Submitted by Jeferson Rodrigues de Lima (jeferson.lima@uffs.edu.br) on 2018-02-21T11:59:51Z No. of bitstreams: 1 MENEZES.pdf: 2341729 bytes, checksum: 8abf3f6647c0002ec9ea01bf77ef45dd (MD5) / Approved for entry into archive by Diego dos Santos Borba (dborba@uffs.edu.br) on 2018-02-27T18:17:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MENEZES.pdf: 2341729 bytes, checksum: 8abf3f6647c0002ec9ea01bf77ef45dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-27T18:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MENEZES.pdf: 2341729 bytes, checksum: 8abf3f6647c0002ec9ea01bf77ef45dd (MD5) Previous issue date: 2017 / Na literatura da Modelagem Matemática é possível encontrar diversas obras que discorrem a respeito de seus objetivos e benefícios relativos à educação, todavia há certa carência de trabalhos que especifiquem o tipo de conhecimento matemático que é desenvolvido através destas atividades. Portanto, neste trabalho são observadas as características do conhecimento matemá- tico abordado quanto à modelagem, são analisadas as estratégias utilizadas pelos estudantes para a construção do modelo e a matemática por eles utilizada na busca de soluções aos problemas propostos. A pesquisa foi desenvolvida com alunos do 3º ano do ensino médio, em uma escola pública do município de Erechim/RS. O trabalho se caracteriza como uma observação sistemática, tendo como foco o fenômeno educacional, analisando as informações obtidas por observação direta e contínua. Com este trabalho é possível identificar que a abordagem da Modelagem Matemática no ensino de Matemática evidencia outros saberes matemáticos que vão além de executar algoritmos. / In the literature of Mathematical Modeling it is possible to find several works that discuss their objectives and benefits related to education, but there is a certain lack of work that specifies the type of mathematical knowledge that is developed through these activities. Therefore, in this work the characteristics of the mathematical knowledge approached in terms of modeling are analyzed, the strategies used by the students to construct the model and the mathematics used by them in the search for solutions to the proposed problems are analyzed. The research was developed with students of the 3rd year of high school, in a public school in the municipality of Erechim / RS. The work is characterized as a systematic observation, focusing on the educational phenomenon, analyzing the information obtained by direct and continuous observation. With this work it is possible to identify that the approach of Mathematical Modeling in the teaching of Mathematics evidences other mathematical knowledges that go beyond executing algorithms.

VIDAL, T. F. Modelagem fuzzy para sistema DBO/OD em reservatório com estratificação térmica utilizando modelos de balanço de massa. 2016. 123 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-18T11:35:28Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_tfvidal.pdf: 1471065 bytes, checksum: 3e66a367b244937c7dcaa404217fa4c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-18T17:50:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_tfvidal.pdf: 1471065 bytes, checksum: 3e66a367b244937c7dcaa404217fa4c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T17:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_tfvidal.pdf: 1471065 bytes, checksum: 3e66a367b244937c7dcaa404217fa4c8 (MD5) Previous issue date: 2016-05-19 / The study was aimed at developing a methodology to assess the risk of failure of a stratified reservoir in climate change scenarios, hydrologic and hydraulic, checking the behavior of biochemical oxygen demand and dissolved oxygen, as well as assess how these main changes will affect the quality aspects of the water system as a whole. To this end, we used computer mathematical modeling structured to provide a mathematical description and closer to reality. a methodology with fuzzy logic application to investigate how these changes can interfere with the operation of great state of a reservoir, in order to improve the understanding and management of water resources through various computer simulations was created without the need for require large expenditures. Among the simulations and results showed that the higher the water flow at the entrance, the less the risk of failure in relation to BOD, since the DO concentration increases, consequently the reduction of BOD. In another scenario, for more organic load of releases that W = 2500 kg / month, the risk of failure increased significantly, due to decreased oxygen concentrations caused by degradation of organic