Submitted by JOSE DAVID RIVERA ECHEVERRI null (josedavidr@ift.unesp.br) on 2018-01-15T19:59:25Z No. of bitstreams: 1 tese_Jose_Rivera.pdf: 8882823 bytes, checksum: 86e911bf64637bfd689e529e9fd65fbe (MD5) / Approved for entry into archive by Hellen Sayuri Sato null (hellen@ift.unesp.br) on 2018-01-16T17:39:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 riveraecheverri_jd_dr_ift.pdf: 8882823 bytes, checksum: 86e911bf64637bfd689e529e9fd65fbe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T17:39:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 riveraecheverri_jd_dr_ift.pdf: 8882823 bytes, checksum: 86e911bf64637bfd689e529e9fd65fbe (MD5) Previous issue date: 2017-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos ligados que observamos no universo. Dado que as galáxias são consideradas traçadores de matéria escura, os aglomerados de galáxias nos permitem estudar a formação e a evolução de estruturas em grande escala. As contagens do número de aglomerados de galáxias são sensı́veis ao modelo cosmológico, portanto são usadas como observáveis para restringir os parâmetros cosmológicos. Nesta tese estudamos os aglomerados de galáxias óticos. Iniciamos o trabalho analisando a degradação da precisão e a exatidão no desvio para o vermelho fotométrico estimado através de métodos de aprendizagem de máquina (machine learning) ANNz2 e GPz. Além do valor singular do desvio para o vermelho fotométrico clássico (isto é, valor médio ou máximo da distribuição), implementamos um estimador baseado em uma amostragem de Monte Carlo usando a função de distribuição cumulativa. Mostramos que este estimador para o algoritmo ANNz2 apresenta a melhor concorância com a distribuição do desvio para o vermelho espectroscópico, no entanto, uma maior dispersão. Por outro lado, apresentamos o buscador de aglomerados VT-FOFz, o qual combina as técnicas de Voronoi Tessellation e Friends of Friends. Estimamos seu desempenho através de catálogos simulados. Calculamos a completeza e a pureza usando uma região de cilindrica no espaço 2+1 (ou seja, coordenadas angulares e desvio para o vermelho). Para halos maciços e aglomerados com alta riqueza, obtemos valores elevados de completeza e pureza. Comparamos os grupos de galáxias detectados através do buscador de aglomera- dos VT-FOFz com o catálogo RedMaPPer SDSS DR8. Recuperamos ∼ 90% dos aglomerados de galáxias do catálogo RedMaPPer até o desvio para o vermelho de z ≈ 0.33 considerando galáxias mais brilhantes com r < 20.6. Finalmente, realizamos uma previsão cosmológica usando um método MCMC para um modelo plano de wCDM por meio da abundância de aglomerados de galáxias. O modelo fiducial é um universo ΛCDM plano. Os efeitos devidos à massa observável estimada e aos deslocamentos para o vermelho fotométricos são incluı́dos através de um modelo de auto-calibração. Empregamos a função de massa de Tinker para estimar o número de contagens em uma faixa de massa e um bin de deslocamento para o vermelho. Assumimos que a riqueza e a massa do aglomerado estejam relacionadas através de uma lei de potência. Recuperamos os valores fiduciais com nı́vel de confiança de até 2σ para os testes considerados. / The galaxy clusters are the largest bound objects observed in the universe. Given that the galaxies are considered as tracers of dark matter, the galaxy clusters allow us to study the formation and evolution of large-scale structures. The cluster number counts are sensitive to the cosmological model, hence they are used as probes to constrain the cosmological parameters. In this work we focus on the study of optical galaxy clusters. We start analyzing the degradation of both precision and accuracy in the estimated photometric redshift via ANNz2 and GPz machine learning methods. In addition to the classical singular value for the photometric redshift (i.e., mean value or maximum of the distribution), we implement an estimator based on a Monte Carlo sampling by using the cumulative distribution function. We show that this estimator for the ANNz2 algorithm