Submitted by MARCELO ADRIANO DOS SANTOS BONGARTI null (bongartimarcelo@yahoo.com.br) on 2016-03-28T13:33:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Final_Marcelo Bongarti.pdf: 945971 bytes, checksum: da9a2828878f6d2c197507ad078d999d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-29T13:51:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bongarti_mas_me_sjrp.pdf: 945971 bytes, checksum: da9a2828878f6d2c197507ad078d999d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T13:51:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bongarti_mas_me_sjrp.pdf: 945971 bytes, checksum: da9a2828878f6d2c197507ad078d999d (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sejam X um espaço de Banach,\alpha um número complexo tal que Re\alpha > 0 e A um operador linear fechado, não negativo, com domínio e imagem em X. O objetivo deste trabalho é definir o objeto A^\alpha de modo que as propriedades de potência de números complexos sejam preservadas, ou seja, (i) A ^\alpha A^\beta = A^(\alpha+\beta) ; (aditividade) (ii) A^1 = A; (iii) (A^\alpha )^\beta = A (quando o primeiro membro faz sentido). Como aplicação da teoria, caracterizamos o dom ínio da potência fracionária de um operador de nido matricialmente a partir da seguinte Equação Diferencial Parcial abstrata em espaço de Hilbert, prototipo utilizado para modelar sistemas elásticos com forte (ou estrutural) amortecimento: x '' + A^\alpha x' + Ax = 0; 0 < \alpha <= 1; com A sendo um operador positivo e autoadjunto. / Let X be a Banach space, \alpha a complex number such that Re \alpha > 0 and A a non-negative closed linear operator with domain and range in X. The purpose of this work is to de fine the object A^\alpha in a way that the properties of powers of complex numbers be preserved, i.e, (i) A ^\alpha A^\beta = A^(\alpha+\beta) ; (additivity) (ii) A^1 = A; (iii) (A^\alpha )^\beta = A (when the fi rst member makes sense). As an application of theory, we characterized the domain of fractional power of a matrix-valued operator from the abstract Partial Di erential Equation in Hilbert space, prototype used to model elastic systems with strong/structural damping: x'' + A^\alpha x' + Ax = 0; 0<\alpha <= 1; with A being a positive self-adjoint operator.

Orientador: Edmundo Capelas de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-24T12:52:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teodoro_GrazianeSales_M.pdf: 8150080 bytes, checksum: 07ef5ddebc25d941750b2dee59bd4022 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O cálculo fracionário, nomenclatura utilizada para cálculo de ordem não inteira, tem se mostrado importante e, em muitos casos, imprescindível na discussão de problemas advindos de diversas áreas da ciência, como na matemática, física, engenharia, economia e em muitos outros campos. Neste contexto, abordamos a integral fracionária e as derivadas fracionárias, segundo Caputo e segundo Riemann-Liouville. Dentre as funções relacionadas ao cálculo fracionário, uma das mais importantes é a função de Mittag-Leffler, surgindo naturalmente na solução de várias equações diferenciais fracionárias com coeficientes constantes. Tendo em vista a importância dessa função, a clássica função de Mittag-Leffler e algumas de suas várias generalizações são apresentadas neste trabalho. Na aplicação resolvemos a equação diferencial associada ao problema do oscilador harmônico fracionário, utilizando a transformada de Laplace e a derivada fracionária segundo Caputo / Abstract: The fractional calculus, which is the nomenclature used to the non-integer order calculus, has important applications due to its direct involvement in problem resolution and discussion in many fields, such as mathematics, physics, engineering, economy, applied sciences and many others. In this sense, we studied the fractional integral and fractional derivates: one proposed by Caputo and the other by Riemann-Liouville. Among the fractional calculus's functions, one of most important is the Mittag-Leffler function. This function naturally occurs as the solution for fractional order differential equations with constant coeficients. Due to the importance of the Mittag-Leffler functions, various properties and generalizations are presented in this dissertation. We also presented an application in fractional calculus, in which we solved the differential equation associated the with fractional harmonic oscillator. To solve this fractional oscillator equation, we used the Laplace transform and Caputo fractional derivate / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestra em Matemática Aplicada