matter. It was also found that evaporation is a critical factor in the water balance, intensity influences directly the concentrations of DO and BOD. For large evaporated flows, the risk remains high, especially during the dry season, concluding that evaporation is a factor capable of interfering in both the dynamics of the reservoir and in the deterioration of water quality. Thus, developing effective control measures, particularly in semi-arid regions with low rainfall, become essential to the conservation of source water quality / O estudo tem como objetivo central desenvolver uma metodologia que permita avaliar o risco de falha de um reservatório estratificado em cenários de mudanças climáticas, hidrológicas e hidráulicas, verificando o comportamento da demanda bioquímica de oxigênio e do oxigênio dissolvido, assim como avaliar de que forma estas mudanças irão afetar os principais aspectos de qualidade de água do sistema como um todo. Para tal, foi utilizada modelagem matemática computacional estruturada para fornecer uma descrição matemática bem próxima da realidade. Foi criada uma metodologia com aplicação de lógica fuzzy para investigar o quão essas mudanças podem interferir no estado ótimo de operação de um reservatório, com o intuito de aprimorar a compreensão e a gestão dos recursos hídricos, através de diferentes simulações computacionais, sem a necessidade de demandar grandes gastos. Dentre as simulações realizadas, resultados mostraram que quanto maior a vazão de água na entrada, menor o risco de falha em relação a DBO, já que a concentração de OD aumenta, por consequência da diminuição de DBO. Em outro cenário, para lançamentos de carga orgânica maiores que W = 2.500 kg/mês, o risco de falha aumentou significativamente, devido a diminuição da concentração de oxigênio ocasionada pela degradação da matéria orgânica. Também foi verificado que a evaporação é um fator crítico dentro do balanço hídrico, sua intensidade influi de forma direta nas concentrações de OD e DBO. Para grandes vazões evaporadas, o risco permanece elevado, principalmente durante o período seco, concluindo-se que a evaporação é um fator determinante capaz de interferir tanto na dinâmica do reservatório quanto na deterioração da qualidade da água. Desta forma, a elaboração medidas de controle eficazes, principalmente em regiões semiáridas com baixos índices pluviométricos, se tornam imprescindíveis para a conservação da qualidade da água do manancial

O desenvolvimento de queimadores de baixo NOx é baseado na compreensão da interação entre a cinética química da combustão e o campo do escoamento. Escoamentos rotacionais (swirling flows) são caracterizados pela presença de gradientes de pressão radiais e axiais, e tem sido aplicados como técnica de combustão para a minimização desses poluentes. Neste trabalho é apresentada a modelagem numérica de uma câmara de combustão cilíndrica com queimador dotado com swirler de blocos móveis. O modelo, composto pela equação de continuidade, balanços da quantidade de movimento em três dimensões, o transporte da energia cinética turbulenta e da vorticidade, transporte de espécies químicas e energia, foi implementado numericamente sob a plataforma computacional Fluent. A câmara foi simulada considerando propano combustível e os resultados comparados a dados experimentais de uma câmara cilíndrica operada com GLP. Como principal resultado foi possível identificar a ocorrência da ZCR no escoamento e a influência do número de swirl sobre as características da combustão. / The development of low NOx burners is based on the comprehension of the interaction between combustion kinetics and flow field. Swirling flows are characterized by radial and axial pressure gradients, which improve the recirculation of the hot products into the flame region, and then enhance the combustion efficiency have being proposed as a mean to reduce NOx emissions from these equipment’s. This work presents the numerical modeling of cylindrical combustion chamber equipped with movable blocks burner. The model includes the continuity equation along with the 3D momentum balance equations, the k-ω shear stress transport turbulence model equations, the energy balance and the equations for transport chemical species. Results of the simulation of the swirling reactive flow in the combustion chamber, performed using Fluent CFD package, are validated by comparison with experimental data obtained elsewhere. As a main result, it was possible to identify the occurrence of a CRZ in the flow and to discuss the influence of the swirl number on the combustion characteristics.

