Orientador: Lubienska Cristina Lucas Jaquiê Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T06:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aleixo_AlineSerpeloni_M.pdf: 2178208 bytes, checksum: aaef09b93f33ada98dd56e8ff5a84ba0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Uma das principais tarefas de controle numa Usina Hidrelétrica é a regulação das máquinas hidráulicas. Seu monitoramento faz-se necessário para garantir e estabelecer regras operacionais seguras para a instalação. A turbina é um dos elementos básicos de uma Usina Hidrelétrica e o regulador tipo PID é um dos tipos usados para sua regulação. Os parâmetros do regulador da turbina hidráulica são muito estudados, inclusive verificando seu comportamento através da simulação computacional. As simulações computacionais são ferramentas de análise muito úteis e que permitem encontrar a melhor solução que proporcione o melhor desempenho do sistema estudado. Este trabalho apresenta uma metodologia para otimização das constantes do regulador tipo PID de turbina hidráulica utilizando um modelo de simulação aliado a técnicas atuais de otimização evolutiva baseada nos Algoritmos Genéticos. Os exemplos avaliados mostraram significativa melhora nos valores dessas constantes, mostrando a eficácia do uso dessa ferramenta na área da Hidráulica e possibilitando estudos futuros / Abstract: One of the main tasks of control in a Hydroelectric Power Plant is the hydraulic machines regulation. Its monitoring becomes necessary to guarantee and to establish safe operational rules for the installation. The turbine is one of the basic elements of the Hydroelectric Power Plant and the PID governor is one of the types used to its regulation. The governor parameters of the hydaulic turbine are studied, also verifying its behavior through the computational simulation. The computational simulations are very useful analysis tools to find the best solution to provide the best performance of the studied system. This work presents a methodology to optimize the PID governor parameters of the hydraulic turbine using a simulation model ally the current techniques of evolutionary optimization based in the Genetic Algorithms. The evaluated examples had shown significant improvement in the constants values, showing the effectiveness use of this tool in the hydraulic area and making possible future studies / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Orientador: Maurício Roriz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_LeticiadeOliveira_D.pdf: 5823028 bytes, checksum: e33ab4513b4c08b2ff00bc375ae8bd74 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A ventilação natural é uma das estratégias mais importantes para o condicionamento térmico passivo de ambientes internos de edificações, podendo ocorrer por ação dos ventos, por efeito chaminé ou pela combinação de ambos. Em áreas urbanizadas, a velocidade do vento é sensivelmente reduzida pelos obstáculos locais, tornando o efeito chaminé uma alternativa de projeto mais viável, pois independe do vento. Esta pesquisa tem por objetivo investigar o potencial de chaminés solares para promover a ventilação natural em edificações de baixa altura, localizadas em climas típicos do território brasileiro. Desenvolveram-se estudos experimentais, através do monitoramento de uma célula de teste, exposta a condições climáticas reais, e de ensaios em túnel de vento, em modelos de escala reduzida. Desenvolveram-se previsões teóricas, através de um modelo matemático adaptado da literatura especializada e de simulações computacionais. Realizou-se um processo inicial de calibração desses modelos, utilizando como referência os resultados do monitoramento experimental. O processo baseou-se na análise comparativa de algumas variáveis selecionadas, considerando-se dados de temperatura superficial do vidro e da placa absorvedora, temperatura do ar e vazão volumétrica no interior do canal da chaminé. Os resultados indicaram que os modelos teóricos têm potencial de aplicação na avaliação do desempenho de chaminés solares, especialmente o modelo de simulação, em que foram observadas diferenças inferiores a 20% entre resultados medidos e calculados. Em vista disso, o modelo computacional foi selecionado para realização de uma análise dos efeitos da variação de diferentes parâmetros geométricos e construtivos do sistema, incluindo espessura do canal de ar, comprimento da chaminé, inclinação do coletor solar e tipo de vidro utilizado no coletor. Verificou-se a possibilidade do uso de um extensor vertical acoplado à chaminé, de modo a garantir uma diferença de altura constante entre as aberturas de entrada e saída do ar, independentemente da inclinação do coletor. Por fim, o desempenho do sistema foi analisado em função do