presents the best agreement with the distribution for spectroscopic redshift, nonetheless a higher scattering. On the other hand, we present the VT-FOFz cluster finder, which combines the techniques Voronoi Tessellation and Friends of Friends. Through mock catalogs, we estimate its performance. We compute the completeness and purity by using a cylindrical region in the 2+1 space (i.e., angular coordinates and redshift). For massive haloes and clusters with high richness, we obtain high values of completeness and purity. We compare the detected galaxy clusters via the VT-FOFz cluster finder with the redMaPPer SDSS DR8 cluster catalog. We recover ∼ 90% of the galaxy clusters of the redMaPPer catalog until the redshift z ≈ 0.33 considering brighter galaxies with r < 20.6. Finally, we perform a cosmological forecasting by using a MCMC method, for a flat wCDM model through galaxy cluster abundance. The fiducial model is a flat ΛCDM Universe. The effects due to the estimated observable mass and the photometric redshifts are included via a self-calibriation model. We employ the Tinker’s mass function to estimate the number counts in a range of mass and a redshift bin. We assume that the richness and the cluster mass are related through a power law. We recover the fiducial values at 2σ confindence level for the considered tests.

A presente pesquisa tem por objetivo desenvolver, montar e testar um equipamento de grandes dimensões (largura de 1,5 x 1,5 m e altura de 1,2 m) para o ensaio em laboratório de estruturas de pavimentos com materiais, espessuras de camadas e condições de carregamento similares às de campo. Ainda nesta pesquisa analisou-se o emprego de geossintético como reforço da camada de base de novos pavimentos sobre o efeito da variação da umidade do subleito. O carregamento cíclico é gerado a partir de um cilindro pneumático. A instrumentação é constituída de LVDTs, células de carga e de tensão total que permitem o monitoramento das cargas aplicadas, das tensões no interior das camadas, e deformações elásticas e permanentes na superfície do pavimento. O carregamento cíclico, com frequência de 1 Hz, foi aplicado sobre placas rígidas com diâmetros de 300 mm e 216 mm e magnitudes de 40 kN e 20 kN, respectivamente. A partir das bacias de deflexões obtidas, foi possível, por meio de retro-análise, a determinação dos módulos de resiliência dos materiais e a partir das curvas de recalque obter uma equação da deformação plástica em função do número de ciclos de carga. O equipamento apresentou bom funcionamento, atendeu às expectativas e os transdutores forneceram medidas com a precisão exigida. E a utilização de geogrelha como reforço de camada de base mostrou eficaz tanto na redução das deformações permanentes como elásticas. / This research aims at develop, assembly and test of application of large-scale equipment (width of 1.5 x 1.5 m and height of 1.2 m) for the testing in pavement structures laboratory, with materials, thicknesses of layers and loading conditions similar to the field ones. The research still studied the application of geosynthetics as base layer reinforcement to news pavements by effect of variation in subgrade layer moisture. The loading is cyclic and generated from a pneumatic actuator. The instrumentation is constituted of LVDTs, load-cells and soil pressure transducers that permit monitoring the applied loads and the stress distribution in the interior of the layers, as well as plastic and elastic deformations. The cyclic-loading (frequency of 1 Hz) was applied on a 30-mm-diameter and a 26-mm-diameter rigid plate with force of 40 kN and 20 kN, respectively. From the deflection basin obtained, it is possible, by means of back calculation, the determination of the resilient modulus of the materials and from the deformation basin obtained the equation of permanent deformation in function of the cycle number. The equipment showed a good operation, attended to the expectations and the transducers supplied measures with the precision required.

