Este trabalho apresenta um conjunto de técnicas para a modelagem paramétrica e geração de malhas de superfícies para uso em sistemas de análise e simulações numéricas pelo Método dos Elementos Finitos. Foram desenvolvidos algoritmos para a geração paramétrica de superfícies, para a determinação das curvas de interseções entre superfícies e para a geração de malhas em superfícies curvas e recortadas. Foram implementas linhas e curvas paramétricas básicas, a partir das quais são geradas superfícies paramétricas de vários tipos que proporcionam uma grande flexibilidade de modelamento geométrico. Curvas e superfícies são geradas e manipuladas de forma interativa. São apresentadas técnicas que simplificam a implementação de linhas e superfícies paramétricas. Foi desenvolvido um algoritmo para determinar as curvas de interseção entre superfícies paramétricas, que são utilizadas como linhas de recorte (trimming lines) para obter geometrias complexas e compostas de várias superfícies. O algoritmo desenvolvido emprega técnicas de subdivisão adaptativa, por quadtrees, em função da curvatura local das superfícies. Primeiramente, obtém-se uma aproximação das curvas de interseção no espaço 3D, através da aproximação por triângulos. Os resultados iniciais são refinados e projetados sobre as duas superfícies envolvidas com algoritmos que permitem obter grande precisão. As curvas de interseção finais são mapeadas nos espaços paramétricos das duas superfícies, porém com uma parametrização única, o que facilita a junção com superfícies adjacentes Um algoritmo de geração de malha foi desenvolvido para gerar malhas triangulares de qualidade sobre as superfícies curvas e recortadas. O algoritmo utiliza um processo de subdivisão adaptativa por quadtrees, similar ao utilizado no algoritmo de interseção, para definir tamanhos de elementos em função da curvatura local. Em seguida, aplica-se um algoritmo tipo advancing front para gerar a malha sobre a superfície. Os algoritmos foram implementados e testados em um ambiente gráfico interativo especialmente desenvolvido para este trabalho. São apresentados vários exemplos que comprovam a eficiência das técnicas e algoritmos propostos, incluindo exemplos de matrizes de conformação mecânica para uso com código de análise METAFOR, análise de sensibilidade para otimização de pré-formas e de modelagem de superfícies compostas recortadas com geração de malhas de qualidade, para uso em análise por Elementos Finitos ou como contorno para geração de elementos tridimensionais.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-13T16:55:53Z No. of bitstreams: 1 RafaelPerrone-dissertacao-versaoCD.pdf: 7060582 bytes, checksum: 99be0604b9e41728d0c378ce61861d85 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-13T16:56:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelPerrone-dissertacao-versaoCD.pdf: 7060582 bytes, checksum: 99be0604b9e41728d0c378ce61861d85 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-13T16:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelPerrone-dissertacao-versaoCD.pdf: 7060582 bytes, checksum: 99be0604b9e41728d0c378ce61861d85 (MD5) / O uso de câmeras aumenta a flexibilidade dos robôs. A visão permite que sistemas robóticos móveis operem em locais de onde se tem pouco ou nenhum conhecimento prévio. Sua aplicação também pode aumentar a confiabilidade e precisão das tarefas robóticas. A realimentação de informações visuais para controlar ou estabilizar a postura de robôs, chamado de controle servo visual ou servovisão, é uma das técnicas de controle baseada em visão. Classifica-se a servovisão em dois grupos: baseada em imagem, que define o erro no espaço da imagem; baseada em posição, que usa informações visuais para fazer uma reconstrução 3D, com o erro definido no espaço Euclidiano. Este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho do controle servo visual baseado em imagem aplicado a veículos aéreos multirrotores. A abordagem baseada em imagem elimina a necessidade de reconstrução tridimensional com alto custo computacional presente na técnica baseada em posição. Outra vantagem é a reduzida sensibilidade a erros de