efeito combinado das componentes térmica e eólica, para uma configuração específica de chaminé. Os resultados indicaram que as chaminés solares têm grande potencial de aplicação como estratégia de resfriamento passivo de edificações localizadas em regiões de baixa latitude. O sistema proposto com chaminé inclinada para máxima irradiância e uso de extensor apresentou um aumento significativo no fluxo de ar, para as cidades analisadas, com resultados desde 40% até acima de 100% superiores aos obtidos em uma chaminé solar inclinada para máximo fluxo de ar por diferença de pressão. Verificou-se que as perdas de carga da chaminé têm importância determinante no seu desempenho, pois afetam linearmente os resultados de fluxo de ar obtidos, sendo, portanto, fundamental a sua correta previsão. A ação dos ventos teve papel determinante no desempenho do sistema, mesmo a baixas velocidades. Se comparados casos sem vento e com vento a 1m/s, por exemplo, obtiveram-se diferenças de até 47% na vazão volumétrica da chaminé, para um estudo de caso analisado / Abstract: Natural ventilation is one of the most important strategies for passive cooling of indoor environments. It can occur by wind forces, by stack effect or by a combination of both strategies. The second choice can be more effective in urban areas, where there are obstacles that block or reduce significantly the wind speed. This research has the aim to analyze the potential of solar chimneys to promote natural ventilation in low rise buildings, located at typical climates of Brazilian territory. Experimental studies were developed, by means of the construction and monitoring of a test cell, under real climatic conditions, and the development of wind tunnel tests, using small scale models. Theoretical predictions were developed using a mathematical model adapted from literature and computer simulation. A calibration procedure was carried out, based on results obtained through the experimental set up. The procedure consisted in a comparative analysis of chosen variables, considering data of glass and absorber surface temperatures, air temperature and volumetric flow rate inside the chimney channel. Results confirm the great potential of applicability of the theoretical models on the performance analysis of solar chimneys, specially the computer simulation, which presented differences lower than 20% between measured and calculated results. Therefore, the simulation model was chosen to perform an analysis of the effects caused by the variation in geometric and constructive parameters of a solar chimney, including air channel depth, chimney length, solar collector tilt and type of glass used on the solar collector. It was also analyzed the possibility of using a chimney extension, which would be responsible to maintain a constant height between inlet and outlet openings, independently from the absorber inclination. Ultimately, the system performance was analyzed considering the combined effect of thermal and wind forces, for a specific configuration of solar chimney. Results confirm the great potential of applicability of solar chimneys as a passive conditioning strategy for low latitude locations. The proposed system with optimum inclination angle for maximum solar irradiation added to a chimney extension presented a significant enhancement of airflow rates, for the studied cities, with results between 40% and more than 100% higher than the results obtained with a solar chimney with inclination angle for maximum airflow, considering the pressure gradient inside the channel. It has been verified that the pressure losses inside the chimney have great importance in its performance, since it affects linearly the airflow results, being essential the correct prediction of these losses. Wind forces have a strong influence on the system's performance, even at low velocities. By comparing situations with no wind and with a 1m/s wind velocity, for example, it were obtained differences of up to 47% in the solar chimney volumetric flow rate, for a case study / Doutorado / Arquitetura, Tecnologia e Cidade / Doutor em Arquitetura, Tecnologia e Cidade

