869 resultados para Ruína de estruturas Modelos matemáticos
Calibracin geomtrica de cmaras no mtricas. Estudio de metodologas y modelos matemáticos de distorsin
Resumo:
La Fotogrametra, como ciencia y tcnica de obtencin de informacin tridimensional del espacio objeto a partir de imgenes bidimensionales, requiere de medidas de precisin y en ese contexto, la calibracin geomtrica de cmaras ocupa un lugar importante. El conocimiento de la geometra interna de la cmara es fundamental para lograr mayor precisin en las medidas realizadas. En Fotogrametra Area se utilizan cmaras mtricas (fabricadas exclusivamente para aplicaciones cartogrficas), que incluyen objetivos fotogrficos con sistemas de lentes complejos y de alta calidad. Pero en Fotogrametra de Objeto Cercano se est trabajando cada vez con ms asiduidad con cmaras no mtricas, con pticas de peor calidad que exigen una calibracin geomtrica antes o despus de cada trabajo. El proceso de calibracin encierra tres conceptos fundamentales: modelo de cmara, modelo de distorsin y mtodo de calibracin. El modelo de cmara es un modelo matemtico que aproxima la transformacin proyectiva original a la realidad fsica de las lentes. Ese modelo matemtico incluye una serie de parmetros entre los que se encuentran los correspondientes al modelo de distorsin, que se encarga de corregir los errores sistemticos de la imagen. Finalmente, el mtodo de calibracin propone el mtodo de estimacin de los parmetros del modelo matemtico y la tcnica de optimizacin a emplear. En esta Tesis se propone la utilizacin de un patrn de calibracin bidimensional que se desplaza en la direccin del eje ptico de la cmara, ofreciendo as tridimensionalidad a la escena fotografiada. El patrn incluye un nmero elevado de marcas, lo que permite realizar ensayos con distintas configuraciones geomtricas. Tomando el modelo de proyeccin perspectiva (o pinhole) como modelo de cmara, se realizan ensayos con tres modelos de distorsin diferentes, el clsico de distorsin radial y tangencial propuesto por D.C. Brown, una aproximacin por polinomios de Legendre y una interpolacin bicbica. De la combinacin de diferentes configuraciones geomtricas y del modelo de distorsin ms adecuado, se llega al establecimiento de una metodologa de calibracin ptima. Para ayudar a la eleccin se realiza un estudio de las precisiones obtenidas en los distintos ensayos y un control estereoscpico de un panel test construido al efecto. ABSTRACT Photogrammetry, as science and technique for obtaining three-dimensional information of the space object from two-dimensional images, requires measurements of precision and in that context, the geometric camera calibration occupies an important place. The knowledge of the internal geometry of the camera is fundamental to achieve greater precision in measurements made. Metric cameras (manufactured exclusively for cartographic applications), including photographic lenses with complex lenses and high quality systems are used in Aerial Photogrammetry. But in Close Range Photogrammetry is working increasingly more frequently with non-metric cameras, worst quality optical components which require a geometric calibration before or after each job. The calibration process contains three fundamental concepts: camera model, distortion model and method of calibration. The camera model is a mathematical model that approximates the original projective transformation to the physical reality of the lenses. The mathematical model includes a series of parameters which include the correspondents to the model of distortion, which is in charge of correcting the systematic errors of the image. Finally, the calibration method proposes the method of estimation of the parameters of the mathematical modeling and optimization technique to employ. This Thesis is proposing the use of a pattern of two dimensional calibration that moves in the direction of the optical axis of the camera, thus offering three-dimensionality to the photographed scene. The pattern includes a large number of marks, which allows testing with different geometric configurations. Taking the projection model perspective (or pinhole) as a model of camera, tests are performed with three different models of distortion, the classical of distortion radial and tangential proposed by D.C. Brown, an approximation by Legendre polynomials and bicubic interpolation. From the combination of different geometric configurations and the most suitable distortion model, brings the establishment of a methodology for optimal calibration. To help the election, a study of the information obtained in the various tests and a purpose built test panel stereoscopic control is performed.
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Este texto foi elaborado para apoio a um mdulo de 2 ECTS sobre "Mtodos Quantitativos em Gesto das Pescas'' na unidade curricular 22195 - Seminrio do curso de ps-graduao em "Gesto Sustentvel de Recursos Marinhos: Pescas, Aquacultura e Consumo", da Universidade Aberta. O texto pretende constituir uma breve introduo aplicao da Anlise Matemtica modelao e gesto das pescas e no assume qualquer conhecimento prvio sobre o assunto, requerendo apenas conhecimentos de matemtica que no so superiores aos obtidos a nvel de uma licenciatura em Cincias Biolgicas, Econmicas, ou afins. Para que os leitores mais interessados nas aplicaes, ou menos preparados matematicamente, no sejam desencorajados pelas partes matemticas mais sofisticadas optou-se por coloc-las em anexos matemáticos no final do texto, deste modo possibilitando tambm aos leitores mais interessados irem ao fundo das questes e perceberem a razo da validade de determinados resultados.