Orientador: Rubens de Figueiredo Camargo / Resumo: O presente trabalho apresenta a nova modelagem fracionária, que considera propriedades hereditárias e efeitos de memória, no modelo de Gompertz, para descrever a evolução do câncer causado pela infecção do HPV 16. Devido a variabilidade do desenvolvimento do câncer em humanos, utiliza-se o crescimento in vivo do tumor em camundongo transgênico que expressam os oncogenes E6 e E7 tratados com DMBA / TPA (inicializador e promotor do HPV 16) para capturar as características gerais dessa variabilidade. Resultados mostram que a inserção de um novo parâmetro na correção dimensional da modelagem fracionária, descreve, em comparação ao modelo clássico, o progresso do volume tumoral em maior conformidade com os conjuntos de dados reais. / Abstract: The present work presents the fractional modeling, which considers hereditary properties and memory effects, to describe through the Gompertz model, the evolution of cancer caused by HPV 16 infection. Due to the variability of the development of cancer in humans, we used the in vivo growth of the transgenic mouse tumor expressing DMBA / TPA-treated E6 and E7 oncogenes (HPV 16 initiator and promoter) to capture the general characteristics of this variability. Results show that the insertion of a new parameter in the dimensional correction of fractional modeling describes, compared to the classical model, the progress of tumor volume in greater concorda with the actual data sets. / Doutor

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:57:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio Sergio dos Santos Oliveira.pdf: 3420485 bytes, checksum: a83bd8f0798c199d29cbfdc9affea731 (MD5) Previous issue date: 2015-03-18 / This paper had the objective of making a group of students from the fifth grade to build meaning to the fundamental operatorial rules with fractional numbers by using scientific calculators with fractional representation. With this in mind, we developed a sequence of teaching with four students of a public school located in the suburb of Belém-PA. We based our theories on the Theory of Didactic Situations (TDS) (Teoria das Situações Didáticas-TSD) and the Theory of Record of Semiotic Representation and the Didactic Engineering as methodology. The TDS helped us to elaborate, experiment and analyze the results of the sequence, while the Theory of Record of Semiotic Representation helped us to articulate among the figure and numeric records. In the analysis of the activities, we verified that the students after using the scientific calculator, they managed to verbalize and write rules to the addition and subtraction of fractional numbers with the same denominator to a multiplication of any fractional numbers and to the division of fractional numbers that presented not only the numerators but also the multiple denominators. However, the students managed not only by using the calculator to perceive the rules for the addition and division of any fractional numbers. We understand that the calculator allowed the students to search for relations and dot not treat the fractional numbers only as two natural numbers. We also should probably have related to other didactic resources so that they could have perceived the relations between numerators and denominators for the addition and subtraction operations / O presente trabalho teve por objetivo levar um grupo de estudantes do quinto ano do ensino fundamental a construir significado para as regras operatórias fundamentais com números fracionários a partir da utilização de calculadoras científicas com representação fracionária. Com esse intuito, desenvolvemos uma sequência de ensino com quatro alunos de uma escola pública situada na periferia de Belém/PA e como aporte teórico utilizamos a Teoria das Situações Didáticas (TSD) e a Teoria de Registros de Representação Semiótica, e a Engenharia Didática como