) na modelagem, os resultados sugerem que as seguradoras subestimam as taxas do seguro de faturamento, o que pode levar a uma perda grande para a seguradora, pois esta pode estar considerando um risco muito menor do que deveria ser levado em consideração. Na realização das análises foi utilizado o software R. / The agricultural activity is one of the most important activities for humans, as it is a source of raw materials, food and energy. However, this activity presents two major risks: production and market. Agricultural insurance is the most efficient way of managing these risks. Insuring agricultural productivity allows to manage the risk of crop failure due to weather adversities. However, revenue insurance is a way to manage both the production and the market (prices) risks simultaneously. This study aims to present alternative pricing methods risks of agricultural productivity and billing. In modeling the distribution of yield, parametric distributions that capture symmetry, asymmetry and bimodality of the data were used, features usually found in yield in Brazil. In addition, the coupling methodology was used in multivariate analysis between yield and prices. This methodology offers an exceptional gain of multivariate problems compared to the Multivariate Normal distribution, as it takes into account structures of linear and non-linear dependencies and dependency only on the tails of multivariate distribution, in addition to specifying any distribution type for marginal distributions. In addition, we analyzed the dependence structure between yield soybean, future prices traded at the Chicago Mercantil Exchange(CME) and, exchange rate (USD/R$). The three-dimensional analysis of insurance billing via copulas considers variability and influence of dollar and price of commodities exported and traded at CME. All analyses were discussed and compared with insurance rates applied by insurance companies. All analysis are conducted using the R software.

A atividade agrícola é uma das atividades mais importantes para o ser humano, pois é fonte de matéria prima, alimentação e energia. No entanto, os principais grandes riscos desta atividade são os de produção e de mercado. A maneira mais popular de gerenciamento destes riscos são os seguros agrícolas. O seguro de produtividade agrícola gerencia o risco de quebra de produção relacionado às adversidades climáticas. Por sua vez, o seguro de faturamento agrícola é uma maneira de gerenciar os riscos de produção e de mercado (preços) conjuntamente. Portanto, este trabalho tem por objetivo apresentar métodos alternativos para precificação dos riscos de produtividade e faturamento agrícola. Na modelagem da distribuição de produtividade utilizou-se distribuições paramétricas que capturam a simetria, a assimetria e a bimodalidade dos dados, características estas geralmente encontradas em produtividades brasileiras. Além disso, a metodologia de cópulas foi utilizada na análise multivariada entre produtividade e preço. Esta metodologia apresenta um ganho significante para estudos de problemas multivariados comparados à distribuição normal multivariada, pois pode-se levar em consideração estruturas de dependências linear, não linear e dependência somente nas caudas da distribuição multivariada. Além disso especifica qualquer tipo de distribuição para as distribuições marginais. Ademais, analisou-se a estrutura de dependência entre produtividade, preços futuros de contrato de soja negociados na Chicago Mercantil Exchange (CME) e a cotação do dólar. Esta análise tridimensional do problema do seguro de faturamento é inédita e foi utilizada pelo fato da soja produzida no Brasil ser exportada e os produtores utilizarem como referência internacional de preços a bolsa americana. Além disso, esta análise tridimensional via cópulas considera a variabilidade e a influência do dólar e o preço futuro da commoditie na modelagem do seguro. Todas as análises foram discutidas e comparadas com as taxas dos seguros aplicadas pelas seguradoras brasileiras. No caso do seguro de produtividade e faturamento (tridimensional), os resultados sugerem que as taxas cobradas pelas seguradoras estão superfaturadas quando comparadas com a metodologia apresentada. A superestimação da taxa dificulta a expressiva venda de seguros no Brasil, além de atrair agricultores com maiores riscos, fortalecendo o problema de seleção adversa. No caso do seguro de faturamento (bidimensional), em que não se leva em consideração a influência do câmbio (dólar) na modelagem, os resultados sugerem que as seguradoras subestimam as taxas do seguro de faturamento, o que pode levar a uma perda grande para a seguradora, pois esta pode estar considerando um risco muito menor do que deveria ser levado em consideração. Na realização das análises foi utilizado o software R. / The agricultural activity is one of the most important activities for humans, as it is a source of raw materials, food and energy. However, this activity presents two major risks: production and market. Agricultural insurance is the most efficient way of managing these risks. Insuring agricultural productivity allows to manage the risk of crop