[pt] O objetivo deste trabalho é apresentar conteúdos necessários para a construção de uma base sólida em Matemática do Ensino Fundamental e Médio, mas que são em geral mal assimilados pelos alunos. Inicialmente apresentaremos o plano cartesiano, equações de uma e duas variáveis, funções de uma variável real e gráfico de funções. Passaremos então ao estudo de curvas simples e bem conhecidas dos alunos em geral, como a circunferência, e chegaremos até as cônicas rotacionadas. A partir daí, procuramos relacionar as duas partes do trabalho, mostrando como as cônicas podem ser vistas como gráficos de função de uma variável. Pretende-se que este trabalho possa ser utilizado por professores do Ensino Fundamental e Médio em sala de aula, pois boa parte do conteúdo apresentado faz parte do currículo mínimo da Secretaria de Educação do Estado do Rio de Janeiro. Propomos atividades teóricas e computacionais, utilizando o software Geogebra para construção de curvas no plano cartesiano. / [en] The objective of this paper is to present content needed to build a solid foundation in mathematics from primary and secondary schools, but are generally poorly assimilated by the students. Initially present the Cartesian plane, equations of one and two variables, functions of a real variable and function graph. Then we pass to the study of simple curves and well known to students in general, as the circumference, and arrive until the conical rotated. From there, we try to relate the two parts of the work, showing how the taper can be seen as a variable function graphs. It is intended that this work can be used by teachers of primary and secondary education in the classroom, because much of the content presented is part of the minimum curriculum of the Department of Education of the State of Rio de Janeiro. We propose theoretical and computational activities, using the Geogebra software to build curves in the Cartesian plane.

[pt] Neste trabalho apresentaremos a noção de valor esperado de uma variável aleatória, ou valor médio de uma quantidade aleatória, um conceito probabilístico extremamente importante e útil em diversas aplicações, mas que por razões históricas, não costuma ser ensinado no Ensino Médio. Além desse assunto, abordaremos também alguns problemas interessantes e desafiadores de Probabilidade, como por exemplo, questões dos vestibulares mais difíceis do País, como o do Instituto Militar de Engenharia (IME) e O Desafio em Matemática da PUC-Rio. Em várias das atividades propostas, ao longo nosso trabalho, iremos utilizar recursos computacionais como o Excel e o GeoGebra, e mostrar que podem ser fortes aliados ao ensino de Probabilidade e auxiliar no entendimento do conceito de Valor Esperado. / [en] In this dissertation we present the definition of the expected value of a random variable, an important probabilistic concept which is useful in many applications but which, for historical reasons, is not taught in high school in Brazil. We also discuss examples of interesting and challenging probability problems, including questions from some of the hardest exams in the country, such as the Vestibular for the Instituto Militar de Engenharia (IME) and the Desafio em Matemática of PUC-Rio. In many of the proposed activities, we use computational tools such as Excel and GeoGebra: these can become allies when teaching probability and help in the understanding of the concept of expected value.

[pt] Nesta tese é apresentada uma metodologia de seleção de modelos em experimentos mistura-processo e reunidas as técnicas estatísticas necessárias ao planejamento e análise de experimentos com mistura com ou sem variáveis de processo. Na pesquisa de seleção de modelos foi utilizado um experimento para determinar as proporções ótimas de um misto químico do mecanismo de retardo para ignição de um motor foguete. O misto químico consiste de uma mistura de três componentes. Além das proporções dos componentes da mistura, são consideradas duas variáveis de processo. O objetivo do estudo é investigar as proporções dos componentes da mistura e os níveis das variáveis de processo que colocam o valor esperado do tempo de retardo (resposta) o mais próximo possível do valor alvo e, ao mesmo tempo, minimizam o tamanho do intervalo de previsão de uma futura resposta. Foi ajustado um modelo de regressão linear com respostas normais. Com o modelo desenvolvido foram determinadas as proporções ótimas dos componentes da mistura e os níveis ótimos das variáveis de processo. Para a seleção do modelo foi utilizada uma metodologia de duas etapas, que provou ser eficiente no caso estudado. / [en] This thesis presents a methodology for model selection in mixture-process experiments and puts together the statistical techniques for the design and analysis of mixture experiments with or without process variables. An experiment of a three-component mixture of a delay mechanism to start a rocket engine was used in the research. Besides the mix components proportions, two process variables are considered. The aim of the study is to investigate the proportions of the mix components and the levels of the process variables that set the expected delay time (response) as close as possible to the target value and, at the same time, minimize the width of the prediction interval for the response. A linear regression model with normal responses was fitted. Through the developed model, the optimal proportions of the mix components and the levels of the process variables were determined. A two-stage methodology was used to select the model. This methodology for model selection proved to be efficient in the studied case.