OLIVEIRA FILHO, A. A. Modelagem da qualidade da água do Rio Poti. 2014. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-10T19:19:48Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_aaoliveirafilho.pdf: 11121501 bytes, checksum: bbf3af7b5ee2f54d744fb333fa03e4a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-16T17:13:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_aaoliveirafilho.pdf: 11121501 bytes, checksum: bbf3af7b5ee2f54d744fb333fa03e4a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-16T17:13:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_aaoliveirafilho.pdf: 11121501 bytes, checksum: bbf3af7b5ee2f54d744fb333fa03e4a2 (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / The disorderly growth of the capital of Piauí, marked mainly by housing occupancy on the banks of river Poti and the existence of clandestine connections of raw sewage in rainwater drainage pipes, has contributed significantly to the pollution of the waters of the river basin of the Parnaíba River (semiarid region Brazil). This research consists of making water quality measuring campaigns in Poti river and sewage released that, via gallery rainwater, focusing on a river stretch of 36.8 km long, located in the city of Teresina / PI, as well as mathematical modeling of water quality of the river based on WHAT-UFMG platform. The research is presented as the first study involving modeling of water quality in a water body of the state of Piauí. Modeled components were: dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD) and thermotolerant coliform (TC). The results of field measurements indicated TC parameter discontinuities with respect to CONAMA Resolution n° 357/2005. The calibration of the decay coefficients for each parameter resulting in deviations between measured and modeled data of up to 20%, which shows that the QUALUFMG can be used as a basis for predicting the quality of water in rivers located in semiarid regions. The calibrated model was also compared to field data from the literature. Finally, simulations were performed for different flow scenarios (Q10, Q90 and Q7,10), with consistent results and that can be used for the management of water resources in the state of Piauí. / O crescimento desordenado da capital piauiense, marcado sobretudo pela ocupação habitacional às margens do rio Poti e pela existência de ligações clandestinas de esgoto bruto nas tubulações de drenagem pluvial, tem contribuído significativamente para a poluição das águas da bacia hidrográfica do rio Parnaíba (região semiárida do Brasil). A presente pesquisa consiste na realização de campanhas de medição da qualidade da água no rio Poti e dos esgotos lançados no mesmo, via galeria de águas pluviais, com foco em um trecho do rio de 36,8 km de extensão, localizado na cidade de Teresina/PI, bem como na modelagem matemática da qualidade da água deste rio com base na plataforma QUAL-UFMG. A pesquisa apresenta-se como o primeiro estudo envolvendo modelagem da qualidade da água em um corpo hídrico do estado do Piauí. Os componentes modelados foram: oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e coliformes termotolerantes (CT). Os resultados das medições de campo indicaram desconformidades do parâmetro CT com relação à Resolução CONAMA nº 357/2005. A calibração dos coeficientes de decaimento para cada parâmetro resultou em desvios entre dados medidos e modelados de até 20%, o que mostra que o QUAL-UFMG pode ser utilizado como base para predição da qualidade da água em rios localizados em regiões semiáridas. O modelo calibrado também foi comparado a dados de campo obtidos na literatura. Finalmente, foram realizadas simulações para diferentes cenários de vazão (Q10, Q90 e Q7,10), apresentando resultados coerentes e que podem ser utilizados para a gestão dos recursos hídricos do estado do Piauí.

