Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-06-25T19:38:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Wagner Jorge Firmino da Silva.pdf: 2229812 bytes, checksum: cd0717859fc2db2f941c19518ac603d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T19:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Wagner Jorge Firmino da Silva.pdf: 2229812 bytes, checksum: cd0717859fc2db2f941c19518ac603d0 (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / CAPES / Análise de Dados Simbólicos (ADS) é um paradigma que fornece uma estrutura para construir, descrever, analisar e extrair conhecimento de dados mais complexos como intervalos, histogramas, distribuição de pesos ou lista de valores (categorias). Tipicamente, os dados simbólicos surgem em duas situações, ao longo da coleta e processamento de dados. Alguns dados coletados são inerentemente simbólicos e outros se tornam dados simbólicos após o processamento de enormes conjuntos de dados, a fim de resumi-los através de classes de dados. Dados poligonais, propostos neste trabalho, são estruturas complexas multivariadas de dados que são capazes de armazenar informações de classes de dados. Este trabalho introduz uma nova estrutura para análise de dados poligonais no paradigma de análise de dados simbólicos. Mostramos que dados poligonais generalizam dados de intervalos bivariados. Para análise de dados poligonais estatísticas descritivas e um modelo de regressão linear são propostos. Estudo de simulação de Monte Carlo são realizados para verificar o desempenho da previsão em dados poligonais. Dois conjuntos de dados reais são apresentados. / Symbolic Interval Data (SDA) is a paradigm which provides a framework for building, describing, analyzing and extracting knowledge from data more complex such as intervals, histograms, distribution of weights or list of values (categories). Typically, symbolic data arise in two situations throughout data collecting and processing. Some data collected are inherently symbolic and some become symbolic data after processing of huge data sets in order to summarize them through classes of data. Polygonal data present in this work is a multivariate complex structure of data that is able to store information from classes of data. This work introduces a new framework for polygonal data analysis in the symbolic data analysis paradigm. We show that polygonal data generalizes bivariate interval data. To analyse polygonal data descriptive statistics and a linear regression model are proposed for symbolic polygonal data. A Monte Carlo study of simulation are present to verify the performance of prediction for polygonal data. Two real dataset are present.

Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2017-06-13T13:25:26Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoFabiola.pdf: 2078253 bytes, checksum: a1c0b05c8836dc74b1d4bfe2c7c95532 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-27T12:40:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissertacaoFabiola.pdf: 2078253 bytes, checksum: a1c0b05c8836dc74b1d4bfe2c7c95532 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T12:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoFabiola.pdf: 2078253 bytes, checksum: a1c0b05c8836dc74b1d4bfe2c7c95532 (MD5) / Este trabalho propõe o cálculo de área de figuras poligonais, cujos vértices possuam coordenadas inteiras, através da aplicação da fórmula de Pick, cuja validade foi demonstrada pelo matemático austríaco Georg Alexander Pick. No primeiro capítulo serão abordados os conceitos básicos de geometria, teoremas e observações necessárias para se compreender e obter os resultados que serão abordados neste trabalho. No segundo capítulo, será apresentado o teorema de Pick, sua demonstração e um pouco da história desse matemático. Nos capítulos seguintes, serão apresentadas algumas aplicações do teorema e sugestões de como o professor pode trabalhar o referido tópico com os alunos, incluindo exercícios e algumas generalizações da fórmula.