Orientador: Douglas Soares Galvão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:43:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_FranciscoAlirioAlmeidaGomesde_M.pdf: 1452512 bytes, checksum: 5bfe0662fc16432eada98d772559aa36 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesse estudo, investigamos, utilizando ferramentas computacionais, o problema do desenvolvimento racional de polímeros molecularmente impressos (MIP). Utilizamos vários tipos de simulações moleculares: dinâmica molecular, simulated annealing e método de Monte Carlo para alcançar uma seleção de monômeros funcionais baseada em uma biblioteca de monômeros candidatos para uma dada substância-alvo de interesse. Aplicamos esses métodos à simulação das soluções pré-polimerização para a construção de um MIP para a substância 17ß-estradiol, que é uma molécula orgânica de interesse médico e ambiental. Fomos bem sucedidos em simular a solução pré-polimerização para nove monômeros diferentes e construímos uma lista ordenada de possíveis melhores candidatos dentre esses nove / Abstract: In the present study, we investigated by means of computational tools, the problem of rational design of Molecularly Impressed Polymers (MIP). We used several different types of simulations: molecular dynamics, simulated annealing and Monte Carlo method to achieve a selection of functional monomers based on a library of candidates for the functional monomers for some given target substance of interest. We applied these methods to pre-polimerization solutions for the design of a MIP for the substance 17ß-estradiol, which is an organic molecule of medical and environmental interest. We were successful in simulating the pre-polimerization solutions for nine different monomers and building an ordered list of possible best monomers among these candidates / Mestrado / Física / Mestre em Física

Submitted by André Silva Almeida (ansial@fgvmail.br) on 2013-11-03T20:38:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - André Almeida.pdf: 3036708 bytes, checksum: f5e9d98bba824c492f931f0e8fa4ae69 (MD5) / Approved for entry into archive by Janete de Oliveira Feitosa (janete.feitosa@fgv.br) on 2013-12-17T11:28:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - André Almeida.pdf: 3036708 bytes, checksum: f5e9d98bba824c492f931f0e8fa4ae69 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcia Bacha (marcia.bacha@fgv.br) on 2013-12-19T16:37:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - André Almeida.pdf: 3036708 bytes, checksum: f5e9d98bba824c492f931f0e8fa4ae69 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-19T16:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - André Almeida.pdf: 3036708 bytes, checksum: f5e9d98bba824c492f931f0e8fa4ae69 (MD5) / This work considers the application of computer simulation as a method of deepening the study of mechanisms for auctions applied in the allocation of oil exploitation rights in the pre-salt layer. The pre-salt layer is located in the Brazilian coast and presents a large potential in terms of barrel of oil equivalent. Based on an experimental data, the bid function was estimated as an exponential function and applied at the participants created computationally. Considering all features and parameters of the experiments, the simulation allows to reproduce the auction model without incurring implementation costs on new auction sessions with real participants. The auction models studied were the rst-price sealed-bid auction and the second-price sealed-bid auction. The results show that the rst-price sealed-bid auctions are less risky than the second-price sealed-bid auctions; the Revenue Equivalence Principle is valid on symmetric auctions; asymmetric auctions present lower e ciency compared to the rst-price auction; the second-price auction presents a tra- deo between e ciency and government revenue; and considering participant learning, were not observed signi cant changes on the statistics analyzed as the participants become more experienced. / O presente trabalho consiste na aplicação da simulação computacional como método de aprofundamento do estudo de mecanismos de leilões aplicados na alocação do direito de exploração das reservas de petróleo da camada do pré-sal. A camada do pré-sal está localizada na costa brasileira e apresenta um grande potencial em termos de reserva de óleo e gás. A função lance aplicada para os participantes criados computacionalmente foi estimada com base em dados experimentais e segue uma função exponencial. A simulação possibilita reproduzir o modelo de leilão considerando todas as características e parâmetros dos experimentos sem incorrer no custo da realização de novas sessões de leilão com participantes reais. Os leilões estudados foram o leilão de valores privados de 1° preço e o leilão de valores privados de 2° preço. Através dos resultados obtidos identificou-se que o leilão de valores privados de 1° preço é menos arriscado que o leilão de valores privados de 2° preço; no leilão com simetria, o Princípio de Equivalência de Receita é válido; a eficiência observada é menor em leilões assimétricos; o leilão de 2° preço comparado com o de 1° preço apresenta um tradeoff entre a eficiência e a receita do governo; e que considerando o aprendizado dos participantes, não se observam alterações significativas nas estatísticas analisadas à medida que os participantes se tornam mais experientes.