metodologia. A TSD nos auxiliou na elaboração, experimentação e análise dos resultados da sequência, enquanto a Teoria de Registros de Representação Semiótica na articulação entre registros numéricos e figurais. Na análise das atividades verificamos que os alunos conseguiram, após a utilização da calculadora, verbalizar e escrever regras para a adição e subtração de números fracionários com mesmo denominador, para a multiplicação de quaisquer números fracionários e para a divisão de números fracionários que apresentavam tanto os numeradores, quanto os denominadores múltiplos. No entanto, não conseguiram, apenas utilizando a calculadora perceber as regras para a adição e divisão de números fracionários quaisquer. Entendemos que a calculadora permitiu que os alunos buscassem relações e não tratassem os números fracionários apenas como dois números naturais, mas faltou, provavelmente, relacioná-la a outros recursos didáticos para que percebessem as relações entre numeradores e denominadores para as operações de adição e subtração

A inclusão de fontes alternativas no sistema de energia elétrica possibilita a otimização dos recursos naturais disponíveis para geração. A conexão dessas fontes deve ser efetuada de forma a evitar índices de qualidade de energia incondizentes aos limites estabelecidos por normas nacionais e internacionais. Nesse contexto, sistemas de Geração Distribuída (GD) conectados à rede de distribuição via controle tensão/potência utilizam controladores Proporcional+Ressonantes (P+R) para produzir tensões com mínimas distorções na presença de cargas não lineares. Além disso, esse tipo de solução apresenta resultados satisfatórios na presença de outros tipos de carga (linear, não linear e conexão de máquina de indução), entretanto, para uma carga RLC com frequência de ressonância igual à frequência fundamental, o sistema de GD torna-se instável e as distorções harmônicas ultrapassam os limites mínimos estabelecidos para assegurar a qualidade de energia. Dessa forma, essa dissertação de mestrado propõe a substituição do controlador P+R da frequência fundamental por um controlador de ordem fracionária PI&#955;, projetado através de um algoritmo de otimização heurística. Os resultados obtidos através de simulação demonstram que o controlador proposto apresenta resultados satisfatórios para todas as cargas testadas: Não Linear; Motor de Indução Trifásico e RLC com frequência de ressonância igual à fundamental da rede. Entretanto, os resultados experimentais mostraram uma sensibilidade quanto à mudança de carga e quanto aos parâmetros de discretização do controlador, sugerindo a necessidade de uma análise mais rigorosa na etapa de projeto de modo a se ter robustez quanto à variação de carga. / The insertion of alternative sources in the power system enables the optimization of natural resources available for electrical generation. The connection of these sources to the grid has to be made in order to avoid indices of power quality greater than the limits established by national and international standards. In this context, a Distributed Generation (DG) systems connected to the grid via voltage/power control use a proportional+resonant (P+R) controller to produce not only the fundamental frequency but also to reduce the voltage distortion when nonlinear loads are connected to the DG terminals. Additionally, this type of solution shows satisfactory results for linear, balanced, unbalanced and direct connection of induction machine as well. However, for parallel RLC load with frequency of resonance equals to the fundamental frequency of the grid, the DG system operation becomes unstable with high levels of harmonic distortions and an oscillatory behavior. In this context, we propose the replacement of the PR controller for the fundamental frequency by a fractional order controller PI&#955; designed via a heuristic optimization algorithm. To prove the feasibility of the proposed approach a set of simulations are presented, however, the experimental prototype shown the sensitivity of the controller for different loads and for the controller discretization parameters suggesting the need for more analysis during the design procedures of the PI&#955; controller to achieve the expected robustness.