[pt] O objetivo deste trabalho é o de estudar propriedades geométricas de curvas poligonais genéricas. Inicialmente abordamos resultados clássicos para curvas quanto à sua curvatura total no caso discreto e discutimos aqueles pertinentes a nós poligonais. Também é feito o estudo do Grafo de Maxwel para poligonais. No caso, temos uma interessante relação entre a natureza do grafo quanto ao seu número de componentes e à condição de a poligonal ser ou não convexa. / [en] The aim of this work is to study geometrical properties of generic polygonal lines. We begin with some classical results for curves with respect to total curvature, in the discrete case, and discuss results related to polygonal knots. Maxwell graphs are also considered for polygonal lines: We study the relation between the number of components of the graph and the convexity of the polygonal line.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-06T13:51:44Z No. of bitstreams: 1 THICIANY MATSUDO IWANO - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2005..pdf: 3751075 bytes, checksum: 2aaae3fdd115cd9f6f4b653f522d94c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-06T13:51:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THICIANY MATSUDO IWANO - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2005..pdf: 3751075 bytes, checksum: 2aaae3fdd115cd9f6f4b653f522d94c8 (MD5) Previous issue date: 2005-10 / Neste trabalho apresentamos um estudo das principais técnicas de geração de malhas poligonais, a partir de superfícies descritas matematicamente por funções implícitas,isto é, superfícies definidas pelo conjunto S = f−1(0) = {X ∈ R3 | f(X) = 0}, onde f : R3 → R e f é, pelo menos, de classe C2. Mostramos um método para obter as curvaturas gaussiana e média dessas superfícies a partir do vetor ∇f para cada ponto de S. Abordamos questões como a preservação de características geométricas e topológicas do objeto gráfico. Dentre os métodos estudados, ressaltamos o algoritmo Marching Triangles, que gera uma malha a partir de um ponto arbitrário p sobre a superfície S e um referencial local, usando a abordagem do avanço de frentes. Em sua implementação, usamos o raio de curvatura, calculado a partir da curvatura normal máxima absoluta da superfície em cada ponto p pertencente a S, para adaptar o comprimento das arestas da malha triangular à geometria local da superfície S / In this work we present a study about the main techniques of surfaces meshes generation, described by implicit functions, that is, surfaces defined by the set S = f−1(0) = {X ∈ R3 | f(X) = 0}, where f : R3 → R and f is, at least, C2. We discuss aspects involving his preservation of graphic object’s geometry and topology. As special method we cite the Marching Triangles that generates a mesh starting from an arbitrary point p on surface S and a local referencial, using advancing fronts approach. In our implementation, we use the radius of curvature, calculated from surface’s absolute maximum normal curvature in each point p in S and the triangular mesh, to adapt the edges length of the mesh to the local geometry.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo comparativo de métodos numéricos para solução das equações da elasticidade em problemas de otimização topológica. Um sistema computacional é desenvolvido em MATLAB para solução de problemas de otimização topológica usando malhas poligonais não estruturadas em domínios bidimensionais arbitrários. Dois métodos numéricos são implementados e comparados com o método dos elementos finitos (FEM) em relação à precisão e à eficiência computacional: o recém proposto Método dos Elementos Virtuais (VEM) e o Método dos Elementos Finitos Suavizados (SFEM). A principal característica que distingue estes métodos do FEM é que as funções de base canônicas não são obtidas de forma explícita. A utilização de projetores locais apropriados permite a extração do componente linear das deformações dos elementos e, por conseguinte, o cálculo da matriz de rigidez se reduz a avaliações de quantidades puramente geométricas. Exemplos numéricos representativos, usando malhas convexas e não convexas, para minimização da flexibilidade são apresentados para ilustrar as potencialidades dos métodos estudados. / [en] This work presents a comparative study of numerical methods for solving the elasticity equations in topology optimization problems. A computational framework is developed in MATLAB for solving topology optimization problems using unstructured polygonal meshes in arbitrary two-dimensional domains. Two numerical methods are implemented and compared with the finite element method (FEM) with respect to accuracy and computational efficiency: the recentlyproposed Virtual Element Method (VEM) and the Smoothed Finite Element Method (SFEM). The key characteristic that distinguish these methods from the FEM is that the canonical basis functions are not computed explicitly. The use of appropriate local projection maps allows the extraction of the linear component of the element deformations and, therefore, the computation of the stiffness matrix is reduced to the evaluation of purely geometric quantities. Representative numerical examples, using convex and non-convex meshes, for compliance minimization are presented to illustrate the capabilities of the methods studied.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo comparativo de algumas representações em multi-resolução para linhas poligonais. São estudados as estruturas strip tree, arc tree e box tree, e suas variantes, comparando as velocidades de construção, de percorrimento (drawing), de operações de interseção e seleção (pick); e custo de armazenagem em memória. A comparação é feita usando bancos de dados cartográficos reais disponíveis na Internet. O objetivo do estudo é identificar técnicas e algoritmos adequados para exploração interativa de grandes bancos de dados cartográficos. / [en] This work presents a comparative study of some multiresolution representations for polygonal lines. We study the strip tree, the arc tree and the box tree data structures, comparing their performance for construction, drawing, intersection and selection; and memory storage costs. The comparation uses actual databases available in the Internet. The goal of this study is to identify techniques and algorithms for interactive exploration of large cartographic data bases.