[pt] O fenômeno de estabilidade de tensão vem despertando grande interesse acadêmico e das principais empresas de energia elétrica do mundo desde que começou a ser observado em sistemas reais, no final da década de setenta. Sua ocorrência está relacionada ao carregamento excessivo das linhas de transmissão. Modelar transformador com tap variável adequadamente é fundamental em análises de estabilidade de tensão, tanto no que diz respeito às informações fornecidas ao operador referentes às margens de estabilidade de tensão, quanto aos efeitos de ações de controle de tensão. O modelo de transformador com tap variável utilizado mundialmente consiste de uma impedância, obtida através do ensaio em curto-circuito e com tap nominal, em série com um transformador ideal. Esta tese mostra que, em estudos de estabilidade de tensão, o uso desse modelo leva a resultados qualitativamente errados. Para demonstração, utiliza-se um circuito pequeno e os conceitos de máxima potência transmitida, impedância equivalente da carga, e efeito do controle de tensão. Propõe-se um novo modelo coerente com os resultados obtidos em laboratório, com as leis de circuitos elétricos e com a teoria de estabilidade de tensão. Esse modelo pode ser utilizado em qualquer estudo em regime permanente. Através de diversas simulações computacionais, diferenças quantitativas e principalmente qualitativas foram obtidas comparando-se os resultados dos dois modelos. / [en] The voltage stability phenomenon is of interest since it began to be observed in real systems in the late seventies. It happens due to excessive loading of transmission lines. The modeling of tap-changing transformers is fundamental in voltage stability analysis, in terms of the information provided to the operator about voltage stability margins and the effects of voltage control actions. The model for tap-changing transformers currently in widespread use consists of an impedance, measured in a short-circuit test with a nominal tap, in series with an ideal transformer. The use of this model in voltage stability studies leads to qualitatively incorrect results, as shown in this thesis. For demonstration purpose a small circuit and the concepts of maximum load, equivalent load impedance and voltage control effects are used. An improved model that takes into account laboratory results, circuit laws and voltage stability theory is proposed. This model can be used in any steady-state study. It gives results that are not only more accurate than those obtained with the conventional model, but also, as shown in this thesis, qualitatively different.

[pt] Este artigo propõe um modelo de crescimento neoclássico usual, modificado para incluir um processo time-to-build na formação de capital público, taxa variável de utilização do capital, custos de ajustamento sobre o investimento privado e oferta de trabalho indivisível. Obedecendo a uma calibração restritiva para a economia dos Estados Unidos, as predições do modelo são comparadas à recente evidência empírica referente aos impactos dinâmicos de choques sobre o investimento público. Os resultados mostram que a utilização variável da capacidade instalada, juntamente com custos de ajustamento, explicam quantitativamente as respostas empíricas do PIB e do emprego. Este primeiro pressuposto do modelo também fornece uma intuição econômica para os resultados reportados pela literatura recente: eles são consistentes com efeitos de substituição intertemporal sobre as decisões de investimento. Em seguida à análise, um modelo de crescimento neoclássico usual, estendido para incluir um processo time-to-build para o capital público e taxação distorcionária, é usado para avaliar os efeitos de curto e longo prazo do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) no Brasil entre 2007 e 2010. Os resultados sugerem que o programa de investimento pode, na verdade, ter induzido desacelerações de curto prazo na economia brasileira, devido a defasagens de implementação do investimento público combinadas à tributação distorcionária. Ademais, as trajetórias de longo prazo derivadas no modelo dependem do esquema de financiamento distorcionário bem como de ajuste fiscal adotado. Finalmente, os efeitos de bem-estar associados ao programa são pequenos e diminuem conforme as defasagens de implementação dos gastos do governo aumentam. / [en] This paper proposes an otherwise standard neoclassical growth model extended for time-to-build process for public capital, varying capital utilization rate, adjustment costs in private investment and indivisible labor supply. Following a restrictive calibration for the U. S. economy, theoretical predictions are compared to the recent empirical evidence concerning the dynamic impacts of shocks to public investment. Results show that variable capacity utilization, together with adjustment costs, quantitatively accounts for GDP and employment empirical responses. This first assumption in the model also provides an economic intuition for the findings reported by the recent literature: they are consistent with plausible intertemporal substitution effects on investment decisions. Following this analysis, a standard neoclassical growth model extended for a time-to-build process for public capital and distortionary taxation is used to assess the short and long run effects of the Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) in Brazil between 2007 and 2010. Findings suggest that the investment program may have actually induced short run slowdowns in the Brazilian economy due to implementation delays in public investment combined with distortive taxation. In addition, long run paths derived in the model depend on the adopted distortive financing as well as fiscal adjustment scheme. Finally, welfare effects associated to the program are small and decrease as the lags in implementation of government spending increases.