A inclusão de fontes alternativas no sistema de energia elétrica possibilita a otimização dos recursos naturais disponíveis para geração. A conexão dessas fontes deve ser efetuada de forma a evitar índices de qualidade de energia incondizentes aos limites estabelecidos por normas nacionais e internacionais. Nesse contexto, sistemas de Geração Distribuída (GD) conectados à rede de distribuição via controle tensão/potência utilizam controladores Proporcional+Ressonantes (P+R) para produzir tensões com mínimas distorções na presença de cargas não lineares. Além disso, esse tipo de solução apresenta resultados satisfatórios na presença de outros tipos de carga (linear, não linear e conexão de máquina de indução), entretanto, para uma carga RLC com frequência de ressonância igual à frequência fundamental, o sistema de GD torna-se instável e as distorções harmônicas ultrapassam os limites mínimos estabelecidos para assegurar a qualidade de energia. Dessa forma, essa dissertação de mestrado propõe a substituição do controlador P+R da frequência fundamental por um controlador de ordem fracionária PI&#955;, projetado através de um algoritmo de otimização heurística. Os resultados obtidos através de simulação demonstram que o controlador proposto apresenta resultados satisfatórios para todas as cargas testadas: Não Linear; Motor de Indução Trifásico e RLC com frequência de ressonância igual à fundamental da rede. Entretanto, os resultados experimentais mostraram uma sensibilidade quanto à mudança de carga e quanto aos parâmetros de discretização do controlador, sugerindo a necessidade de uma análise mais rigorosa na etapa de projeto de modo a se ter robustez quanto à variação de carga. / The insertion of alternative sources in the power system enables the optimization of natural resources available for electrical generation. The connection of these sources to the grid has to be made in order to avoid indices of power quality greater than the limits established by national and international standards. In this context, a Distributed Generation (DG) systems connected to the grid via voltage/power control use a proportional+resonant (P+R) controller to produce not only the fundamental frequency but also to reduce the voltage distortion when nonlinear loads are connected to the DG terminals. Additionally, this type of solution shows satisfactory results for linear, balanced, unbalanced and direct connection of induction machine as well. However, for parallel RLC load with frequency of resonance equals to the fundamental frequency of the grid, the DG system operation becomes unstable with high levels of harmonic distortions and an oscillatory behavior. In this context, we propose the replacement of the PR controller for the fundamental frequency by a fractional order controller PI&#955; designed via a heuristic optimization algorithm. To prove the feasibility of the proposed approach a set of simulations are presented, however, the experimental prototype shown the sensitivity of the controller for different loads and for the controller discretization parameters suggesting the need for more analysis during the design procedures of the PI&#955; controller to achieve the expected robustness.

Submitted by LUCAS KENJY BAZAGLIA KURODA null (lucaskuroda@ibb.unesp.br) on 2016-04-15T18:44:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Lucas.pdf: 6780478 bytes, checksum: 57d28e20a68fa0c65cd5e519b8657401 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-18T19:59:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 kuroda_lkb_me_bot.pdf: 6780478 bytes, checksum: 57d28e20a68fa0c65cd5e519b8657401 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-18T19:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kuroda_lkb_me_bot.pdf: 6780478 bytes, checksum: 57d28e20a68fa0c65cd5e519b8657401 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Um dos problemas de saúde mais conhecidos e temidos atualmente e o câncer. Hoje em dia, existem diversos estudos e trabalhos acerca do tratamento e combate desta doença. Nesse sentido, este trabalho utiliza o Cálculo Fracionário (generalização do cálculo usual, com integração e diferenciação de ordens arbitrárias) para descrever o comportamento do número de células tumorais sob a ação do sistema imunológico e do tratamento quimioterápico. Para isso, dividimos a apresentação deste trabalho em três etapas. Primeiramente, é apresentado um estudo do Cálculo Fracionário, suas principais definições, transformadas de Laplace e funções especiais relacionadas. No segundo momento, é apresentado o método "Multi-Step Generalized Differential Transform Method" (MSGDTM), utilizado para resolver sistemas de equações diferenciais fracionárias. Por fim, a versão fracionária de um modelo de dinâmica tumoral e apresentado e discutido. É observado que uma mudança na ordem da derivada fracionária gera uma mudança no comportamento da dinâmica tumoral, apresentada pelo modelo clássico. / One of the most known and feared health problems is cancer. Nowadays, there are several studies and works about the treatment and combat to this disease. In this sense, this work uses the fractional calculus (generalization of the usual calculus, with integration and differentiation of arbitrary orders) to describe the behavior of the number of tumor cells under the action of the immune system and chemotherapy. To do this, we divide the presentation of this work in three stages. First, a study of Fractional Calculus, its main de nitions, Laplace transforms and special functions, are presented. In the second phase, the "Multi-Step Generalized Differential Transform Method" (MSGDTM) is displayed and used to solve fractional differential equations. Finally, the fractional version of a tumor dynamics model is presented and discussed. It is observed that a change in the order of fractional derivative generates a change in behavior of the tumor dynamics, presented by the classical model.