[pt] A otimização topológica tem por objetivo buscar uma distribuição ótima de uma quantidade limitada de material em um dado domínio, de tal maneira a minimizar uma medida de desempenho, como, por exemplo, a flexibilidade da estrutura. Tradicionalmente, são utilizados algoritmos clássicos, baseados em gradiente, para se encontrar a solução deste problema de otimização. Este trabalho propõe a aplicação de uma técnica alternativa, baseada no conceito de derivada topológica, para a solução do problema de otimização topológica em domínios bidimensionais arbitrários, utilizando malhas de elementos finitos poligonais. Inicialmente, são apresentados os conceitos básicos da expansão assintótica topológica na solução de problemas de elasticidade linear em um domínio com pequenas perturbações. Usamos esse conceito para definir a derivada topológica a partir da solução desse problema e de um equivalente em um domínio sem perturbações. Em seguida, discutimos a obtenção da derivada topológica em problemas unidimensionais simples para depois estender este conceito para problemas de elasticidade linear bidimensional. Apresentamos uma implementação computacional da derivada topológica, em MATLAB, e aplicamos o código desenvolvido na solução de problemas de otimização topológica, conhecidos na literatura. Finalmente, apresentamos as conclusões sobre a qualidade dos resultados obtidos e a eficiência computacional da implementação proposta e sugerimos alguns tópicos para futuros desenvolvimentos. / [en] The purpose of topology optimization is to find the optimum material distribution of a limited amount of material in a given domain, in such a way that it minimizes a performance measure, such as the structure s compliance. Traditionally, classical algorithms based on gradients are used to obtain the solution of optimization problems. This work proposes the application of an alternative technique, based on the topological derivative concept, for the solution of topology optimization problems in arbitrary two-dimensional domains, using polygonal finite element meshes. Initially, the basic concepts of topological asymptotic expansion of linear elasticity problems in a domain with small perturbations are presented. We use this concept to define the topological derivative from the solution of this problem and an equivalent one on a domain without perturbations. Then, we discuss how to calculate the topological derivative for one-dimensional problems before extending this concept to two-dimensional linear stability problems. We present a computational implementation of the topological derivative in MATLAB, and apply the developed code to solve topology optimization problems known in the literature. Finally, we present some conclusions about the quality of the results obtained and the computational efficiency of the proposed implementation and suggest some topics for future developments.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:29:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5050.pdf: 4225946 bytes, checksum: eef403ca886d7a47c3c8886fee5bc0f4 (MD5) Previous issue date: 2013-03-11 / Financiadora de Estudos e Projetos / The shortage of activities regarding recursive defined sequences, allied to the importance of this theme to young students has been contested in at least twenty years of experience teaching Mathematics. The elaboration of a learning product, in a form of sheets of activities which gradually lead the student to the understanding of the concept of recursion, the pattern recognition, conjectures tests and formulas acquisition, could be inferred by the application of these sheets of activities in two high school classrooms in a technical state school. The data attained from these activities applications were analyzed and compared to the previously formed hypothesis (previous analysis) which were formed during the elaboration of the sheets of activities. The investigation method used was the Didactical Engineering. The students did the activities in groups of two or three students .They were participative and felt challenged in doing every step (lessons) proposed in the sheets. It was verified that the teaching material developed works, as it reached its main goals, the biggest one, the students learning. It is believed that the material developed may be useful to other teachers who may wish to develop the theme proposed in their classrooms, even adapting them to their students needs. This work brought to this author a great profession evolution which began with the theme choice, passed through the development of the material, the application in the classes and finally in the reflection of everything that was done and that is recorded in these notes. / A escassez de atividades envolvendo sequências definidas recursivamente, aliada à importância desse tema para jovens estudantes, foi constatada em pelo menos vinte anos de experiência dando aulas de matemática. A elaboração de um produto de ensino, na forma de folhas de atividades que gradativamente levam o estudante à compreensão do conceito de recursividade, reconhecimento de padrões, testes de conjecturas e obtenção de fórmulas, pôde ser aferida através da aplicação dessas folhas de atividades em duas salas do ensino médio de uma escola técnica estadual. Os dados obtidos dessas aplicações foram analisados e comparados com as hipóteses levantadas (análises prévias), sendo estas feitas durante a elaboração das folhas de atividades. A metodologia de investigação usada foi a Engenharia Didática. Os alunos fizeram as atividades em grupos de dois ou três, foram participativos e se sentiram bastante estimulados em realizar todas as etapas (lições) propostas nas folhas. Constatou-se que o material de ensino produzido funciona, pois atingiu seus objetivos principais, sendo o maior deles o aprendizado do aluno. Acredita-se que o material elaborado possa ser útil a outros professores que desejarem desenvolver o tema proposto em suas aulas, podendo mesmo adaptá-los à realidade de suas turmas. Este trabalho trouxe, para esse autor, uma grande evolução profissional que se iniciou na escolha do tema, passou pela elaboração do material construído, pela aplicação nas turmas e finalmente pela reflexão de tudo que foi feito e que se encontra registrado nessas notas.