Uma das principais características do território brasileiro é a abundância de luz natural, recurso este que deve ser melhor aproveitado no interior das edificações. É fundamental que haja qualidade de iluminação natural incidindo nestes ambientes, principalmente se atividades visuais são desenvolvidas nestes locais. Por outro lado, a radiação solar direta também possui efeitos negativos, e o controle de sua incidência de forma direta nos ambientes internos se faz necessário. Dentro deste contexto, é relevante o uso de estratégias projetuais que, ao mesmo tempo que possibilitem o uso da luz natural, também protejam estes espaços internos da insolação direta, como os cobogós, elementos que permitem a passagem de luz natural e dos ventos, mas controla a incidência da radiação solar direta. O objetivo desta pesquisa é avaliar o desempenho lumínico em salas hipotéticas de escritórios, por meio da utilização de diferentes geometrias de cobogós, levando em consideração as diferentes latitudes, as orientações geográficas e as profundidades das salas. A metodologia consiste na análise do nível de iluminância e da uniformidade da luz nos ambientes estudados. Para este trabalho foram utilizados dois métodos: o método computacional, por meio do programa DIAlux e o método experimental, no qual foram avaliados modelos de escala. Primeiramente, foram apresentadas as análises obtidas por meio do programa computacional, que simulou quatro salas hipotéticas; duas delas tinham sua abertura composta somente com vidro, e as outras duas, a abertura continha, além do vidro, o cobogó como segunda pele. Para realizar as simulações foi empregada uma diversificada faixa de latitudes do território brasileiro (5ºN à 34ºS). Os resultados demostraram que os parâmetros projetuais como a utilização da sala sem cobogós (somente vidro), a geometria dos elementos vazados e a sua área de abertura, a orientação solar e os períodos analisados (verão e inverno) exerceram uma influência significativa na distribuição e no redirecionamento da luz no ambiente interno das salas estudadas. Com relação ao desempenho de luz no ambiente, o caso 1, entre todos os outros estudados, foi o que mostrou ser mais eficiente e atendeu melhor o requisito de iluminância interna, apesar de se verificar pontos com luminosidade acima de 2000 lux, principalmente na fachada Oeste e no final da tarde. Posteriormente, foram avaliados e comparados os dados 8 simulados com os dados medidos em um modelo de escala, averiguando duas situações definidas: o caso de referência e um dos casos de cobogós para a cidade de São Carlos. Os resultados obtidos por meio do programa DIAlux garantiram valores mais próximos do ideal, já que neste software foram inseridos a latitude, a hora, a orientação, e demais dados que não irão sofrer influências externas. Em contrapartida, o método experimental revelou-se uma ferramenta útil na visualização da distribuição espacial da luz no ambiente estudado. Como conclusão do trabalho, comprovou-se que os cobogós são eficazes dispositivos de sombreamento, pois controlam altos níveis de iluminância em comparação aos ambientes que não apresentaram esses elementos de proteção. / One of the main characteristics of the Brazilian territory is the abundance of natural light, a resource that should be better utilized inside the buildings. It is fundamental that there is quality of natural lighting focusing on these environments, especially if visual activities are developed in these places. On the other hand, the direct solar radiation also has negative effects, and the control of its incidence directly in the internal environments becomes necessary. Within this context, it is important to use design strategies that, while allowing the use of natural light, also protect these indoor spaces from direct sunlight, such as cobogos, elements that allow the passage of natural light and winds, but controls the incidence of direct solar radiation. The objective of this research is to evaluate light performance in hypothetical office rooms through the use of different pavement geometries, taking into account the different latitudes, geographic orientations and depths of the rooms. The methodology consists in the analysis of the level of illuminance and the uniformity of light in the studied environments. For this work two methods were used: the computational method, through the DIAlux program and the experimental method, in which scale models were evaluated. Firstly, the analyzes obtained through the computational program, which simulated four hypothetical rooms, were presented; two of them had their opening composed only of glass, and the other two, the opening contained, besides the glass, the cobogó as second skin. In order to carry out the simulations a wide range of latitudes of the Brazilian territory (5ºN to 34ºS) was employed. The results showed that the design parameters such as the use of the room without cobogos (glass only), the geometry of the leaked elements and their opening area, the solar orientation and the analyzed periods (summer and winter) exerted a significant influence on the distribution and in the redirection of the light in the internal environment of the rooms studied. Regarding the performance of light in the environment, case 1, among all others studied, was shown to be more efficient and better met the requirement of internal illuminance, although points with brightness above 2000 lux, especially in the facade West and late afternoon. Subsequently, the simulated data were compared with the data measured in a scale model, checking two defined situations: the case of reference and one of the cases of cobogos for the city of São Carlos. The results obtained through the DIAlux program 10 guaranteed values closer to the ideal, since in this software were inserted latitude, time, orientation, and other data that will not suffer external influences. In contrast, the experimental method proved to be a useful tool in visualizing the spatial distribution of light in the studied environment. As a conclusion of the work, it was verified that the cobogos are effective shading devices, because they control high levels of illuminance in comparison to environments that did not present these elements of protection.