LOPES, A. A. S. Desenvolvimento de uma metodologia, com base na teoria Fuzzy, aplicada a modelos da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e oxigênio dissolvido (OD), para calcular o risco de degradação ambiental em rios naturais. 2009. 140 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T14:54:29Z No. of bitstreams: 1 2009_tese_aaslopes.pdf: 4415239 bytes, checksum: 62577cd21d90eabe3cff5b7b0fbbae00 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T17:13:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_tese_aaslopes.pdf: 4415239 bytes, checksum: 62577cd21d90eabe3cff5b7b0fbbae00 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T17:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_tese_aaslopes.pdf: 4415239 bytes, checksum: 62577cd21d90eabe3cff5b7b0fbbae00 (MD5) Previous issue date: 2009-10-23 / On the basis of the Principles of the Mass Transport, the mathematical model developed in this study establishes the relations between the Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Dissolved Oxygen (DO), for different sources of launchings. The application of the fuzzy theory in this model of pollutant transport allows that the existing uncertainties in the variable involved in these processes, specifically in the solution of the advective diffusion equation, is able to evaluate the risks of contamination of a water system ahead of the pollutant substance launching. The fuzzy methodology was developed with the objective to transform the mathematical model of DBO/OD into a set of fuzzy differential equations, where the main parameters in this model had been represented as Membership functions. A computational program was developed for this study, codified in language FORTRAN 90, that allows us to construct models of simulation of water quality, on the basis of the methodology proposed. Some distinct scenes had been considered that describe the alterations in the quality of the water in natural rivers, on the basis of the investigation of the hydraulics parameters, in the formations of the membership functions of the concentration and in the propagation of a pollutant cloud. The results present the analyses of the risk of environmental degradation, and the analyses of the guarantee, that are influenced by the hydraulics and hydrologics parameters, standing out the outflows for any type of launching, the bed slope and the roughness. In synthesis, the fuzzy methodology is a tool of planning and management of water resources and, an alternative procedure when applied to the processes of pollutant transport / Com base nos Princípios de Transporte de Massa, o modelo matemático desenvolvido neste estudo estabelece as relações entre a Demanda Bioquímica do Oxigênio (DBO) e o Oxigênio Dissolvido (OD), para diferentes fontes de lançamentos. A aplicação da teoria fuzzy neste modelo de transporte de poluente permite que as incertezas existentes nas variáveis envolvidas nestes processos, especificamente na solução da equação da difusão advectiva, sejam capazes de avaliar os riscos de contaminação de um sistema hídrico diante dos lançamentos de substâncias poluentes. A metodologia fuzzy foi desenvolvida com o objetivo de transformar o modelo matemático de DBO/OD em um conjunto de equações diferenciais fuzzy, onde os principais parâmetros, contidos neste modelo, foram representados como funções de pertinência. Um programa computacional foi desenvolvido para este estudo codificado em linguagem FORTRAN 90, que permite construir modelos de simulações para qualidade da água, com base na metodologia proposta. Foram propostos alguns cenários distintos que descrevem as alterações na qualidade da água em rios naturais, com base na investigação dos parâmetros hidráulicos, nas formações das funções de pertinência da concentração e na propagação de uma nuvem poluente. Os resultados apresentam as análises do risco de degradação ambiental, e da garantia, que são influenciadas pelos parâmetros hidráulicos e hidrológicos, ressaltando as vazões para qualquer tipo de lançamento, a declividade e rugosidade. Em síntese, a metodologia fuzzy mostrou-se uma ferramenta para o planejamento e para gestão dos recursos hídricos, e um procedimento alternativo quando aplicado aos processos de transporte de poluente

LIMA, F. F. Estado trófico do açude Acarape do meio com prognósticos usando modelagem matemática. 2007. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-05-04T19:13:13Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_fflima.pdf: 3018164 bytes, checksum: ac2be485768f92afa76a58e6bfdd5dc8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-11T18:25:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_fflima.pdf: 3018164 bytes, checksum: ac2be485768f92afa76a58e6bfdd5dc8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-11T18:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_fflima.pdf: 3018164 bytes, checksum: ac2be485768f92afa76a58e6bfdd5dc8 (MD5) Previous issue date: 2007-11-05 / Eutrophication is a problem that is becoming more important within the scientific community that studies the aquatic ecosystems. Methods for a better understanding of the phenomenon are object of research since the 70´s, mostly through mathematical modeling. Being able to avoid the human and industrial use of a reservoir, eutrophication must be a reason for a everyday concern of water resources managers, as once it is set up, the time needed for recovery of a reservoir is usually no less than 10 years. At Fortaleza Metropolitan Region, the Acarape do Meio reservoir is one of the most important ones for industrial and human use, and its eutrophication process is intensifying during the last years. The local water resources management company (COGERH) is looking for ways to better understand the reservoir behavior through a constant monitoring campaign. Within this work it is made a report of the recent situation of Acarape do Meio, together with prognoses, obtained with the mathematical model of the PAMOLARE software, developed by the United Nations. Pollution limits were defined as an objective to revert the eutrophication process. / A eutrofização é um problema que vem trazendo cada vez maiores preocupações à comunidade científica que se dedica ao estudo dos ecossistemas aquáticos. Há mais de 30 anos que são buscados métodos para melhor entender o desenvolvimento do fenômeno, principalmente por meio da modelagem matemática. Capaz de inviabilizar o uso humano e industrial de um reservatório, a eutrofização deve ser motivo de constante preocupação dos gestores dos recursos hídricos, pois uma vez instalada, o tempo necessário para recuperação de um reservatório é da ordem das dezenas de anos. Na Região Metropolitana de Fortaleza, o açude Acarape do Meio é um dos mais importantes reservatórios para uso industrial e humano, e seu processo de eutrofização vem se intensificando nos últimos anos. A Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – COGERH tem buscado maneiras de entender o funcionamento do reservatório, através de constante monitoramento. Neste trabalho busca-se fazer um relato da situação atual do Acarape do Meio, juntamente com prognósticos, obtidos por meio do modelo matemático do software PAMOLARE, elaborado pelas Nações Unidas. Com isso foi possível o estabelecimento de limites de poluição que o referido reservatório deve receber para que seu processo de eutrofização seja revertido.

Biorreatores, que são explorados desde a antiguidade, são sistemas capazes de realizar a fermentação de compostos orgânicos, continuam sendo amplamente utilizados atualmente devido à diversidade de aplicações. Esses sistemas podem operar em diferentes modos de fermentação, entretanto, os mais utilizados são: fermentação contínua, semicontínua e descontínua. Esse último, juntamente com o processo de digestão anaeróbia (ausência de oxigênio), permitem que uma determinada matéria orgânica seja degradada e transformada em biogás, um dos fatores chave para geração de energia limpa. Percebe-se, portanto, que o estudo de biorreatores em modo de operação descontínuo e em processo de digestão anaeróbia é fundamental para o desenvolvimento de pesquisas relacionadas à geração de energia renovável. Para facilitar o entendimento desse processo, alguns autores propuseram estudos baseados na identificação de parâmetros em modelos não-lineares descritivos, do tipo caixa-branca, que hoje são vastamente utilizados na modelagem de biorreatores. A grande limitação dessa abordagem é que o processo de identificação de sistemas utilizando esses modelos pode ser complexo e demorado, ou, ainda, os parâmetros dos sistemas representados podem não ser identificáveis, inviabilizando o procedimento. Tentando amenizar essas dificuldades, propomos neste trabalho a utilização de modelos polinomiais NAR e NARMA do tipo caixa-preta para a modelagem de biorreatores em modo de fermentação descontínua. Modelos caixa-preta representam sistemas reais por meio de sua saída, sem informação sobre os mecanismos internos desse sistema, simplificando a identificação. Frente a esse contexto, o objetivo deste estudo é investigar a predição e, por consequência, realizar o monitoramento da produção de metano utilizando os modelos caixa-preta propostos em sistemas de biorreatores em modo descontínuo e em processo de digestão anaeróbia. Realizamos estudos que abarcam a investigação de dados simulados e de dados reais. Num primeiro momento são propostos modelos polinomiais dos tipos NAR e NARMA. A partir desses modelos são estimados os parâmetros dos sistemas simulados, com e sem ruído na saída, baseados em condições iniciais propostas na literatura, que denominamos Grupo de Controle. Posteriormente realizamos as validações desses modelos. Em seguida, passamos à etapa de investigação do domínio de validade dos modelos caixa-preta propostos, realizando um estudo em que modificamos as condições iniciais do sistema que representa biorreatores em modo de fermentação descontínua. Por fim, utilizamos dados de um experimento real para realizar o processo de estimação de parâmetros e de validação dos modelos. Os resultados mostraram que os modelos polinomiais NAR e NARMA são bastante adequados para predição de metano em biorreatores em modo de fermentação descontínua em processo de