[pt] Neste trabalho, são apresentadas algumas aplicações da otimização topológica para problemas de autovalor onde o principal objetivo é maximizar um determinado autovalor, como por exemplo uma frequência natural de vibração ou uma carga crítica linearizada, usando elementos finitos poligonais em domínios bidimensionais arbitrários. A otimização topológica tem sido comumente utilizada para minimizar a flexibilidade de estruturas sujeitas a restrições de volume. A ideia desta técnica é distribuir uma certa quantidade de material em uma estrutura, sujeita a carregamentos e condições de contorno, visando maximizar a sua rigidez. Neste trabalho, o objetivo é obter uma distribuição ótima de material de maneira a maximizar uma determinada frequência natural (para mantê-la afastada da frequência de excitação externa, por exemplo) ou maximizar a menor carga crítica linearizada (para garantir um nível mais elevado de estabilidade da estrutura). Malhas poligonais construídas usando diagramas de Voronoi são empregadas na solução do problema de otimização topológica. As variáveis de projeto, i.e. as densidades do material, utilizadas no processo de otimização, são associadas a cada elemento poligonal da malha. Vários exemplos de otimização topológica, tanto para problemas de frequências naturais de vibração quanto para cargas críticas linearizadas, são apresentados para demonstrar a funcionalidade e a aplicabilidade da metodologia proposta. / [en] In this work, we present some applications of topology optimization for eigenvalue problems where the main goal is to maximize a specified eigenvalue, such as a natural frequency or a linearized buckling load using polygonal finite elements in arbitrary two-dimensional domains. Topology optimization has commonly been used to minimize the compliance of structures subjected to volume constraints. The idea is to distribute a certain amount of material in a given design domain subjected to a set of loads and boundary conditions such that to maximize its stiffness. In this work, the objective is to obtain the optimal material distribution in order to maximize the fundamental natural frequency (e.g. to keep it away from an external excitation frequency) or to maximize the lowest critical buckling load (e.g. to ensure a higher level of stability of the structures). We employ unstructured polygonal meshes constructed using Voronoi tessellations for the solution of the structural topology optimization problems. The design variables, i.e. material densities, used in the optimization scheme, are associated with each polygonal element in the mesh. We present several topology optimization examples for both eigenfrequency and buckling problems in order to demonstrate the functionality and applicability of the proposed methodology.

[pt] A otimização topológica tem como objetivo encontrar a distribuição mais eficiente de material (ótima topologia) em uma determinada região, satisfazendo as restrições de projeto estabelecidas pelo usuário. Na abordagem tradicional atribui-se uma variável de projeto, constante, denominada densidade, para cada elemento finito da malha. Dessa forma, a qualidade da representação dos novos contornos da estrutura depende do nível de discretização da malha: quanto maior a quantidade de elementos, mais bem definida será a topologia da estrutura otimizada. No entanto, a utilização de malhas super-refinadas implica em um elevado custo computacional, principalmente na etapa de solução numérica das equações de equilíbrio pelo método dos elementos finitos. Este trabalho propõe uma nova estratégia computacional para o refinamento adaptativo local de malhas utilizando elementos finitos poligonais em domínios bidimensionais arbitrários. A ideia consiste em realizar um refinamento da malha nas regiões de concentração de material, sobretudo nos contornos internos e externos, e um desrefinamento nas regiões de baixa concentração de material, como por exemplo, nos furos internos. Desta forma, é possível obter topologias ótimas, com alta resolução e relativamente baixo custo computacional. Exemplos representativos são apresentados para demonstrar a robustez e a eficiência da metodologia proposta por meio de comparações com resultados obtidos com malhas super-refinadas e mantidas constantes durante todo o processo de otimização topológica. / [en] Topology optimization aims to find the most efficient distribution of material (optimal topology) in a given domain, subjected to design constraints defined by the user. The quality of the new boundary representation depends on the level of mesh refinement: the greater the number of elements in the mesh, the better will be the representation of the optimized structure. However, the use of super refined meshes implies in a high computational cost, especially regarding the numerical solution of the linear systems of equations that arise from the finite element method. This work proposes a new computational strategy for adaptive local mesh refinement using polygonal finite elements in arbitrary two-dimensional domains. The idea is to perform a mesh refinement in regions of material concentration, mostly in inner and outer boundaries, and a mesh derefinement in regions of low material concentration such as the internal holes. Thus, it is possible to obtain optimal topologies with high resolution and relatively low computational cost. Representative examples are presented to demonstrate the robustness and efficiency of the proposed methodology by comparing the results obtained herein with the ones from the literature where super refined meshes are held constant throughout all topology optimization process.