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo640_1.pdf: 7489085 bytes, checksum: 34bbd840488afda0c4fa72ce8e975a1a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O ponto quântico caótico (PQC) é um sistema fundamental para o estudo do transporte quântico em sistemas mesoscópicos. Experimentalmente, é possível acoplar PQC's formando redes de diversas topologias. Neste trabalho, desenvolvemos algoritmos para a concatenação das matrizes de espalhamentos dos PQC's de uma rede de topologia arbitrária, e assim, encontramos a matriz de espalhamento efetiva do sistema. Com o formalismo de Landauer-Buttikker, relacionamos os observáveis de transporte à matriz de espalhamento do sistema. Para concatenações em série dos PQC's, usamos o método da matriz de transferência ou uma parametrização de estube. Para concatenar em paralelo, desenvolvemos uma operação algébrica que serve para matrizes de transferência ou de espalhamento. Implementamos estes algoritmos numericamente e, através da teoria de matrizes aleatórias, simulamos a estatística de contagem de carga para três sistemas físicos na aproximação de quase-partículas independentes e na presença de coerência de fase: um único PQC, uma cadeia de PQC's e um anel de quatro PQC's. Estudamos a eficiência numérica dos nossos algoritmos e mostramos que eles são mais eficientes que os baseados na abordagem hamiltoniana. Obtemos as distribuições dos cumulantes de transferência de carga (CTC's) para os três sistemas, variando alguns dos seus parâmetros: simetrias de reversibilidade temporal, número de canais de espalhamento e transparências dos contatos. Comparamos nossa simulação com resultados já conhecidos na literatura, principalmente para o regime semiclássico. Neste caso, através de métodos de inferência bayesiana, conseguimos obter com grande precisão correções devido à localização fraca e variâncias de alguns CTC's. Além disso, exploramos o limite quântico extremo, onde as distribuições dos CTC's apresentam não-analiticidades, as quais justificamos através de um argumento geométrico, achando explicitamente os valores dos CTC's onde essas nãoanaliticidades podem aparecer. Observamos algumas semelhanças entre distribuições de condutância para sistemas com diferentes parâmetros, onde os resultados sugerem uma aproximada lei de escala clássica (lei de Ohm), a qual torna estas distribuições muito próximas. Uma característica marcante das discussões dos resultados neste trabalho é a caracterização do regime de transporte através das distribuições dos CTC's

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9271_1.pdf: 3117344 bytes, checksum: 7e3891199e4672408f72d2f95dbc6a6c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Simulações computacionais com o método de Monte Carlo foram realizadas para a água, para o metanol e mistura água-metanol, em condições ambiente e algumas próximas da crítica, utilizando os modelos de quatro (TIP4P) e cinco (TIP5P) sítios para a água e um modelo de três sítios para o metanol. As estruturas geradas nas simulações, foram então utilizadas para análise das ligações de hidrogênio e presença de padrões de small-world. O comportamento de small-world foi caracterizado para água supercrítica, ao passo que para a água em condições ambiente um cluster gigante é formado e observa-se a percolação no sistema. De forma análoga a mistura água-metanol percola no sistema em condições ambiente e apresenta padrão de small-world na condição supercrítica (500 bar e 400oC). No caso do metanol verificamos uma estrutura que o distancia do comportamento randômico, entretanto, a presença ou não de padrões de small-world ainda é inconclusiva. Simulações computacionais com o método de Monte Carlo também foram realizadas para sais contendo o cátion BMI+ (1-Butil-3-Metilimidazólio) e os ânions Cl- e BF4 -. Os sais deste cátion e ânions são líquidos à temperatura ambiente, sendo então denominados de líquidos iônicos. Verificou-se que a flexibilidade da cadeia n-butil é provavelmente a responsável pela desordem dos sais que os mantém no estado líquido. As simulações de líquidos, geralmente, necessitam de um grande número de moléculas, de modo que o cálculo das interações pode tornar-se impraticável. Sendo assim, foi testado um método alternativo baseado em redes neurais artificiais (RNAs). Esta técnica foi testada para a água e extendida para descrever as interações entre as espécies iônicas formadoras dos líquidos iônicos. Superfícies de energia potencial (SEPs) foram então preditas por estes modelos baseados em RNAs, com pequenos erros randômicos, tanto para água líquida, como para o par [BMI+][BF4 -]. Contudo, estes erros ainda são suficientemente grandes para produzir simulações de Monte Carlo da água líquida inconsistentes com os resultados obtidos usando o modelo TIP5P. É importante citar que as simulações de Monte Carlo realizadas usando RNAs são 2 a 12 vezes mais rápidas do que aquelas usando os potenciais analíticos