[pt] No presente trabalho foi realizada a construção, montagem, revisão de projeto e avaliação experimental preliminar de um novo motor a combustão interna rotativo por ignição por centelha, que pode ser classificado como cat-and-mouse engine ou Twin-Rotor Piston Engine. Nesse motor, dois pares de deslocadores são montados sobre dois rotores, que giram em velocidade variável em dentro de uma câmara cilindrica, de forma a conferir uma variação da posição angular relativa entre deslocadores e, assim, formar quatro câmaras de volumes variáveis com o tempo, a fim de se realizar processos termodinâmicos equivalentes aos de um motor alternativo de quatro tempos. Esse motor destaca-se por possuir um sistema inovador que permite a mudança do movimento dos rotores e deslocadores, de forma a aumentar o volume deslocado e a taxa de compressão das câmaras onde ocorrem os processos termodinâmicos. Tal dispositivo permite alterar e otimizar a taxa de compressão para diferentes combustíveis. Os componentes do motor foram usinados de acordo com o projeto e o protótipo foi montado, revisado e ajustado, de forma a garantir a operacionalidade do equipamento. Posteriormente, o motor foi montado em uma bancada para se efetuar testes preliminares de acionamento externo, afim de se medir vazão volumétrica, potência fornecida e pressão de compressão no ponto morto superior em função da velocidade angular. A revisão bibliográfica do trabalho contém definições úteis na classificação de motores rotativos, além de discutir suas especificidades características. / [en] The present work describes the construction, assembly, project revision and preliminary experimental evaluation of an innovative rotary spark ignition internal combustion engine. First, a literature survey was carried out. Some useful definitions were found for rotary engines classification as well as some of their specific characteristics were discussed. The engine can be classified as cat-andmouse engine or Twin-Rotor Piston Engine. It is characterized by two pairs of displacers, assembled over two rotors, which rotate at a variable rotational speed within a cylindrical cavity. The driving mechanism is such that the relative distance between each pair of displacers varies continuously, thus providing the positive displacement effect. Therefore, the engine has four chambers, each one with its own time varying volume, so that thermodynamic processes, equivalent to those of a four-stroke reciprocating internal combustion engine, can take place. This engine presents a unique and innovative mechanism by which the compression ratio can be varied during operation, thus optimizing engine efficiency a for a given fuel. Engine components, designed in an effort previous to the present one, were fabricated according to the original project. A prototype was assembled, with all components following a routine of project revision, including measurements, uncertainties and adjustments. The engine was then placed on a test bench where preliminary non-firing external driving tests were carried out. They included: volumetric flow rate, driving (frictional) power and cylinder maximum pressure with displacer at the top dead center, all these parameters in terms of the primary shaft angular velocity.