digestão anaeróbia, tanto para os dados simulados quanto para os dados reais. / Bioreactors, which are explored since antiquity, are systems that are capable of performing the fermentation of organic compounds. Nowadays, they are widely applied due to its diversity of applications. These systems can operate in different fermentation modes: continuous, fed-batch and batch. This last fermentation method along with the process of anaerobic digestion allow organic matter to be degraded and converted into biogas, which is a key factor for clean energy generation. It is thus realized that the study of bioreactors in batch mode and anaerobic digestion process is crucial to the development of research related to renewable energy generation. For a better understanding of the process, some authors have proposed studies based on parameters identification in descriptive nonlinear models, white-box models, which are widely used in bioreactors modeling. The main limitation of this approach is that the system identification procedure using these models can be complex and time-consuming, or even the parameters of the systems may not be identifiable. In order to overcome these difficulties, we propose in this work the use of black-box polynomial models for bioreactor modeling in batch mode, with NAR and NARMA model structures. Black-box models represent real systems using its output, without explicitly considering the inner mechanisms of the system, simplifying the identification procedure. Thus, the aim of this work is to investigate the prediction and monitoring methane production using the black-box models proposed using bioreactor systems in batch and anaerobic digestion process. The investigation uses numerical simulation and experimental data. At first, polynomial models of the types NAR and NARMA are proposed. The parameters from these models using simulation data with and without noise at the output, based on initial conditions proposed in the literature, are estimated. Subsequently we perform validations of these models. The next step is the study of the validity domain of the proposed black-box models, which is performed by testing many different initial conditions of the system that represents bioreactors in batch fermentation mode. Finally, we used real experimental data to perform the estimation of the parameters from the process and validation of models. The results, both simulated and experimental, indicate that the polynomial models NAR and NARMA are appropriate for prediction of methane fermentation in batch bioreactors.

O presente estudo se propôs a responder à questão de investigação: como a Modelagem Matemática pode contribuir como um meio do educando ser protagonista da sua aprendizagem, aspirando a sua autonomia? A pesquisa apresenta uma proposta de sequência de tarefas em um ambiente de aprendizagem de Modelagem Matemática, dividida em três partes, que são: o convite para realizar modelagem, uma experiência com a temática água e uma experiência com um tema de livre escolha. O estudo foi desenvolvido durante o segundo semestre de 2016, com uma turma de terceiro ano do Ensino Médio de uma escola municipal de Sapucaia do Sul, no horário regular de aula. Apoiada na teoria da Modelagem Matemática em uma perspectiva Sócio-crítica de Barbosa (2001), elaboração de perguntas em um ambiente de Modelagem Matemática de Sant’Ana e Sant’Ana (2009) e na Pedagogia da Autonomia de Paulo Freire (1996), e utilizando o estudo de caso como metodologia, o presente trabalho evidenciou que os estudantes podem ser ativos na construção dos seus conhecimentos. Além disso, percebeu-se, como resultados, que quando lhes é oportunizado um ambiente de liberdade e consideração, que respeita as suas escolhas, os alunos vão assumindo sua responsabilidade pela sua aprendizagem, construindo, aos poucos, suas preferências, suas opções e sua autonomia. / The present study aims to answer the research question: how can Mathematical Modeling contribute as a way for the learner to be the protagonist of their learning by aspiring to their autonomy? The research presents a task sequence proposal in a mathematical modeling-learning environment, divided into three parts. Such parts are the invitation to perform modeling, an experience with water theme, and an experiment with a theme of free student’s choice. The study was developed during the second semester of 2016, with a third year High School class from a municipal school in Sapucaia do Sul, at regular school hours. Based on the theory of Mathematical Modeling in a Socio-critical perspective of Barbosa (2001), elaboration of questions in an environment of Mathematical Modeling of Sant'Ana and Sant'Ana (2009) and in the pedagogy of autonomy of Paulo Freire (1996), and using the case study as a methodology, the present study showed that students can be active in the construction of their knowledge. In addition, it was noticed that, when it is offered an environment of freedom and consideration, respecting their choices, students will assume their responsibility for their learning, gradually building their preferences, their choices and their autonomy.