Submitted by Arianne Vellasco Gomes (ariannevellasco@gmail.com) on 2018-06-15T18:52:22Z No. of bitstreams: 1 Arianne_Vellasco_Gomes_TESE_POSMAT_2018.pdf: 4211125 bytes, checksum: 16221f3149817fbc6e4db2f2026f2f14 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-06-18T17:39:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gomes_av_dr_bauru.pdf: 3510911 bytes, checksum: 2abe98b4f93107bb6dc267a184ebef70 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T17:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gomes_av_dr_bauru.pdf: 3510911 bytes, checksum: 2abe98b4f93107bb6dc267a184ebef70 (MD5) Previous issue date: 2018-04-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Tópicos fundamentais da estrutura eletrônica de materiais cristalinos, são investigados de forma generalizada mediante o Cálculo Fracionário. São calculadas as bandas de energia, as funções de Bloch e as funções de Wannier, para a equação de Schrödinger fracionária com derivada de Riesz. É apresentado um estudo detalhado do caráter não local desse tipo de derivada fracionária. Resolve-se a equação de Schrödinger fracionária para o modelo de Kronig-Penney e estuda-se os efeitos da ordem da derivada e da intensidade do potencial. Verificou-se que, ao passar da derivada de segunda ordem para derivadas fracionárias, o comportamento assintótico das funções de Wannier muda apreciavelmente. Elas perdem o decaimento exponencial, e exibem um decaimento acentuado em forma de potência. Fórmulas simples foram dadas para as caudas das funções de Wannier. A banda de energia mais baixa mostrou-se estar relacionada ao estado ligado de um único poço quântico. Sua função de onda também apresentou decaimento em lei de potência. As bandas de energia superiores mudam de comportamento em função da intensidade do potencial. No caso inteiro, a largura de cada uma dessas bandas diminui. No caso fracionário, diminui inicialmente e depois volta a aumentar, aproximando-se de um valor infinito à medida que a intensidade do potencial tende ao infinito. O grau de localização das funções de Wannier, expresso pelo desvio padrão da posição, mostra um comportamento similar ao da largura das bandas de energia. Além dos cristais perfeitos a Ciência de Materiais estuda cristais com defeito. Os defeitos são responsáveis por muitas propriedades de interesse tecnológico e podem induzir estados localizados. Neste trabalho, calculado o estado localizado de menor energia no modelo de Kronig-Penney fracionário com defeito, mediante método das transformadas de Fourier e das funções de Wannier. Verificou-se que este estado também decai em forma de lei de potência. / Basics topics on the electronic structure of crystalline materials are investigated in a generalized fashion through Fractional Calculus. The energy bands, the Bloch and Wannier functions for the fractional Schr odinger equation with Riesz derivative are calculated. The non-locality of the Riesz fractional derivative is analyzed. The fractional Schr odinger equation is solved for the Kronig-Penney model and the e ects of the derivative order and the potential intensity are studied. It was shown that moving from the integer to the fractional order strongly a ects the asymptotic behavior of the Wannier functions. They lose the exponential decay, gaining a strong power-law decay. Simple formulas have been given for the tails of the Wannier functions. A close relatim between the lowest energy band and the bound state of a single quantum well was found. The wavefunction of the latter decays as a power law. Higher energy bands change their behavior as the periodic potential gets stronger. In the integer case, the width of each one of those bands decreases. In the fractional case, it initially decreases and then increases. The width approaching a nite value as the strength tends to in nity. The degree of localization of the Wannier functions, as expressed by the position standard deviation, behaves similarly to the width of the energy bands. In addition to perfect crystals, Materials Science studies defective crystals. Defects are responsible for many properties of technological interest and can induce localized states. In this work, the localized state of lowest energy in the fractional Kronig-Penney model with defect is calculated through of the Fourier transform method and the Wannier functions. It was shown that is decays as a power law.