Neste trabalho será apresentado um estudo de caso sobre o cálculo da distorção harmônica gerada por um parque eólico através da sua modelagem nos domínios do tempo e da frequência. Será analisada a propagação das frequências harmônicas na rede básica e a influência da modelagem das linhas de transmissão nos resultados de distorção harmônica. Para este estudo serão utilizados os programas EMTP (ElectroMagnetic Transient Program) e HarmZs para as simulações no domínio do tempo e da frequência, respectivamente. Os parques eólicos simulados utilizam geradores do tipo multipolar síncrono, e para a sua conexão à rede elétrica um conversor de frequência. Os resultados obtidos com o programa EMTP serão comparados para validação com os dados obtidos através da simulação no domínio da frequência utilizando o programa de simulação HarmZ. Já a análise da propagação das frequências harmônicas será simulada somente no domínio do tempo. Assim, através dos resultados obtidos será possível comparar os programas de simulação, determinar os níveis de distorção harmônica em diversos pontos do sistema elétrico e a influência dos modelos utilizados. / This work will present a case study on the calculation of the harmonic distortion generated by a wind farm. Time and frequency domain simulations will be performed. Harmonic propagation will be analyzed. Furthermore, the influence of transmission lines and underground cables models will be verified when there are several frequencies present in the system. Softwares EMTP (ElectroMagnetic Transient Program) and HarmZs will be used for the simulations in the time and frequency domain, respectively. The simulated wind farm use multipolar synchronous generators and their connection to the grid is made through a frequency converter. The results obtained with EMTP will be compared for validation with the results obtained with HarmZs. Thus, by the obtained results it will be possible to compare simulation programs and to determine the levels of harmonic distortion at several points of the electrical system.

Esta dissertação busca identificar aspectos carentes de melhorias na modelagem de pedestres. A modelagem do comportamento de pedestres se inicia pelo entendimento de seu processo decisório, entendendo como ele se desloca, realiza escolha de rotas, interage com outros pedestres, veículos, obstáculos, etc. Os modelos de simulação de pedestres estão hoje aptos a representar de forma bastante realista o deslocamento dos mesmos, entretanto, a simulação conjunta com veículos apresenta ainda alguns aspectos fracos devido as grandes diferenças de abordagem na modelagem dos dois modos. A representação da travessia de pedestres nos modelos de simulação tradicionais apresenta limitações que podem impactar nos resultados gerados pelos simuladores. Este trabalho enumera diversos comportamentos de pedestres decorrentes da interação com veículos, no momento da travessia, que geralmente não estão presentes nos simuladores. Uma vez identificados estes comportamentos, uma pesquisa foi realizada com usuários do sistema viário, com idades entre 22 e 60 anos, para avaliar o quanto estes comportamentos são frequentes e importantes na estimativa de tempos de viagem dos pedestres. O comportamento indicado pelos entrevistados como mais impactante nos tempos de viagem foi o de “busca por brecha em caminhada”, onde o pedestre percorre trechos na lateral da via, enquanto observa possíveis brechas na corrente de tráfego para realizar sua travessia. O referido comportamento foi então modelado e agregado a um modelo de simulação de pedestres. Os resultados mostraram que a inclusão do novo comportamento provoca redução significativa dos tempos médios de viagem dos pedestres e que a simulação pode ser mais condizente com o comportamento real de pedestres em diversos ambientes urbanos. Para representar o comportamento de um pedestre em um ambiente urbano, é preciso também estudar como ele escolhe suas rotas. No processo de escolha de rotas, o pedestre é influenciado por diversos fatores, como hábitos pessoais, o número de cruzamentos, níveis de poluição e de ruído, segurança, abrigo de condições climáticas ruins, e estimulação do ambiente. Para representar o comportamento de escolha de rota dos pedestres, foi desenvolvido um modelo que considera a interação entre pedestres como uma impedância alterando a rota do pedestre. O estudo foi inspirado por equações de forças de atrito, considerando que pedestres tendem a evitar passar próximo de outros pedestres com elevada velocidade relativa. Para escolher uma rota o pedestre realiza uma ponderação entre a impedância e a distância a ser percorrida. O modelo foi capaz de reproduzir comportamentos emergentes da interação entre os agentes, permitindo concluir que as equações de forças de atrito adotadas nesta modelagem podem ser uma abordagem válida na representação da escolha de rotas de pedestres, podendo também ser uma forma indireta de avaliação de atrasos. / This dissertation aims to identify aspects in need of improvement in modeling pedestrians. The modeling of pedestrian behavior begins by understanding their decision making process, understanding how people move, make route choice, interact