Atualmente, o transporte aéreo, em função de sua rapidez e segurança, ée responsável por locomover milhões de pessoas ao ano. A dimensão deste mercado faz com que fabricantes de aeronaves e companhias aéreas invistam em novos equipamentos e programas de treinamento de pessoal. No entanto este tipo de investimento pouco se relaciona diretamente com o conforto do passageiro. O conforto físico e psicológico são fatores altamente significativos. Portanto, os fabricantes e companhias áreas que atenderem a este requisito certamente alcançarão um diferencial mercadológica significativo. ÉE sabido que as CORES influenciam a percepção de dimensão do ser humano, o que pode ser utilizado para evidenciar a silhueta de objetos, tais como, os assentos, botões, painéis laterais, janelas etc., bem como, para diminuir a sensação de confinamento. Acredita-se que as CORES, sendo elementos modificadores do comportamento humano, possibilitam amenizar as fobias, provenientes, neste caso específico, do estado de tensão que as aeronaves ocasionam. O fato do usuário se sentir mais confortável e seguro, e, conseqüentemente, mais feliz, ée um fator decisivo para se conquistar a sua fidelidade. Segundo esse contexto, a pesquisa teve por objetivo compreender, em apresentação ilustrada, os fatores ocasionados ao homem (passageiro) frente ao uso das cores através do sistema de iluminação no espaço interior de aeronaves, estabelecendo sugestões preliminares para orientar o desenvolvimento de um projeto com vias de implantação.

Esta tese de mestrado se propõe a resolver alguns problemas interessantes na área de Computação e Matemática, utilizando técnicas de Análise Combinatória, Teoria dos Grafos, Funções Geratrizes, Programação Dinâmica e Álgebra Linear. No decorrer da tese são abordados 3 problemas cujas soluções apresentam enfoque original, sob o ponto de vista da Teoria da Computação. O primeiro problema é o problema de Ulam (no capítulo referente a este problema, um novo algoritmo heurístico que interpreta o papel de um dos jogadores é apresentado). O segundo problema trata da contagem do número de matrizes de sinais alternantes e o último problema trata da contagem do número recobrimentos por dominós de uma dada figura plana (ou pareamentos perfeitos em grafos bipartidos).

Esta pesquisa aborda a concepção e implementação do Método de Esqueletotipação, visando aumentar a qualidade das transformações de modelos em códigos-fonte no desenvolvimento de software embarcado baseado em modelos. A partir da experimentação em um estudo de caso de sistemas embarcados, envolvendo três experimentos, foi possível constatar tanto aumentos na qualidade dos códigos-fonte gerados, quanto melhorias nas abordagens transformacionais de modelos por meio de cinco diferentes contribuições. A primeira contribuição foi a implementação do Método de Esqueletotipação, para o desenvolvimento de software embarcado baseado em modelos. A segunda envolveu o Padrão de Projeto (Design Pattern) Esqueletotipador, para preparação da transformação de modelos em códigos-fonte. A terceira foi o desenvolvimento da Técnica de Esqueletosincronização, para geração híbrida, de forma manual e automática, de códigos-fonte. A quarta contribuição integrou as três anteriores, na Abordagem de Esqueletotransformação, para propiciar a tradução de modelos em códigos-fonte, baseando-se na filosofia da Arquitetura Dirigida a Modelos (Model-Driven Architecture - MDA). A quinta e última propiciou a verificação da Aplicação do Método de Esqueletotipação no estudo de caso de sistemas embarcados.

Este trabalho tem como objetivo o estudo, implementação e validação de métodos semi-empíricos utilizados para estimar as derivadas de estabilidade estáticas longitudinais de uma aeronave regional ainda em sua fase de anteprojeto. Estas derivadas são importantes para se avaliar as características de estabilidade e controle de uma aeronave. Para isso, foi elaborado um código computacional, desenvolvido em linguagem Matlab, tendo como base para o cálculo das derivadas a metodologia ESDU. Nos pontos onde esta metodologia não apresentou exatidão, dois outros procedimentos de cálculo foram utilizados, desenvolvidos: (i) pelo Prof. Dr. Jan Roskam e (ii) pela NASA, relatado no NASA TND-6800. A geometria da aeronave é inserida como dados de entrada do programa/código, que calcula as derivadas considerando a contribuição de cada componente da aeronave e efeitos aerodinâmicos. Os resultados obtidos são comparados a resultados experimentais provenientes de ensaio em túnel de vento, com o objetivo de validar a metodologia.