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-06T15:24:59Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ModelagemFísicaComputacional.pdf: 5854982 bytes, checksum: ecfcddf347c34239247952670bdbdf8f (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T21:54:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ModelagemFísicaComputacional.pdf: 5854982 bytes, checksum: ecfcddf347c34239247952670bdbdf8f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T21:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ModelagemFísicaComputacional.pdf: 5854982 bytes, checksum: ecfcddf347c34239247952670bdbdf8f (MD5) Previous issue date: 2011 / Devido ao aumento das exigências de qualidades dos aços, as empresas siderúrgicas têm melhorado continuamente seus processos e produtos. Os aços “clean steel”, são exemplos de produtos desenvolvidos para atender a um nível superior de qualidade. “Clean Steel” ou aço limpo pode significar menor número de impurezas ou residuais (Cu, Sn, por exemplos) e baixos níveis de inclusão. A homogeneização do banho, através da agitação do aço líquido, é um fator importante durante o processo siderúrgico, já que a homogeneização térmica e da composição química é um dos requisitos crítico do processo. A fim de minimizar os efeitos negativos das inclusões pode-se melhorar a taxa de remoção destas durante o refino secundário do aço e/ou modificar a morfologia e composição das inclusões. A remoção de inclusões está relacionada a fenômenos de fluxo. Assim, este trabalho é baseado em duas abordagens principais: 1 - Estudar o comportamento fluidodinâmico do aço líquido em uma panela de aciaria com injeção de gás inerte. Modelagem física e matemática (CFD) foram empregadas para avaliar a influência da taxa de injeção e da distribuição do gás, além da posição do plugue poroso sobre o campo de velocidade. O modelo numérico – CFD, foi validado pelas medições realizadas via “Particle Image Velocimetry” (PIV). 2 - A evolução do teor de inclusão de um aço acalmado ao alumínio foi avaliada através das análises de TOS e MEV. Como resultado, foi desenvolvido um modelo macroscópico para prever a remoção de inclusão com base nos mecanismos de Saffman & Turner e de Stokes. Ao final, evidenciou-se a influência de parâmetros operacionais, como vazão de gás injetado e tempo de tratamento, na flotação de inclusões não metálicas. A condição e vazão de 33,5 Nm3/h foi mais eficiente na remoção de inclusões, e as inclusões remanescentes eram menores nesta condição. Observou-se aumento da homogeneização do banho com a adição de mais um plugue poroso, com queda de 9% no tempo de mistura, quando se divide a mesma vazão de gás simetricamente entre os dois plugues. E o modelo matemático proposto mostrouse eficiente para descrever esse processo industrial. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Due to increasing steel quality requirements steelmaking companies have been continuously improving their processes and products. Clean steel is an example of a product developed for better quality. Clean steel could mean either lower impurity (Cu, Sn as examples) amount or lower inclusionary levels. Stirring of liquid steel is an important step during the steelmaking process since achieving chemical composition and temperature homogenization is a critical requirement. In order to minimize the negative effects of inclusions, one may is improve the rate of inclusions removal during the secondary refining of molten steel and modify the inclusions morphology and chemical composition. Inclusion removal is related to flow phenomena. Thus this work is based on two main approaches: 1 – Studying the fluid dynamic behavior of liquid steel in a ladle fitted with inert gas injection. Physical and mathematical modeling (CFD) have been employed to assess the influence of gas flow rate and gas distribution, nozzle position on the velocity field. CFD modeling was validated by Particle Image Velocimetry (PIV) measurements. 2 – The evolution of inclusion content of a given aluminum killed steel has been followed using techniques such as TOS, SEM. As a result a macroscopic model for inclusion removal based on Saffman & Turner and Stokes mechanisms have been developed. As a conclusion, the influence of operating parameters such as flow rate of gas injected and treatment time, in the flotation of non-metallic inclusions, was observed. The gas flow rate of 33.5 Nm3/h was more efficient in removal non-metallic inclusions, and the remaining inclusions were smaller in this condition. There was an increase of the bath homogenization with the addition of a more porous plug. The mixing time down in 9%, when it shares the same gas flow rate symmetrically between the two plugs. And the mathematical model was shown to be efficient to describe this industrially process.