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Wlamir_D.pdf: 3842184 bytes, checksum: b2d244ce79104124ad706f65f2c5c853 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Instalações de bombeamento são comumente encontradas em qualquer sistema que envolva o transporte de líquidos, como sistemas públicos de abastecimento. Num passado não tão distante, os projetos dessas instalações eram superdimensionados e, na maioria das vezes, nunca chegavam a operar em sua plenitude. A operação de controle de vazão, através de uma válvula na saída da estação de bombeamento, sempre foi uma ação nociva a estrutura em todos os sentidos, além do desperdício de energia elétrica que esse tipo de operação provocava. Paralelamente, a energia elétrica se tornou muito dispendiosa, e a sua geração muito mais complicada com impactos cada vez maiores no meio ambiente. Em condições tão desfavoráveis, o inversor de freqüência se tornou peca importante na missão de racionalizar o uso da energia elétrica sem afetar a operação do sistema. Neste trabalho são estudadas duas instalações de bombeamento da cidade de Campinas ¿ SP, dotadas de inversores de freqüência, onde são comparadas operações com e sem o uso deste dispositivo, suas vantagens e desvantagens, possibilidades e limitações. Com o auxilio de três modelos matemático-computacionais, um que reproduziu uma das instalações, outro de auditoria energética e um terceiro de otimização, especialmente desenvolvidos para esse estudo, foi possível a simulação de cenários operacionais, buscando extrair a máxima eficiência do inversor e a conseqüente otimização do sistema como um todo. Ao final do trabalho são propostos critérios, resultantes do estudo desenvolvido, que podem servir como parâmetros quando da adoção de inversores de freqüência em sistema de bombeamento / Abstract: The pumping systems are frequently found in any process which involves transport of liquids, like the public water systems. In a recent past, these pumping systems plans were oversized and, frequently, did not work in their full potential. The flow regulated by throttling has always presented, in all senses, a harmful effect to the installation. Moreover, this kind of action has caused waste of electric energy. Along with that the cost of electric energy has been increasing and its production has created damages to the environment. Since we have so many negative conditions, the variable speed drive has become the most important part to rationalize the use of electric energy causing no affect on the operation of the system. This work studies two pump stations located in the city of Campinas, which are operated with variable speed drives. At these pumping stations, comparisons are made with and without the use of this equipment, considering its advantages and disadvantages, its possibilities and limitations. Three mathematicmodels were especially developed for this study, the first to reproduce one of the systems, the second to make an energetic audit and the third to optimize the results. Making use of these three models it was possible to simulate operational scenarios to reach the maximum efficiency from variable speed drive and the optimization of the system as a whole. As a conclusion of this study, some criteria are presented to support the use of variable speed drive in the pumping system / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

[pt] A maioria dos trabalhos que propõem esquemas de Controle Estatístico de Processos Multivariados (CEPM) e que analisam o desempenho desses esquemas considera alterações nas variáveis observadas. Alguns autores mostraram que, quando alterações no vetor de médias de um processo multivariado ocorrem tipicamente em direções previsíveis, a estatística mais eficaz para o monitoramento do processo é o valor da projeção do vetor de observações (ou de sua média amostral) em cada uma dessas direções. Este trabalho propõe um método para o monitoramento de processos multivariados nos quais alterações nos parâmetros do processo são devidas a causas especiais que afetam variáveis não observáveis e ocorrem em direções conhecidas (ortogonais), e compara seu desempenho com o de gráficos de Shewhart nas variáveis observadas, nas componentes principais, e com o de gráficos de T2 no vetor de variáveis observadas. Além disso, é proposto um esquema complementar de monitoramento para detectar alterações em novas direções fora do hiperplano formado pelas direções conhecidas. Resultados obtidos por simulação mostram que o esquema proposto, de gráficos de controle em variáveis transformadas (projeções do vetor de variáveis observadas nas direções conhecidas), tem melhor desempenho na maior parte dos casos analisados. A análise de desempenho é feita supondo deslocamentos da média nas direções conhecidas (já que estes é que são as alterações conhecidas, ocasionadas pelas causas especiais) e/ou aumentos da variância nessas mesmas direções. A comparação é baseada nas probabilidades de alarme falso e de alarme verdadeiro. / [en] Most of the works that propose schemes of Multivariate Statistical Process Control (MSPC) and that analyze the performance of these schemes consider changes in the observed variables. Previous authors have shown that when the shifts in the mean vector of a multivariate process typically occur in predictable directions, the most effective statistics for process monitoring are the values of the projections of the vector of observations (or of the sample average vector) in each of these directions. This paper proposes a method for the monitoring of multivariate processes in which changes in the process parameters are due to special causes that affect non-observable variables and occur in (orthogonal) known directions, and compares its performance with that of Shewharts charts on the observed variables, on the principal components, and with that of T2 charts on the vector of observed variables. In addition, it is proposed a supplementary scheme of monitoring to detect changes in new directions outside of the hyperplane formed by known directions. Results obtained by simulation show that the proposed scheme, consisting of control charts on the transformed variables (projections of the vector of observed variables on the known directions), has better performance in most of the cases analyzed. The analysis of performance is done assuming shifts in the mean of the known directions (since these are the known changes associated to special causes) and/or increases of the variance in these same directions. The comparisons are based on the in-control and out-of-control probabilities of signal.