O tamanho de turbinas eólicas comerciais tem aumentado consideravelmente nos últimos 25 anos desde aproximadamente uma potência de 50KW com rotores de entre 10 e 15 metros de diâmetro até as turbinas comerciais atuais de 5MW de potência com diâmetros de mais de 120 metros. Este desenvolvimento requer o uso de ferramentas numéricas que permitam prever os carregamentos aerodinâmicos estacionários e não estacionários, não somente nas pás de turbinas, mas também o sistema como um todo, incluindo torre, rotor e sistemas de controle. Neste contexto, este trabalho apresenta um programa computacional baseado na teoria de elemento de pá, a fim de predizer parâmetros geométricos e velocidades relativas ótimos para a obtenção de máxima potência. O método de painéis foi adaptado de forma a incluir os efeitos rotacionais das pás a fim de predizer cargas aerodinâmicas em estado estacionário. A formulação é tridimensional e conta com efeitos de esteira e velocidades angulares. Um estudo de caso para uma pá de turbina eólica de 2MW de potência foi utilizado para demonstrar as capacidades do código desenvolvido. Para avaliar as capacidades do código, foram feitas três tipos de validações. Primeiro foram comparados resultados da literatura da teoria de elemento de pá e do método de elemento fonte-dipolo, "Doublet-Source Lattice", (por separado) com os resultados obtidos pelo código. Uma última validação quantitativa foi feita mediante a comparação com os resultados de um software de fluidodinâmica computacional. O trabalho apresentado não pretende concorrer com os pacotes comerciais de CFD. O que se pretende é desenvolver uma ferramenta de projeto preliminar de pás de turbinas eólicas que permita obter um projeto ótimo em um tempo relativamente curto. Futuramente se pretende continuar esta investigação aderindo ao código a possibilidade de analisar o comportamento estrutural e aeroelástico de pás de turbina eólica, asas e pás de helicópteros.

A compressão de dados é uma ferramenta importante para o armazenamento e a transmissão da informção. Dentro do domínio da imagem digital, uma técnica nova de codificação chamada de Codificação Fractal despertou muito interesse nos último dez anos. O princípio derivado da codificação da imagem por fractal consiste em encontrar uma regra de constução que produza uma imagem fractal, que se aproxime da imagem original. A proposta desta tese consiste em duas partes. A primeira deve rever a codificação imagem por fractal baseada em ações de transformação interativas. Inicialmente, a base teórica é esboçada. O centro desta base teórica é o teorema de mapeamento contrativo e as propriedades matemáticas do Sistema de Função Interativa (IFS). Além disso, o algoritmo fractal clássico de compressão e suas alternativas, incluindo vários métodos de partição da imagem, procurando a estratégia e a classificação do bloco de domínio também são revistas. A segunda parte deve desenvolver um método novo, chamado Codificação Hierárquica de Blocos para comprimir as imagens coloridas, baseado na Codificação Fractal (HCBC). Este método transforma os três planos de cores de uma imagem colorida para uma imagem de um plano de cor através da extração das correlações entre os três planos de cores da imagem original. Ele divide hierarquicamente os três planos de cores em blocos homogêneos. Cada bloco é representado pelo valor médio dos coeficientes tricromáticos dos pixels, e uma imagem composta por um plano de cor comprimida pela codificação fractal. A reconstrução é feita pelo algoritmo de codificaçãp fractal com os valores médios associados a cada bloco. Para decodificar inteiramente a imagem colorida reconstruí-se pelo algoritmo de codificação fractal e pelos valores médios do coeficiente tricromáticos obtida pelo HCBC. Comparado com o método de codificação fractal de três-componentes separados, o método proposto consegue o mesmo nível da qualidade de reconstrução, mas, o que é mais importante, com uma maior taxa de compressão e um menor tempo de compressão.

Este trabalho revisita um método de detecção de falhas baseado em wavelets e propõe uma melhoria na técnica utilizando wavelets adaptativas, implementadas através de bancos de filtros. A dificuldade associada às restrições não-lineares de reconstrução perfeita dos filtros é contornada adotando uma abordagem descrita na literatura, que permite caracterizar os filtros utilizando um conjunto de parâmetros angulares livres de restrições. Esta parametrização é discutida no trabalho e algumas de suas características de relevância para a técnica proposta são demonstradas. A abordagem adotada para a parametrização dos filtros possibilita a utilização de algoritmos simples de busca para otimização sem restrições. Escolheu-se o algoritmo dos poliedros flexíveis, que minimiza localmente uma função de custo, partindo de uma condição inicial conveniente. Para definir tal ponto de partida, propõe-se nesse trabalho um algoritmo que permite a obtenção de um conjunto de parâmetros angulares que caracterize uma wavelet mãe tradicional. Para validação da técnica proposta, foi desenvolvido um esquema de computação analógica para simular a ocorrência de falhas abruptas em um servomecanismo. Três técnicas de detecção de falhas são utilizadas no processamento dos sinais experimentais: wavelets adaptativas, wavelets fixas e observadores de estados. Os resultados mostram que as técnicas baseadas em wavelets são menos susceptíveis a falsos alarmes, a falhas não detectadas e à diminuição na relação sinal/ruído, necessitando, contudo, de um tempo maior para detectar a ocorrência de uma falha que a técnica baseada em observadores de estados. Observa-se ainda que a introdução de wavelets adaptativas melhora o desempenho do sistema de detecção wavelet sem aumentar o seu atraso de resposta.