O problema da previsão da resistência ao escoamento em canais tem atraído a atenção dos engenheiros há longo tempo. Durante os últimos decênios a resistência ao escoamento em canais abertos de fundo fixo tem sido amplamente investigada, usando rugosidade artificial nas superfícies de canais experimentais. A adoção do coeficiente de rugosidade para um canal natural significa estimar a resistência de este ao escoamento. A utilização de um valor incorreto deste coeficiente pode ter grandes impactos na estimação da vazão e em conseqüência no dimensionamento dos projetos de obras hidráulicas. Apresenta-se, mediante pesquisa bibliográfica, os métodos de cálculo para avaliação do coeficiente de rugosidade ou coeficiente de resistência, dando ênfase a aqueles desenvolvidos para canais naturais com rugosidade de grande escala, sem os efeitos do transporte de sedimentos. Em modelo físico avaliam-se os efeitos da distribuição, tamanho e forma dos elementos geométricos na resistência ao escoamento. Espera-se que os resultados da pesquisa proporcionem ao engenheiro os critérios necessários para a avaliação do coeficiente de rugosidade. Os métodos diretos de medição de vazões nos rios nem sempre podem ser levados a cabo em rios de montanha , especialmente na época de cheia, devido às grandes declividades (i>1%), material de grandes dimensões no leito (pedras, seixos, matacões), submersão relativa menor do que 1, condições estas de escoamento que podem ser perigosas para os equipamentos de medição. Em tais circunstâncias é necessário o uso de métodos indiretos. A aplicação das relações de resistência ao escoamento em rios de montanha torna-se difícil pelos escassos conhecimentos na avaliação do coeficiente de resistência. Faz-se uma comparação das diferentes formulações existentes da resistência ao escoamento com dados de um rio dos Andes peruanos, determinando-se uma equação de ajuste. / The flow resistance estimation problem in channels has attracted the engineer's attention for a long time. During the last decades the flow resistance in open channels with rigid bed has been research with the use of artificial roughness in bed flumes. Adapting a natural channel roughness coefficient means the estimation of the corresponding resistance to flow. The use of an incorrect value in this coefficient might produce a big impact in the discharge estimation, as well as in the hydraulic work project. The calculation methods to estimate the roughness coefficient or resistance coefficient are showed through this bibliographic research, attaching importance to those developed for channels with large scale roughness; this without the sediment transport effects into account. The distribution, size and shape effects of the geometric elements in the flow resistance are evaluated in a physical model. It is expected that the research results provide the engineer with the required criteria to estimate the roughness coefficient. The direct methods of the discharge measurement in rivers can not always take place in mountain rivers, owing to the following reasons: high gradients (i>1%), big dimension material (cobbles and boulders), relative submergence lower than unit; flow conditions that might be dangerous for the measuring equipment. Under these circumstances it is necessary the use of indirect methods. The application of flow resistance relations in mountain rivers turns very difficult, due to the limited knowledge in resistance coefficient evaluation. In the following research has been made a comparison of the different existing flow resistance equations in mountain rivers, for a river in the Peruvian Andes by establishing a fitting curve.