Submitted by MARINALDO ZAGO null (mzmarinaldozago@gmail.com) on 2016-02-24T01:20:19Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado Marinaldo 2016 (Revista) (2).pdf: 1340836 bytes, checksum: ddd4c0614476082a2b54f2c78a5a9188 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-24T16:26:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 zago_m_me_sjrp.pdf: 1340836 bytes, checksum: ddd4c0614476082a2b54f2c78a5a9188 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-24T16:26:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 zago_m_me_sjrp.pdf: 1340836 bytes, checksum: ddd4c0614476082a2b54f2c78a5a9188 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / O ensino de Matemática vem passando por um grande conjunto de dificuldades. Isto pode ser comprovado com os resultados de alunos nas avaliações aplicadas em diferentes níveis e escalas, como o Saresp e o Enem.Um dos motivos que levaram a este quadro é o ensino de Matemática pautado por práticas tradicionais, pois, acaba sendo fator desmotivador para o ensino da disciplina. Uma metodologia alternativa, a Modelagem Matemática, pode ajudar a reverter este quadro, uma vez que trabalha com problemas reais, elencados do contexto dos próprios alunos, potencializando, deste modo, a motivação e o interesse, aguçando nos discentes a busca por soluções, mostrando as aplicações da Matemática no cotidiano. Neste trabalho foi realizada uma breve síntese das etapas envolvidas no processo de Modelagem Matemática, aplicada ao ensino de funções, seguido de seis propostas de atividades resolvidas para subsidiar o trabalho de professores pouco familiarizados com esta metodologia. Ainda, como forma de contribuir para uma importante atividade econômica do Município de Osvaldo Cruz-SP, foi realizada uma modelagem matemática com base em dados do setor de transportes, mais precisamente caminhões bitrens. Neste caso, trata-se da simulação de um exemplo mais complexo envolvendo o conceito de modelagem. Espera-se, por meio da divulgação desta pesquisa, contribuir para melhorar a qualidade do ensino de Matemática nas escolas públicas, tanto por meio de subsídio aos docentes, como pela proposição de metodologia com potencial de geração de envolvimento de alunos. / The teaching of mathematics has been experiencing a large set of difficulties. This can be proven by student results in assessments applied at different levels and scales, such as Saresp and Enem. One of the reasons that led to this situation is the teaching Mathematics guided by traditional practices, because it ends up being a demotivating factor to teach the subject. An alternative methodology, the Mathematical Modeling, may help change this situation, as it works with real problems, presented within students’ context, therefore increasing their motivation and interest, sharpening them in the search for solutions, showing the mathematics’ applications in everyday life. This work carried out a brief summary of the steps involved in the process of Mathematical Modeling, applied to teaching functions, followed by six proposals of solved activities to subsidize the work of teachers unfamiliar with this methodology. Also, in order to contribute to an important economic activity in Osvaldo Cruz-SP, mathematical modeling was carried out based on the transport industry data, more precisely b-train trucks. In this case, it was the simulation of a more complex example involving the concept of modeling. By this research we expect to help improve the quality of mathematics teaching in public schools, not only through subsidies to teachers, but also with the methodology proposition generating potential engagement of students.