failure due to weather adversities. However, revenue insurance is a way to manage both the production and the market (prices) risks simultaneously. This study aims to present alternative pricing methods risks of agricultural productivity and billing. In modeling the distribution of yield, parametric distributions that capture symmetry, asymmetry and bimodality of the data were used, features usually found in yield in Brazil. In addition, the coupling methodology was used in multivariate analysis between yield and prices. This methodology offers an exceptional gain of multivariate problems compared to the Multivariate Normal distribution, as it takes into account structures of linear and non-linear dependencies and dependency only on the tails of multivariate distribution, in addition to specifying any distribution type for marginal distributions. In addition, we analyzed the dependence structure between yield soybean, future prices traded at the Chicago Mercantil Exchange(CME) and, exchange rate (USD/R$). The three-dimensional analysis of insurance billing via copulas considers variability and influence of dollar and price of commodities exported and traded at CME. All analyses were discussed and compared with insurance rates applied by insurance companies. All analysis are conducted using the R software.

Submitted by ARMANDO ARQUIMEDES PEZO LOPEZ (armandopezo333@gmail.com) on 2017-09-15T18:49:05Z No. of bitstreams: 1 pezo_a_ms_ift.pdf: 7486652 bytes, checksum: 7101195a7ca026fe9e98885ba89961f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-19T17:23:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pezolopez_aa_me_ift.pdf: 7486652 bytes, checksum: 7101195a7ca026fe9e98885ba89961f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T17:23:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pezolopez_aa_me_ift.pdf: 7486652 bytes, checksum: 7101195a7ca026fe9e98885ba89961f1 (MD5) Previous issue date: 2016-08-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A realização experimental do grafeno em 2004 abriu as portas para os estudos de uma nova geração de materiais, estes chamados materiais bidimensionais são a expressão final do que poderíamos pensar em material plano (monocamada) que, eventualmente, podem ser empilhados para formar o bulk. O grafeno oferece uma grande variedade de propriedades físicas, em grande parte, como o resultado da dimensionalidade de sua estrutura, e pelas mesmas razões, materiais como Fosforeno (P), Siliceno (S), Nitreto de Boro hexagonal (hBN), dicalcogenos de metais de transição (TMDC), etc. São muito interessantes para fins teóricos, como para futuras aplicações tecnológicas que podem-se desenvolver a partir deles, como dispositivos de spintrônica e armazenamento. Neste trabalho o estudo desenvolvido são as propriedades eletrônicas dos materiais apresentados acima (grafeno, fosforeno e MoTe 2 ), e além disso, ja que o acoplamento spin-órbita aumenta à medida que o número atômico tambem aumenta, espera-se que este parâmetro desempenhe um papel na estrutura eletrônica, particularmente para os TMDC’s. Começamos descrevendo genéricamente esses três sistemas, isto é, para o grafeno, podemos usar uma abordagem tipo tight binding, a fim de encontrar a dispersão de energia para as quase-particulas perto do nível de Fermi (Equação de Dirac). Usando cálculos DFT estudou-se de forma geral as propriedades desses sistemas com a inclusão do espin órbita. Abordou-se cálculos para descrever os efeitos do acoplo spin órbita sobre os materiais isolados, tambem nas heterostruturas (duas camadas formadas por eles). Finalmente, tambem estudou-se a possibilidade de defeitos e sua possível influência sobre a estrutura eletrônica das heterostruturas. / The experimental realization of graphene in 2004 opened the gates to the studies of a new generation of materials, these so-called 2 dimensional materials are the final expression of what we could think of a plane material (monolayer) that eventually can be stacked to form a bulk. Graphene, the wonder material, offers a large variety of physical properties, in great part, as the result of the dimensionality of its structure, and for the same reasons, materials like phosphorene(P), silicene(S), hexagonal Boron Nitride (hBN), transition metal dichalcogenides(TMDC), etc. are very interesting for theoretical purposes, as for the future technological applications that we can develope from them, such as Spintronics and Storage devices. In this dissertation we theoretically study the electronic properties of the materials presented above (graphene, Phosphorene and MoTe2), and besides that, since the spin-orbit coupling strength increases as the atomic number does, we expect that this paremeter plays a role in the electronic structure, particularly for the TMDC. We start describing generically those three systems using density functional theory including the effect of spin orbit. We address calculations to describe the effects of spin orbit on the isolated materials as well as the heterostructures. Finally we also include the possibility of defects in graphene and their possible influence on the electronic structure of heterostructures.