calibração da câmera e ruídos na imagem quando comparada à baseada em posição. A servovisão clássica usa apenas um controlador proporcional constante. Tal abordagem clássica confere simplicidade ao sistema, porém tende a apresentar um elevado sinal de controle nos instantes iniciais do movimento, quando o erro é relativamente grande. O objetivo fundamental do trabalho aqui descrito é analisar abordagens que melhorem o desempenho da servovisão clássica mantendo sua complexidade relativamente baixa. Avaliaram-se duas alternativas: ganho variável e filtro fuzzy. Para comparar os três controladores (clássico, ganho variável e filtro fuzzy) realizaram-se experimentos simulados em dois cenários: primeiro, usando um sistema cinemático completamente atuado com seis graus de liberdade, para verificar a influência do controlador isoladamente; depois, usando um modelo dinâmico de um quadrirrotor para verificar o comportamento em situações próximas da aplicação real. Tanto o ganho variável quanto o filtro fuzzy demonstraram ser capazes de solucionar, ou amenizar, parte dos problemas do controlador clássico. Por fim, validaram-se os algoritmos em um veículo aéreo não tripulado de quatro rotores — o quadrirrotor. Verificou-se que as duas abordagens avaliadas apresentaram menor esforço de controle durante os instantes iniciais, enquanto o tempo de acomodação foi, também, menor. O desempenho em regime apresentou menor oscilação da orientação do robô com o ganho variável e ainda menor com o filtro fuzzy quando comparados à abordagem clássica, indicando que os dois controladores alternativos conseguem reduzir os efeitos das propriedades dinâmicas do veículo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273596.pdf: 2165612 bytes, checksum: 0b27c3621281277e401d3dadde5242a4 (MD5) / O presente trabalho propõe duas novas estratégias para compressão de sinais de vídeo através de algoritmos otimizados em taxa-distorção (RD), focando aplicações típicas de vídeo digital para operação em baixas taxas de bits. As estratégias propostas são implementadas em um codificador de vídeo baseado no padrão H.264, o qual apresenta uma alta complexidade computacional devido principalmente ao grande número de modos de codificação disponível. São apresentadas duas propostas de redução da complexidade, mantendo o desempenho RD próximo àquele do codificador H.264 otimizado em RD usando busca exaustiva. A primeira proposta (denominada rate sorting and truncation - RST) realiza o ordenamento tanto dos vetores de movimento (VMs) quanto dos modos de codificação em ordem ascendente de taxa de bits. O processo de codificação é interrompido quando a taxa de bits dos novos VMs e modos de codificação exceder à menor taxa já obtida para um pré-estabelecido nível de qualidade de imagem. Assim, um grande número de VMs e diversos modos de codificação são descartados antes que sejam avaliados. A segunda proposta consiste em um algoritmo rápido, baseado no perfil de distribuição de vetores do codificador H.264, para estimação de movimento (denominado logarithmic diamond shape search - LDSS). O uso da estratégia RST associada ao algoritmo LDSS reduz até 98% a carga computacional com perda marginal de desempenho RD. / This research work proposes two new video compression strategies, aiming at typical low bit rate video applications using rate-distortion (RD) optimized algorithms. The proposed strategies are implemented on an H.264 video encoder, which has high computational complexity due mainly to the large number of coding modes available. Two approaches are presented for reducing the encoder computational complexity, maintaining the RD performance close to the full search RD optimized H.264 encoder. The first approach (termed rate sorting and truncation - RST) is based on sorting the motion vectors (MVs) and coding modes in an ascending rate order. This sorting and encoding process, which is stopped when the rate value exceeds the previous best rate for a required image quality level, allows the elimination of MVs and coding modes before checking their distortion. Apart from obtaining a significant complexity reduction, the process still remains optimized in RD sense. The second approach is an algorithm (termed logarithmic diamond shape search - LDSS), which explores the MVs distribution profile for the RD optimized H.264 encoder. The use of the RST strategy associated with LDSS algorithm yields up to a 98% reduction in the computational burden, with insignificant RD performance loss.