O problema da previsão da resistência ao escoamento em canais tem atraído a atenção dos engenheiros há longo tempo. Durante os últimos decênios a resistência ao escoamento em canais abertos de fundo fixo tem sido amplamente investigada, usando rugosidade artificial nas superfícies de canais experimentais. A adoção do coeficiente de rugosidade para um canal natural significa estimar a resistência de este ao escoamento. A utilização de um valor incorreto deste coeficiente pode ter grandes impactos na estimação da vazão e em conseqüência no dimensionamento dos projetos de obras hidráulicas. Apresenta-se, mediante pesquisa bibliográfica, os métodos de cálculo para avaliação do coeficiente de rugosidade ou coeficiente de resistência, dando ênfase a aqueles desenvolvidos para canais naturais com rugosidade de grande escala, sem os efeitos do transporte de sedimentos. Em modelo físico avaliam-se os efeitos da distribuição, tamanho e forma dos elementos geométricos na resistência ao escoamento. Espera-se que os resultados da pesquisa proporcionem ao engenheiro os critérios necessários para a avaliação do coeficiente de rugosidade. Os métodos diretos de medição de vazões nos rios nem sempre podem ser levados a cabo em rios de montanha , especialmente na época de cheia, devido às grandes declividades (i>1%), material de grandes dimensões no leito (pedras, seixos, matacões), submersão relativa menor do que 1, condições estas de escoamento que podem ser perigosas para os equipamentos de medição. Em tais circunstâncias é necessário o uso de métodos indiretos. A aplicação das relações de resistência ao escoamento em rios de montanha torna-se difícil pelos escassos conhecimentos na avaliação do coeficiente de resistência. Faz-se uma comparação das diferentes formulações existentes da resistência ao escoamento com dados de um rio dos Andes peruanos, determinando-se uma equação de ajuste. / The flow resistance estimation problem in channels has attracted the engineer's attention for a long time. During the last decades the flow resistance in open channels with rigid bed has been research with the use of artificial roughness in bed flumes. Adapting a natural channel roughness coefficient means the estimation of the corresponding resistance to flow. The use of an incorrect value in this coefficient might produce a big impact in the discharge estimation, as well as in the hydraulic work project. The calculation methods to estimate the roughness coefficient or resistance coefficient are showed through this bibliographic research, attaching importance to those developed for channels with large scale roughness; this without the sediment transport effects into account. The distribution, size and shape effects of the geometric elements in the flow resistance are evaluated in a physical model. It is expected that the research results provide the engineer with the required criteria to estimate the roughness coefficient. The direct methods of the discharge measurement in rivers can not always take place in mountain rivers, owing to the following reasons: high gradients (i>1%), big dimension material (cobbles and boulders), relative submergence lower than unit; flow conditions that might be dangerous for the measuring equipment. Under these circumstances it is necessary the use of indirect methods. The application of flow resistance relations in mountain rivers turns very difficult, due to the limited knowledge in resistance coefficient evaluation. In the following research has been made a comparison of the different existing flow resistance equations in mountain rivers, for a river in the Peruvian Andes by establishing a fitting curve.

A presente pesquisa tem por objetivo desenvolver, montar e testar um equipamento de grandes dimensões (largura de 1,5 x 1,5 m e altura de 1,2 m) para o ensaio em laboratório de estruturas de pavimentos com materiais, espessuras de camadas e condições de carregamento similares às de campo. Ainda nesta pesquisa analisou-se o emprego de geossintético como reforço da camada de base de novos pavimentos sobre o efeito da variação da umidade do subleito. O carregamento cíclico é gerado a partir de um cilindro pneumático. A instrumentação é constituída de LVDTs, células de carga e de tensão total que permitem o monitoramento das cargas aplicadas, das tensões no interior das camadas, e deformações elásticas e permanentes na superfície do pavimento. O carregamento cíclico, com frequência de 1 Hz, foi aplicado sobre placas rígidas com diâmetros de 300 mm e 216 mm e magnitudes de 40 kN e 20 kN, respectivamente. A partir das bacias de deflexões obtidas, foi possível, por meio de retro-análise, a determinação dos módulos de resiliência dos materiais e a partir das curvas de recalque obter uma equação da deformação plástica em função do número de ciclos de carga. O equipamento apresentou bom funcionamento, atendeu às expectativas e os transdutores forneceram medidas com a precisão exigida. E a utilização de geogrelha como reforço de camada de base mostrou eficaz tanto na redução das deformações permanentes como elásticas. / This research aims at develop, assembly and test of application of large-scale equipment (width of 1.5 x 1.5 m and height of 1.2 m) for the testing in pavement structures laboratory, with materials, thicknesses of layers and loading conditions similar to the field ones. The research still studied the application of geosynthetics as base layer reinforcement to news pavements by effect of variation in subgrade layer moisture. The loading is cyclic and generated from a pneumatic actuator. The instrumentation is constituted of LVDTs, load-cells and soil pressure transducers that permit monitoring the applied loads and the stress distribution in the interior of the layers, as well as plastic and elastic deformations. The cyclic-loading (frequency of 1 Hz) was applied on a 30-mm-diameter and a 26-mm-diameter rigid plate with force of 40 kN and 20 kN, respectively. From the deflection basin obtained, it is possible, by means of back calculation, the determination of the resilient modulus of the materials and from the deformation basin obtained the equation of permanent deformation in function of the cycle number. The equipment showed a good operation, attended to the expectations and the transducers supplied measures with the precision required.