Em geral, uma embarcação de planeio é projetada para atingir elevados níveis de velocidade. Esse atributo de desempenho está diretamente relacionado ao porte da embarcação e à potência instalada em sua planta propulsiva. Tradicionalmente, durante o projeto de uma embarcação, as análises de desempenho são realizadas através de resultados de embarcações já existentes, retirados de séries sistemáticas ou de embarcações já desenvolvidas pelo estaleiro e/ou projetista. Além disso, a determinação dos atributos de desempenho pode ser feita através de métodos empíricos e/ou estatísticos, onde a embarcação é representada através de seus parâmetros geométricos principais; ou a partir de testes em modelos em escala reduzida ou protótipos. No caso específico de embarcações de planeio, o custo dos testes em escala reduzida é muito elevado em relação ao custo de projeto. Isso faz com que a maioria dos projetistas não opte por ensaios experimentais das novas embarcações em desenvolvimento. Ao longo dos últimos anos, o método de Savitsky foi largamente utilizado para se realizar estimativas de potência instalada de uma embarcação de planeio. Esse método utiliza um conjunto de equações semi-empíricas para determinar os esforços atuantes na embarcação, a partir dos quais é possível determinar a posição de equilíbrio de operação e a força propulsora necessária para navegar em uma dada velocidade. O método de Savitsky é muito utilizado nas fases iniciais de projeto, onde a geometria do casco ainda não foi totalmente definida, pois utiliza apenas as características geométricas principais da embarcação para realização das estimativas de esforços. À medida que se avança nas etapas de projeto, aumenta o detalhamento necessário das estimativas de desempenho. Para a realização, por exemplo, do projeto estrutural é necessária uma estimativa do campo de pressão atuante no fundo do casco, o qual não pode ser determinado pelo método de Savitsky. O método computacional implementado nesta dissertação, tem o objetivo de determinar as características do escoamento e o campo de pressão atuante no casco de uma embarcação de planeio navegando em águas calmas. O escoamento é determinado através de um problema de valor de contorno, no qual a superfície molhada no casco é considerada um corpo esbelto. Devido ao uso da teoria de corpo esbelto o problema pode ser tratado, separadamente, em cada seção, onde as condições de contorno são forçadamente respeitadas através de uma distribuição de vórtices. / Generally, a planing craft is designed to achieve high speed levels. This performance attribute is directly related to the boat size and to the propeller plant power. Traditionally, during a boat design, performance analyses are carried out using results taken from systematic series or from others boat previously build by the shipyard and/or designer. Furthermore, performance attributes can be calculated by semi-empirical and/or statistic methods or by tests of reduced scale models. In the specific case of planing boats, the costs of reduced scale tests are too high compared to the design cost itself. Because of this, most designers do not perform experimental tests during the development of new boats. During the last years, the Savitsky method was extensively used to estimate planing craft effective power. The method uses a set of semi-empirical equations to calculate the forces acting on the boat, from which the equilibrium position and the required propeller thrust are determined. During the preliminary phases of planing craft design, the hull geometry hasn\'t been fully defined. Therefore, the Savitsky method is widely used during this phase, because it uses only the main geometrical characteristics to estimate the forces acting on the hull. Advancing toward the final phases of the design process, more detailed information is required. To execute the structural design, for example, the pressure field acting on the hull must be known, which can\'t be estimate using the Savitsky method. The main objective of the present study is to implement a computer method that can be used to estimate the fluid flow and pressure field acting on the hull of a boat moving with forward speed constant in calm water. The fluid flow around the hull is treated as a boundary value problem, in which the wetted hull surface is considered a slender body. The slender body theory enables to solve the problem separately, in each transverse section, where boundary conditions are respected by a sheet of vortices.