[pt] Os fundos de previdência complementar fechados, também conhecidos como fundos de pensão, através da geração de poupança interna e na ampliação do investimento produtivo desempenham uma participação importante no desenvolvimento da economia. O presente trabalho teve como objetivo verificar o desempenho dos fundos de pensão, no período de 2010 a 2014. No total foram analisadas as rentabilidades anuais de 60 fundos, sendo que 30 de patrocinadores privados e 30 de patrocinadores públicos. Esta pesquisa procura analisar o desempenho destes fundos e verificar se estes possuem uma rentabilidade satisfatória, avaliar se existe diferença de gestão entre fundos com patrocinadores de empresas públicas e privadas e posteriormente para determinar os fatores de risco das carteiras dos fundos seria utilizado o modelo proposto por Sharpe, conhecido como analise de estilo baseado em retorno. A avaliação dos desempenhos dos fundos foi realizada por modelos quantitativos clássicos como índice Sharpe, índice de Modigliani e índice de Treynor. A pesquisa de fundos de previdência complementar fechada se justifica, pelos poucos estudos publicados, pelo crescimento continuo das discussões sobre análise de desempenho e estilo de gestão nestes fundos. / [en] Closed pension funds, also known as pension funds, through domestic savings generation and expansion of productive investment play an important role in developing the economy. This study aimed to verify the performance of pension funds in the period 2010 to 2014. In total the annual returns of 60 funds were analyzed, of which 30 private sponsors and 30 public sponsors. This research seeks to analyze the performance of these funds and to determine whether they have a satisfactory profitability, assess whether there are differences in management between funds with sponsors of public and private companies and subsequently to determine the risk factors of the portfolios of the funds would be used the model proposed by Sharpe, known as return-based style analysis. The evaluation of the performance of the funds was performed by classical quantitative models as Sharpe ratio, Modigliani index and Treynor index. The survey closed pension funds is justified by the few published studies, the continued growth of discussions on analysis of performance and style of management in these funds.

[pt] Um modelo de previsão é uma ferramenta indispensável nos negócios, ajudando na tomada de decisões, seja a curto, médio ou longo prazo. Neste contexto, a implementação de técnicas de aprendizagem de máquina em modelos de previsão de séries temporais assume notória relevância, visto que o processamento da informação e a extração de conhecimento são cada vez mais exigidos de forma eficiente e dinâmica. Este trabalho desenvolve um modelo denominado Variable Step-Size evolving Participatory Learning with Kernel Recursive Least Squares, VS-ePL-KRLS, aplicado à previsão de preços do óleo diesel S500 e S10. O modelo apresentado demonstra uma melhor acurácia em comparação com os modelos análogos na literatura, sem perda de desempenho computacional para todas as séries temporais analisadas. / [en] A prediction model is an indispensable tool in business, helping to make decisions, whether in the short, medium, or long term. In this context, the implementation of machine learning techniques in time series forecasting models has a notorious relevance, as information processing and efficient and dynamic knowledge uncovering are increasingly demanded. This work develops a model called Variable Step-Size evolving Participatory Learning with Kernel Recursive Least Squares, VS-ePL-KRLS, applied to the forecast of weekly prices for S500 and S10 diesel oil, at the Brazilian level, for biweekly and monthly horizons. The presented model demonstrates a better accuracy compared with analogous models in the literature, without loss of computational performance for all time series analyzed.