[pt] O desenvolvimento consistente do método convencional dos elementos de contorno (CBEM), com a adição de conceitos da versão simplificada do método híbrido dos elementos de contorno (HBEM), proveniente do potencial variacional de Hellinger-Reissner, conduz-se a um processo computacionalmente mais econômico, sem a necessidade de ter sua precisão numérica reduzida para problemas de grande escala, podendo ser bidimensional ou tridimensional, de potencial ou elasticidade. Conseguiu-se mostrar que as matrizes de potencial duplo e simples do CBEM, H e G, respectivamente, cuja avaliação numérica requer a manipulação de integrais singulares e impróprias, podem ser obtidas de maneira expedita, eliminando-se quase toda a integração numérica, com exceção de algumas integrais regulares. Uma importante característica da formulação proposta, que advém da base variacional do HBEM, é a facilidade da obtenção de resultados em pontos internos, de maneira direta e sem a utilização de qualquer integral de contorno, já que a solução fundamental é a própria solução do problema. O presente trabalho pertence a um projeto cujo resultado final deve ser um código computacional para problemas de grande escala (milhões de graus de liberdade). Nesta fase, alguns exemplos numéricos foram testados para avaliar a aplicabilidade do método expedito, o seu esforço computacional e a convergência do resultado para as variáveis envolvidas no método. Para isso, foram implementados algoritmos para problemas bidimensionais de potencial e elasticidade - usando elementos lineares, quadráticos e cúbicos - e tridimensionais - usando elementos triangulares e quadrilaterais, lineares e quadráticos nos dois casos. Os códigos computacionais foram implementados focando na solução de problemas de grande escala. Espera-se que numa etapa final o projeto possa ser bem mais eficaz, com a incorporação de procedimentos do método fast multipole. / [en] The consistent development of the conventional boundary elements method (CBEM) by adding the concepts of the hybrid boundary element simplified method (HBEM) , from the Hellinger-Reissner variational potential leads to a computationally less intensive procedure, although not necessarily less accurate for large scale, two-dimensional or three-dimensional problems of potential and elasticity. It was shown that both single-layer and double-layer potential matrices, G and H, respectively, are obtained in an expeditious way that vanish almost any numerical integration, except for a few regular integrals, even G and H evaluation requires the handling of singular and improper integrals. The proposed formulation comes from the HBEM variational base and its evaluation at internal points is straightforward without the application of any boundary integral, since the fundamental solution is the analytical one. This work belongs to a project that aims a computer code for large-scale problems (millions of degrees of freedom). At this stage, some numerical examples were analyzed to evaluate the applicability of the method expeditious its computational effort and convergence of the results for the variables involved in the method. It was developed by the algorithms implementation for potential and elasticity problems. In the case of two-dimensional were employed linear, quadratic and cubic elements and to the three-dimensional case were employed triangular, quadrilateral, linear and quadratic elements in both cases. The computational codes were always implemented focused on solving largescale problems. It is expected that in a final stage of the project with the incorporation procedure of the method fast multipole, it can be more efficiently.