A utilização de materiais compósitos tornou-se uma alternativa importante em muitas aplicações dentro de diversas áreas da engenharia, pois seus constituintes podem agregar propriedades mecânicas, térmicas e acústicas ao compósito, garantindo eficiência e baixo custo. Com isso, faz-se necessário um maior conhecimento do comportamento mecânico desses materiais diante das solicitações, principalmente no que diz respeito aos campos de deslocamento, deformações e tensões. O presente trabalho tem por finalidade a análise, em nível macroscópico, de estruturas bidimensionais elásticas constituídas de materiais compósitos particulados, utilizando formulação desenvolvida no contexto do Grupo de Mecânica Computacional (GMEC), do Departamento de Engenharia de Estruturas (SET), da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), da Universidade de São Paulo (USP), no qual se insere a presente pesquisa. A formulação utilizada baseia-se no Método dos Elementos Finitos Posicional (MEFP) e foi desenvolvida em nível mesoscópico por tratar da interação entre matriz e partículas. Tal formulação possibilita a consideração da interação partícula-matriz sem a necessidade de coincidência entre as malhas da matriz e das partículas e sem o aumento do número de graus de liberdade dos problemas, admitindo-se aderência perfeita entre as fases. A formulação considera material isotrópico e comportamento não-linear geométrico das fases. A aplicação da formulação foi aqui proposta com o intuito de avaliar a influência da geometria, tamanho, fração volumétrica, distribuição e propriedades mecânicas das partículas adotadas, no comportamento global da estrutura em nível macroscópico. Foram desenvolvidos e apresentados exemplos de aplicação, com comparação dos resultados numéricos das análises com resultados de ensaios experimentais encontrados na literatura, bem como com resultados de modelos matemáticos de homogeneização e modelos numéricos propostos por outros autores, que utilizaram o método dos elementos finitos e técnicas de homogeneização assintótica. / The use of composite materials has become an important alternative in many applications in different areas of engineering, because their constituents can add mechanical, thermal and acoustic properties to the composite, ensuring efficiency and low cost. Thus, it is necessary a better understanding of the mechanical behavior of these materials, mainly regarding displacement, stress and strain fields. This study aims to analyze, in macroscopic scale, two-dimensional elastic structures made of particulate composite materials, using formulation developed in the context of the Grupo de Mecânica Computacional (GMEC), of Departamento de Engenharia de Estruturas (SET), of Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), of Universidade de São Paulo (USP). The formulation is based on the Positional Finite Element Method and was developed in mesoscopic level, considering the matrix-particles interaction and neglecting the interface, by means of kinematic relations used to ensure adherence of the particles to the matrix without introducing new degrees of freedom in the problem. The formulation considers isotropic material and geometric non-linear behavior of the composite phases. The application of the formulation was proposed in this work in order to evaluate the influence of geometry, size, volume fraction, distribution and mechanical properties of the particles adopted in the global behavior of the structure in macroscopic level. Numerical examples were developed and presented in order to compare the numerical results of the analysis with results obtained in experimental studies found in the literature, as well as results of mathematical models and numerical models using finite element method and the asymptotic homogenization technique.