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:06:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289193.pdf: 4908136 bytes, checksum: ddc4383ef13fa37d593197415896df3a (MD5) / Desastres naturais ocasionados por movimentos de encosta são verificados em todas as partes do mundo. Dentre os movimentos, um que merece destaque é conhecido como fluxo de detritos (debris flow). No Brasil, os estudos estão um pouco aquém da linha mundial, levando em consideração apenas a determinação dos locais propícios à ocorrência, desprezando a necessidade de se estimar o alcance e áreas afetadas pela passagem da massa deslocada. Como prova desta necessidade, nos meses de novembro e dezembro de 2008 o estado de Santa Catarina foi afetado por diversos desastres naturais relacionados a chuvas intensas prolongadas, dentre eles, fluxos de detritos. Rio dos Cedros, cidade da região norte do estado, registrou a ocorrência de diversos movimentos de encosta, dentre os quais, dois fluxos de detritos foram utilizados como estudo de caso para este trabalho. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi determinar o alcance da massa deslizada e avaliar os fatores condicionantes para este tipo de fenômeno. Para isso: (i) foram analisadas as chuvas que ocorreram no período, com a finalidade de caracterizar o evento; (ii) foram realizados levantamentos em campo de todo o caminho percorrido pelos fluxos, desde a ruptura até a deposição para posterior análise com dados encontrados na bibliografia e dados de saída do modelo FLO-2D; (iii) foram testadas formulações empíricas, a fim de verificar suas aplicabilidades para geração de dados de entrada para modelagem computacional da bacia do Rio Cunha; e por fim (iv) foi verificada a aplicabilidade e consistência dos dados gerados pelo modelo FLO-2D. Dentre os resultados ficou demonstrado a não possibilidade de se aplicar equações empíricas para determinar o volume total deslocado. Além disso, o modelo FLO-2D foi calibrado e validado apresentando um erro máximo no alcance de 118 m, o que representa uma diferença de 8,22% entre o valor obtido em campo e a pior simulação. Apesar de satisfatórios os resultados obtidos com o modelo, alguns pontos de não reprodução física do fenômeno ocorreram. Por fim, é demonstrada a necessidade da geração de dados de entrada confiáveis para aplicação deste tipo de modelo, bem como a necessidade de respostas rápidas para o levantamento destes fenômenos, pela rápida alteração das características do percurso e da área de deposição com o tempo decorrido.

En este trabajo presentamos un nuevo algoritmo para simulación de medios granulares densos que incluye partículas estáticas en presencia de gravedad. El modelo consiste en esferas duras inelásticas, para el cual contamos con un algoritmo de simulación eficiente. Extendemos la descripción de las partículas de manera de simular sólo las relevantes a la dinámica macroscópica del sistema. Presentamos tres casos de estudio: deposiciones sobre un suelo estático, avalanchas en un plano rugoso inclinado y el flujo en un tambor rotante. Estudiamos cómo dependen los observables físicos de los parámetros del algoritmo en tres casos: la fracción de empaquetamiento de esferas iguales, el ángulo de detención para avalanchas sobre un suelo rugoso y el perfil de velocidad en un tambor rotante. Los resultados obtenenidos son prometedores y muestran que el modelo de simulación conducida por eventos es útil para simular flujos densos, siempre y cuando se disipe energía de forma adecuada. La nueva extensión permite simular sistemas de interés en un tiempo computacional mucho menor que con métodos actuales. Concluimos mostrando diferentes sistemas que pueden ser simulados con nuestro algoritmo y proponemos futuras lineas de investigación.

Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-01-06T13:14:35Z No. of bitstreams: 2 eduardo_pelli.pdf: 13163638 bytes, checksum: 1c84deb18a0518a523c6be26ea65cde1 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-01-06T13:18:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 eduardo_pelli.pdf: 13163638 bytes, checksum: 1c84deb18a0518a523c6be26ea65cde1 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-01-06T13:18:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 eduardo_pelli.pdf: 13163638 bytes, checksum: 1c84deb18a0518a523c6be26ea65cde1 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-06T13:18:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 eduardo_pelli.pdf: 13163638 bytes, checksum: 1c84deb18a0518a523c6be26ea65cde1 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O uso do algoritmo de aprendizado para as redes neurais artificiais (RNA) do tipo feed- forward, nomeado m?quina de aprendizagem extrema (Extreme Learning Machine - ELM), permite que o treinamento possa ser realizado com melhor desempenho do que com o uso dos m?todos de aprendizagem tradicionais, baseados em gradiente descendente, tanto em termos de generaliza??o como na velocidade de aprendizagem. Neste estudo objetivou-se a aplica??o das redes neurais artificiais utilizando o algoritmo ELM em problemas de estimativa da altura ?rvores de Pinus, e tamb?m, em problema de estimativa do volume de madeira dos componentes, fuste e galhos, de ?rvores do Cerrado, de maneira consistente. Na estimativa da altura de ?rvores de Pinus as redes neurais artificiais apresentaram bons resultados em compara??o com m?todos estat?sticos j? utilizados para este fim. Como j? era esperado, a m?quina de aprendizagem extrema se mostrou mais eficiente, do ponto de vista do custo computacional, no treinamento das RNAs em rela??o ao algoritmo back-propagation, mantendo a efic?cia do m?todo. Na aplica??o das RNAs ao problema de estimativa do volume dos componentes de ?rvores do Cerrado foi poss?vel verificar que as redes neurais artificiais podem estimar o volume dos componentes (fuste e galhos) destas ?rvores. N?o foi poss?vel identificar qual ? o melhor m?todo para se estimar o volume de fuste e de galhos de ?rvores do Cerrado de maneira consistente, tendo em vista que, as RNAs presentaram resultados semelhantes aos modelos de regress?o estudados. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2013. / ABSTRACT The use of the learning algorithm for artificial neural networks (ANN) feedforward, named extreme learning machine (ELM), allows the training can be done with better performance than using the traditional methods of learning based on gradient descent both in terms of generalization as learning speed. This study analyzes the application of artificial neural networks using the ELM algorithm in problems such as estimate of the height of pine trees, and also in the problem of estimating the volume of wood components, stem and twigs of trees in the Cerrado, consistently. In estimating the height of trees of Pinus artificial neural networks have shown good results in comparison with statistical methods already used for this purpose. As already expected, the extreme learning machine is more e?cient from the point of view of computational costs, in the training of ANNs, in relation to the back-propagation algorithm, keeping the e?cacy of the method. In the application of ANNs to the problem of estimating the volume of the components of the Cerrado trees it was verified that artificial neural networks can estimate the volume of components (stem and twigs) of these trees. It was not possible to identify which is the best method to estimate the volume of stem and twigs of trees of the Cerrado consistently, considering that the ANNs were similar to those studied regression models.

El objetivo general del presente trabajo de título es habilitar en un computador del Área de Energía del Departamento de Ingeniería Eléctrica, una versión actualizada del ATP (Alternative Transients Program). El ATP es una de las principales herramientas para la resolución de transitorios en redes eléctricas y una de sus frecuentes aplicaciones es la resolución de problemas relativos a impactos de rayos en sistemas de transmisión; bajo esta premisa, se consideró que su aplicación para determinar sobretensiones de rayo en líneas de transmisión era un tema adecuado para ver sus fortalezas, y habilidades.

A popularização das tecnologias de acesso à Internet por “banda larga” suportam a crescente proliferação de aplicações do tipo “par-a-par” (peer-to-peer), onde o usuário doméstico, tipicamente consumidor de informação, passa também a atuar como provedor. De forma simultânea, há uma popularização crescente dos jogos em rede, especialmente dos “jogos maciçamente multijogador” (MMG ou massively multiplayer game) onde milhares de jogadores interagem, em tempo real, em mundos virtuais de estado persistente. Os MMGs disponíveis atualmente, como EverQuest e Ultima Online, são implementados como sistemas centralizados, que realizam toda a simulação do jogo no “lado servidor”. Este modelo propicia controle de acesso ao jogo pelo servidor, além de ser muito resistente a jogadores trapaceiros. Porém, a abordagem cliente-servidor não é suficientemente escalável, especialmente para pequenas empresas ou projetos de pesquisa que não podem pagar os altos custos de processamento e comunicação dos servidores de MMGs centralizados. Este trabalho propõe o FreeMMG, um modelo híbrido, cliente-servidor e par-a-par, de suporte a jogos maciçamente multijogador de estratégia em tempo real (MMORTS ou massively multiplayer online real-time strategy). O servidor FreeMMG é escalável pois delega a maior parte da tarefa de simulação do jogo para uma rede par-apar, formada pelos clientes. É demonstrado que o FreeMMG é resistente a certos tipos de trapaças, pois cada segmento da simulação distribuída é replicado em vários clientes. Como protótipo do modelo, foi implementado o jogo FreeMMGWizards, que foi utilizado para gerar testes de escalabilidade com até 300 clientes simulados e conectados simultaneamente no mesmo servidor Os resultados de escalabilidade obtidos são promissores, pois mostram que o tráfego gerado em uma rede FreeMMG, entre servidor e clientes, é significativamente menor se comparado com uma alternativa puramente cliente-servidor, especialmente se for considerado o suporte a jogos maciçamente multijogador de estratégia em tempo real.