A duplicação de código é um mau que deve ser combatido a qualquer custo. Existem situações em que parece não haver alternativa, o ambiente de desenvolvimento parece requerer que a informação seja replicada, ou então simplesmente não se percebe que ela está sendo duplicada e isso pode afetar negativamente o desenvolvimento de software de diversas maneiras. A duplicação de código resulta no crescimento do código-fonte e de sua complexidade, prejudicando a manutenção do sistema. Mesmo se fosse possível encontrar e alterar todas as réplicas de um trecho de código, é impossível garantir que todas as mudanças foram realizadas consistentemente - que as regiões comuns permanecem idênticas e que as diferenças foram mantidas - sem comparar manualmente cada trecho de código replicado, palavra por palavra, na esperança de que nenhum detalhe tenha sido deixado de lado. Independente da razão, há meios de se evitar a replicação de código. A geração de código-fonte é uma ferramenta conhecida para evitar que um trecho de código seja espalhado para diversas regiões da aplicação. Em diversas linguagens, estruturas podem ser criadas a partir de uma fonte comum de metadados utilizando um gerador de código-fonte sempre que o código é compilado. Particularmente, se tratando de interfaces com o usuário, outra abordagem seria utilizar uma fonte de metadados para gerar código-fonte em tempo de execução. Esse trabalho apresenta o MAGIU (Modelo Arquitetural de Geração de Interfaces com o Usuário), um modelo conceitual para criação de geradores de código-fonte para o desenvolvimento de interfaces com o usuário.

Motivado pelos avanços tecnológicos dos instrumentos de sensoriamento remoto o que, por sua vez, implica a necessidade de compressores de imagens embarcados em satélites e motivado também pela tendência ao uso de dispositivos comerciais (COTS) em aplicações espaciais, este trabalho propõe uma solução completa em hardware para compressão de imagens de sensoriamento remoto. Como requisitos, considera-se um nível de compressão mínimo é quatro vezes (4:1), com qualidade melhor do que 50 dB e taxa de processamento acima de 5 Mpixel/s. Como solução para compressão, optou-se pelo padrão JPEG-LS, de baixa complexidade, com a adição de recursos de mitigação de erros provocados pelos efeitos da radiação espacial em órbitas baixas, visando sua implementação em dispositivos lógicos programáveis (FPGA) COTS. A susceptibilidade do compressor JPEG-LS, com e sem adição de métodos clássicos de mitigação de erros, como a redundância modular tripla (TMR) e a codificação Hamming, é avaliada utilizando-se um esquema de injeção aleatória de eventos singulares, transitórios (SET) e comutação de bit (SEU), para levantamento de taxas relativas de erros, por simulação, e do respectivo impacto em área, por síntese. Para simular os efeitos da radiação no espaço, emprega-se um modelo com uma distribuição gaussiana de incidência de eventos de duração fixa, menor do que o período de clock, e com uma distribuição uniforme para seleção do sinal e do respectivo bit afetado. Ao longo da simulação, a contagem de erros é efetuada através da comparação dos dados gerados com um padrão de referência, sem erros. O método para avaliação de susceptibilidade proposto possibilita, através de rápidas iterações entre simulação e síntese, a obtenção de informações relevantes que permitem estimar a relação custo-benefício referente à adição de diferentes medidas de mitigação. A solução completa abrange o empacotamento dos dados resultantes da compressão, considerando tópicos como armazenamento temporário e controle da taxa de compressão, para acomodar flutuações na taxa de dados; multiplexação dos dados de diferentes bandas espectrais; formatação dos blocos de dados; e adição de codificação Reed-Solomon, para mitigar erros relativos ao enlace de transmissão. Dentre as contribuições do trabalho destaca-se: a avaliação de um compressor de imagens implementado em hardware com resultados que excedem os requisitos de projeto; a proposta de um método de avaliação de susceptibilidade que se diferencia pela injeção de SETs, pelo levantamento de taxas de erros e pelo tempo relativamente rápido de execução; uma estimativa melhor do que 100 vezes para redução na susceptibilidade do algoritmo de compressão com adição de mitigação de erros, obtida com o emprego do método proposto; e uma avaliação em hardware dos princípios envolvidos na concepção da solução completa, com resultados positivos.

Neste trabalho estudamos analiticamente e numericamente a topologia do campo magnético em tokamaks, nos focando, basicamente, no tokamak ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) em construção na França. Para as análises numéricas utilizamos como ferramenta o conjunto integrado de códigos CRONOS, que realiza simulações de descargas em tokamaks, e acopla uma série de códigos computacionais, tais como o módulo ';Helena';, usado para o estudo do equilíbrio MHD, entre outros. Já a parte analítica foi realizada pela simulação de superfícies magnéticas através de equações diferenciais ordinárias. Simulações numéricas e analíticas são apresentadas para densidades de corrente toroidal com buraco (oca), relatando também o aparecimento de cadeias de ilhas próximas ao eixo magnético, causadas pela inversão de corrente. Simulações das superfícies magnéticas do tokamak ITER, através de campos magnéticos gerados por fios, também são analisadas, assim como alterações na topologia das superfícies causadas pela adição de um ruído que simula colisões de partículas dentro da coluna de plasma. Identificamos neste último modelo estruturas que aprisionam linhas de campo magnético por muitas voltas toroidais, alterando os padrões de escape para as placas do divertor através do efeito stickiness.