A implantação de composições de serviços web de grande escala apresentam vários desafios, tais como falhas corriqueiras na infraestrutura, heterogeneidade tecnológica, distribuição do sistema por diferentes organizações e atualização frequente dos serviços em operação. Nesta dissertação, estudamos como uma implantação automatizada baseada em middleware pode auxiliar na superação de tais desafios. Para isso, desenvolvemos o CHOReOS Enactment Engine, um sistema de middleware que possibilita a implantação distribuída e automatizada de composições de serviços web em uma infraestrutura virtualizada, operando no modelo de computação em nuvem denominado Plataforma como um Serviço. O middleware desenvolvido é avaliado qualitativamente em comparação a abordagens de implantação ad-hoc e quantitativamente pela sua escalabilidade em relação ao tempo de implantação das composições de serviços. / The deployment of large-scale service compositions presents several challenges, such as infrastructure failures, technological heterogeneity, distributions across different organizations, and continuous services updating. In this master thesis, we study how the automated deployed supported by middleware can help in overcoming such challenges. For this purpose, we developed the CHOReOS Enactment Engine, a middleware system that enables the distributed and automated deployment of web service compositions in a virtualized infrastructure, operating in the cloud computing model known as Platform as a Service. The developed middleware is evaluated qualitatively by comparing it with ad-hoc deployment solutions, and it is also evaluated quantitatively by its scalability regarding the deployment time of service compositions.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-17T12:01:58Z No. of bitstreams: 1 wagnerdealmeidajunior.pdf: 2594589 bytes, checksum: 9b2a2375eb8725cfda2a8aabadd86f22 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-28T14:01:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 wagnerdealmeidajunior.pdf: 2594589 bytes, checksum: 9b2a2375eb8725cfda2a8aabadd86f22 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T14:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 wagnerdealmeidajunior.pdf: 2594589 bytes, checksum: 9b2a2375eb8725cfda2a8aabadd86f22 (MD5) Previous issue date: 2015-09-04 / A transmissão de conteúdo de mídia pela Internet é uma tendência que vem crescendo atualmente. Especialmente, o cenário de transmissão de vídeo sob demanda (VoD) já é bastante consolidado. Um novo desafio que surge é a transmissão de vídeo ao vivo, especialmente de conteúdo capaz de atrair um grande número de espectadores como eventos de grande escala. Neste trabalho nós caracterizamos a transmissão ao vivo pela Internet de dois eventos esportivos de grande escala. Esses eventos foram transmitidos gratuitamente por um dos maiores provedores de conteúdo da América Latina através de um portal web acessado pelo protocolo HTTP. Nos baseamos em registros de acesso dos servidores web do provedor para extrair as informações usadas nas caracterizações. Nós quantificamos o impacto da transmissão de um evento de grande escala no provedor de conteúdo e a qualidade de serviço recebida pelos usuários finais. Mostramos que os servidores de vídeo recebem carga substancial e que a carga varia significativamente entre jogos, o que dificulta o provisionamento de capacidade. Além disso apresentamos um mapa da difusão de acesso por região do Brasil com base em observações sobre a mídia recebida pelos clientes. / Streaming media on internet is currently a growing trend. In particular, video-on-demand (VoD) scenario is already quite consolidated. Although, live streaming still facing challenges, specially during large-scale events, which may attract a large number of viewers. In this work, we characterize two large-scale Internet live streaming sport events. These events were streamed free of charge through a web portal accessed via HTTP protocol by one of the largest content provider in Latin America. Our characterization relies on access logs we have obtained from the content provider’s web server. We quantify the impact of a large-scale event transmission on content provider servers. We also characterize the quality of service end users receive. Our results show that video servers receive substantial network load during a large-scale event. Moreover, this network load can vary significantly among distinct matches, which difficult capacity provisioning. In addition we present a map of the Brazilian Internet access distribution based on observations about the media content received by customers.