Este trabalho apresenta um modelamento computacional dos diversos componentes de um ciclo de Rankine regenerativo em operação transiente, utilizando as leis fundamentais de balanço de massa e energia, além de algumas equações constitutivas. O cálculo das propriedades termodinâmicas foi realizado através de rotinas desenvolvidas no Grupo de Estudos Térmicos e Energéticos (GESTE) da UFRGS. Os componentes com comportamento inercial são o condensador e o tanque de água de alimentação. Os demais respondem instantaneamente. O método de solução das equações algébricas é seqüencial e o avanço no tempo é totalmente implícito. Primeiramente o sistema é colocado em regime permanente, a partir do qual é introduzida uma mudança de carga na turbina em um determinado intervalo de tempo. Algumas variáveis prescritas foram obtidas a partir de dados reais de uma usina termelétrica. A partir desse modelamento foi possível investigar o comportamento dinâmico do condensador e do tanque de alimentação e de que maneira estes efeitos eram percebidos pelos demais componentes. Os resultados obtidos demonstram que ambos possuem um comportamento dinâmico, sendo que o condensador apresenta uma constante de tempo menor que o tanque de alimentação. O condensador, por rejeitar o calor necessário, acaba por perceber rapidamente as oscilações introduzidas no ciclo Além disto é apresentado um método para determinação de coeficientes globais de troca térmica em condensadores e regeneradores. Os resultados obtidos neste trabalho foram utilizados na modelagem desses componentes durante a construção de um simulador em regime permanente da UTE Presidente Médici - Fase B. Também foi realizada uma pesquisa sobre os diversos programas simuladores de plantas de potência, assim como uma discussão das vantagens introduzidas por simuladores dinâmicos e em regime permanente nas decisões de engenharia.

Este trabalho apresenta um sistema multiagente que permite simular execuções musicais em violão. Em uma execução musical no violão observam-se elementos distintos que, trabalhando em conjunto, produzem a sonoridade desejada pelo músico. Ou seja, as ações tomadas pelo violonista, através do sincronismo de suas mãos sobre o instrumento, influenciam diretamente na sonoridade obtida. A idéia básica deste trabalho é desenvolver uma comunidade de agentes que represente as entidades envolvidas em uma performance musical de violão. Quatro agentes foram identificados e modelados no contexto desta dissertação. São eles: Mão Esquerda (ME): Responsável pela execução dos acordes, ou seja, deve possuir o conhecimento de formação de acordes dada a afinação do instrumento bem como a interpretação das cifras que representam os acordes. Agente Mão Direita (MD): Responsável pelo ritmo impresso na música; Caixa de Som (CS): Permite que os usuários simplesmente escutem a composição, sem nenhuma (ou muito pouca) interferência na composição. Agente Solista (SL): Projetado somente para ler arquivos MIDI e enviar notas para o Agente Caixa de Som (CS). O conhecimento relativo ao reconhecimento das cifras, geração do acorde e posterior cálculo do desenho do acorde para um instrumento de corda foi encapsulado em duas bibliotecas que visam auxiliar no desenvolvimento de outros novos projetos que necessitem de funcionalidades similares. Ainda, são abordadas as questões da comunicação entre os agentes e componentes gráficos utilizados na captura de informações rítmicas. O material musical produzido pelo sistema está contido no CD-ROM em anexo, bem como a documentação das API’s.