with other pedestrians, vehicles, obstacles, etc. Simulation models of pedestrians are able to represent the way they move quite realistically, however, the combined simulation of pedestrians and vehicles still presenting some poor aspects due to the wide differences in the modeling approach of the two modes. The pedestrian road crossing representation in the traditional simulation models has limitations that may impact on the results generated by the simulators. This dissertation lists several behaviors arising from the interaction of pedestrians with vehicles at road crossing situations, which are generally not present in the simulators. Having identified these behaviors, a survey was conducted with pedestrians, aged between 22 and 60 years old, to evaluate how these behaviors are frequent and important to estimate travel times. The behavior indicated by the interviewees as more impactful in the travel times was the “search for a gap while walking”, describing the pedestrian that walks laterally to the road, in the sidewalk, at the same time that is trying to cross the road, looking for gaps in the traffic stream. Such behavior was modeled and then aggregated at a simulation model of pedestrians. Results showed that the inclusion of the new behavior causes significant reduction in average travel time for pedestrians and that the simulation can be more consistent with the actual behavior of pedestrians in different urban environments. To represent a pedestrian behavior in an urban environment, it is also necessary to study how he chooses their route. At the route choice process, the pedestrian is influenced by several factors, such as personal habits, the number of road crossings, levels of pollution and noise, safety, shelter from bad weather, and other stimulation of the environment. In order to represent the pedestrians route choice behavior was devised a model that considers the interaction between pedestrians as an impedance to alter pedestrians route. The study is inspired by friction forces equations, considering that pedestrians avoid passing near other pedestrians with high relative velocity. To choose a route a pedestrian consider a balance between the impedance and the path length. The model is able to reproduces emergent behavior between agents, allowing the assumption that friction equations adopted in this modeling may provide a suitable approach to route choice behavior and can also be used as an indirect measure of pedestrians delay.

Aulas experimentais são indispensáveis para o adequado aprendizado de conteúdos de Física. Nos últimos anos, surgiram diversos softwares de simulação de experimentos de Física. A partir da utilização de softwares, busca-se verificar se o aluno consegue visualizar em atividades virtuais as situações que são reais. A proposta é trabalhar com atividades que possibilitem mostrar que é possível aprender circuitos elétricos utilizando softwares de simulação. Todas as atividades desenvolvidas são parte do produto didático e estão organizadas em um CD-ROM. Como referencial teórico, adota-se a Teoria dos Campos Conceituais, de Gerard Vergnaud. Para esse autor, o sujeito se apropria do conhecimento, que pode ser pensado e organizado em campos conceituais, ao longo de muito tempo, por meio de experiência, maturidade e aprendizagem. O projeto foi aplicado a alunos da disciplina de Física e Eletricidade, no Curso de Sistemas de Internet, do Instituto Federal Sul-rio-grandense, campus Pelotas, RS. Foram escolhidos os softwares Modellus e PhET (Physics Education Technology), os dois considerados softwares gratuitos. Em um primeiro momento, foram trabalhados circuitos elétricos a partir desses softwares. Na sequência, as atividades foram repetidas em um painel construído especialmente para esse fim com o objetivo de analisar o desempenho dos alunos em circuitos reais. A partir dos dados colhidos durante o trabalho, foi possível obter evidências de que houve uma aprendizagem significativa sugerindo que, de fato, as situações (VERGNAUD, 1990) é que dão sentido aos conceitos. / Experimental classes are essential for the proper learning of physics content. In recent years emerged various software simulation experiments in physics. From the use of software try to verify if the student can view activities in virtual situations that are real. The proposal is to work with activities that enable show that it is possible to learn electric circuits using simulation software. All activities are part of the educational product and are organized on a CD-ROM. The theoretical approach we have adopted the Conceptual Fields Theory Gerard Vergnaud. For this author, the subject appropriates the knowledge, which can be thought of as organized in semantic fields over a long time, through experience, maturity and learning. The design was applied to students of Physics and Electronics, Travel in Internet Systems South of Rio Grande Federal Institute campus Pelotas, Brazil. Modellus the software and PhET (Physics Education Technology) were chosen, both considered free software. At first electrical circuits from these softwares were worked. Following the activities were repeated in a panel specially built for this purpose in order to analyze the performance of students in real circuits. From the data collected during the study it was possible to obtain evidence that there was a significant learning suggesting that, in fact, situations (VERGNAUD, 1990) is to give meaning to the concepts.