Orientador: Rubens de Figueiredo Camargo / Resumo: Um dos problemas de saúde mais conhecidos e temidos atualmente e o câncer. Hoje em dia, existem diversos estudos e trabalhos acerca do tratamento e combate desta doença. Nesse sentido, este trabalho utiliza o Cálculo Fracionário (generalização do cálculo usual, com integração e diferenciação de ordens arbitrárias) para descrever o comportamento do número de células tumorais sob a ação do sistema imunológico e do tratamento quimioterápico. Para isso, dividimos a apresentação deste trabalho em três etapas. Primeiramente, é apresentado um estudo do Cálculo Fracionário, suas principais definições, transformadas de Laplace e funções especiais relacionadas. No segundo momento, é apresentado o método "Multi-Step Generalized Differential Transform Method" (MSGDTM), utilizado para resolver sistemas de equações diferenciais fracionárias. Por fim, a versão fracionária de um modelo de dinâmica tumoral e apresentado e discutido. É observado que uma mudança na ordem da derivada fracionária gera uma mudança no comportamento da dinâmica tumoral, apresentada pelo modelo clássico. / Abstract: One of the most known and feared health problems is cancer. Nowadays, there are several studies and works about the treatment and combat to this disease. In this sense, this work uses the fractional calculus (generalization of the usual calculus, with integration and differentiation of arbitrary orders) to describe the behavior of the number of tumor cells under the action of the immune system and chemotherapy. To do this, we divide the presentation of this work in three stages. First, a study of Fractional Calculus, its main de nitions, Laplace transforms and special functions, are presented. In the second phase, the "Multi-Step Generalized Differential Transform Method" (MSGDTM) is displayed and used to solve fractional differential equations. Finally, the fractional version of a tumor dynamics model is presented and discussed. It is observed that a change in the order of fractional derivative generates a change in behavior of the tumor dynamics, presented by the classical model. / Mestre

Orientador: Edmundo Capelas de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-26T00:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_DanieladosSantosde_M.pdf: 3702602 bytes, checksum: c0b05792ff3ac3c5bdd5fad1b7586dd5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo sobre as funções de Mittag-Leffler de um, dois e três parâmetros. Apresentamos a função de Mittag-Leffler como uma generalização da função exponencial bem como a relação que esta possui com outras funções especiais, tais como as funções beta, gama, gama incompleta e erro. Abordamos, também, a integração fracionária que se faz necessária para introduzir o conceito de derivação fracionária. Duas formulações para a derivada fracionária são estudadas, as formulações proposta por Riemann-Liouville e por Caputo. Investigamos quais regras clássicas de derivação são estendidas para estas formulações. Por fim, como uma aplicação, utilizamos a metodologia da transformada de Laplace para resolver a equação diferencial fracionária associada ao problema do oscilador harmônico fracionário / Abstract: This work presents a study about the one- two- and three-parameters Mittag-Leffler functions. We show that the Mittag-Leffler function is a generalization of the exponential function and present its relations to other special functions beta, gamma, incomplete gamma and error functions. We also approach fractional integration, which is necessary to introduce the concept of fractional derivatives. Two formulations for the fractional derivative are studied, the formulations proposed by Riemann-Liouville and by Caputo. We investigate which classical derivatives rules can be extended to these formulations. Finally, as an application, using the Laplace transform methodology, we discuss the fractional differential equation associated with the harmonic oscillator problem / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestra em Matemática Aplicada