A implantação de composições de serviços web de grande escala apresentam vários desafios, tais como falhas corriqueiras na infraestrutura, heterogeneidade tecnológica, distribuição do sistema por diferentes organizações e atualização frequente dos serviços em operação. Nesta dissertação, estudamos como uma implantação automatizada baseada em middleware pode auxiliar na superação de tais desafios. Para isso, desenvolvemos o CHOReOS Enactment Engine, um sistema de middleware que possibilita a implantação distribuída e automatizada de composições de serviços web em uma infraestrutura virtualizada, operando no modelo de computação em nuvem denominado Plataforma como um Serviço. O middleware desenvolvido é avaliado qualitativamente em comparação a abordagens de implantação ad-hoc e quantitativamente pela sua escalabilidade em relação ao tempo de implantação das composições de serviços. / The deployment of large-scale service compositions presents several challenges, such as infrastructure failures, technological heterogeneity, distributions across different organizations, and continuous services updating. In this master thesis, we study how the automated deployed supported by middleware can help in overcoming such challenges. For this purpose, we developed the CHOReOS Enactment Engine, a middleware system that enables the distributed and automated deployment of web service compositions in a virtualized infrastructure, operating in the cloud computing model known as Platform as a Service. The developed middleware is evaluated qualitatively by comparing it with ad-hoc deployment solutions, and it is also evaluated quantitatively by its scalability regarding the deployment time of service compositions.

[pt] Otimização topológica (OT) é uma técnica de otimização estrutural capaz de gerar projetos incrivelmente detalhados para uma grande gama de problemas. No entanto, a maioria dos trabalhos de OT presentes na literatura está focada em problemas de minimização de flexibilidade, que não consideram a resistência dos materiais durante o processo de otimização, levando a soluções que não satisfazem limites de falha do material. Neste trabalho, focamos em problemas de OT baseados em tensão no qual introduzimos restrições de tensão no problema de otimização, para garantir a integridade estrutural do projeto final. A formulação de tensão de OT nos leva a um problema de engenharia muito mais natural que nos remete à seguinte pergunta: Qual a estrutura mais leve capaz de suportar as cargas as quais será submetida? Para ajudar a responder essa pergunta e para trazer a OT para mais próximo de aplicações reais, neste trabalho foi desenvolvido um sistema computacional em paralelo, baseado em GPU, considerando uma carga que pode variar a sua direção continuamente e capaz de resolver problemas de larga escala. A implementação em GPU apresenta soluções eficientes para os principais problemas de OT de larga escala, como o filtro, o algoritmo de otimização e a solução das equações de equilíbrio. Ao mesmo tempo, ao considerar uma carga variando continuamente que mais se aproxima das condições reais de carregamento usando uma estratégia de pior cenário, obtém-se soluções mais robustas e mais adequadas a aplicações de engenharia. Várias soluções numéricas são apresentadas, incluindo problemas 3D com mais de 45 milhões de restrições de tensão, que demonstram a efetividade das técnicas desenvolvidas neste trabalho. O sistema de larga escala baseado em GPU combinado com as soluções analíticas para a variação contínua de carga, tem o potencial de expandir o uso da OT na engenharia levando a novas e mais eficientes estruturas. / [en] In the field of structural optimization, Topology Optimization (TO) is one of the most general techniques because it is able to generate complex structures with intricate details for a wide range of problems. However, most of the works in TO have focused on compliance-based design that does not consider material strength in the design process leading to structures that do not satisfy material failure requirements. In this work, we focus on the stress-based design approach. We introduce stress constraints in the optimization procedure to guarantee the structural integrity of the final optimized design. This leads to a more natural formulation that addresses a simple engineering question: What is the lightest structure able to withstand its loads? We developed a large-scale GPU-based parallel stress-constrained TO framework considering a continuous range of varying load directions to answer this question and close the gap between TO and practical application. The developed GPU-based C++/CUDA framework efficiently addresses the main challenges of large-scale TO, filtering, optimization algorithm, and the solution of the equilibrium equations, only requiring a moderately affordable GPU hardware. At the same time, we obtain designs that are more suitable for engineering applications by considering a continuous variable range of load directions that more closely resemble real-life service loads using a worstcase analytical approach. We present several numerical results, including 3D problems with over 45 million local constraints providing detailed optimal structures that demonstrate the capabilities of the techniques developed in this work. The large-scale GPU framework, combined with the analytical solutions for continuously varying load cases, has the potential to expand the applications of TO techniques leading to improved engineering designs.