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En este reporte se presentan los resultados de una investigacin que se llev a cabo con una muestra de cuarenta estudiantes del nivel superior de la carrera de Ingenieria en Comunicaciones y Electrnica del Instituto Politcnico Nacional, a quienes se les presentaron problemas del rea de circuitos elctricos que deberian modelar matemticamente. De este proceso se determinaron los elementos metacognitivos que entran en accin al momento de la resolucin de los problemas. Al procesar la informacin se hizo una clasicacin de estos elementos metacognitivos para establecer categorias que son fuente de apoyo a la instruccin de la matemtica en el contexto de la ingeniera. El marco terico en que se mueve la investigacin es la matemtica en el contexto de las ciencias en su fase de estrategia didctica y toma la concepcin de metacognicin que describe Santos como monitoreo y autoevaluacin de los procesos cognitivos, as como las habilidades metacognitivas de Nickerson. En la metodologa de investigacin se emplea la entrevista clnica y la interpretacin de la informacin de cada individuo se lleva a cabo en trminos de los elementos tericos; la investigacin es de tipo etnogrco.
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La diabetes es una enfermedad que ha ido en aumento en los ltimos aos, partiendo de esta problemtica el objetivo principal de esta tesis es el de desarrollar una interfaz visual basada en modelos de metabolismo de glucosa, de manera que esta sea una herramienta que sirva de apoyo para observar el comportamiento de dicho metabolismo en un paciente sano, en un paciente con diabetes tipo I o en un paciente con diabetes tipo II, siendo que en un futuro esta se pueda modificar de forma que, con ciertos parmetros establecidos, se pueda llegar a predecir el comportamiento del metabolismo de glucosa en un paciente en especfico y con ello saber cmo es que se tiene que actuar frente a las condiciones actuales para mejorar la calidad de vida de la persona en cuestin, aportando de esta manera en el desarrollo de la tecnologa de generacin de pacientes virtuales. El desarrollo de la interfaz se realiz en MATLAB y permite el manejo de los tres tipos de pacientes virtuales (sano, diabetes tipo I, y diabetes tipo II) y reproduce el comportamiento dinmico de la concentracin de glucosa e insulina en sangre. Tambin permite manejar seales de entrada (dosificacin de insulina prescrita por el medico) y perturbaciones (ingesta de alimentos).
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RESUMO - O Huanglongbing (HLB ou Greening) a doena mais importante e destrutiva da citricultura mundial. Presente de forma endmica nos continentes asitico e africano h vrias dcadas, essa doena foi constatada no Brasil em 2004, sendo transmitida pelo psildeo Diaphorina citri e causada por bactrias de floema Candidatus Liberibacter spp. Para auxiliar o estudo da doena, foram desenvolvidos modelos matemáticos para avaliao da propagao do HLB Citros. Este trabalho tem por objetivo a criao de um sistema para execuo via web de um destes modelos, permitindo aos profissionais de diversas formaes, em especial os das reas biolgicas, que so os especialistas do domnio em estudo, acesso rpido aos resultados fornecidos pelo modelo matemtico, eliminando ainda a necessidade de conhecimento prvio em alguma linguagem de programao ou de mtodos de resoluo de equaes diferenciais. O sistema foi completamente implementado em R, tendo sido o pacote deSolve usado para soluo do modelo matemtico e o framework web Shiny para a interface com usurio, sendo todos open source.
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de senso comum que os nutrientes so fundamentais vida e que a subnutrio leva acumulao de gorduras que pode chegar a casos de obesidade, tendo como consequncia inmeras complicaes de sade. Diferentes estruturas neuroanatmicas do crebro tm um papel essencial no comportamento digestivo. A ao de vrias molculas de sinalizao (hormonas, neurotransmissores e neuropptidos) resulta na regulao da ingesto de alimentos, sendo que, por exemplo, algumas hormonas podem aumentar a sensao de saciedade podendo diminuir o apetite e a ingesto calrica. A descoberta de hormonas envolvidas no balano energtico proporcionou novas oportunidades para desenvolver meios para o tratamento da obesidade. A transferncia de medicao antiobesidade por via tpica ou transdrmica um desafio pois a pele funciona como uma barreira natural e protetora. Sendo uma barreira com uma grande rea de superfcie e de fcil acessibilidade, a pele tem potencial interesse na libertao de frmacos especficos a cada terapia. Vrios mtodos tm sido estudados de modo a permitir um aumento da permeabilidade de molculas teraputicas para o interior da pele e atravs da pele. As biotecnologias transdrmicas so um campo de interesse cada vez maior, devido as aplicaes drmicas e farmacuticas que lhes esto subjacentes. Existem vrios modelos computacionais e matemáticos em uso que permite uma viso mais abrangente de puros dados experimentais e at mesmo permite a extrapolao prtica de novas metodologias de difuso drmica. Contudo, eles compreendem uma complexa variedade de teorias e suposies que atribuem a sua utilizao para situaes especficas. Este trabalho, primeiramente analisa, de forma extensiva, as vrias metodologias tericas para o estudo da difuso drmica e sistematiza as suas caractersticas, realizando depois a fase prvia duma nova abordagem computacional para o estudo da difuso drmica, que determina caractersticas microscpicas de molculas capazes de provocar a perda de peso, tais como a Leptina e/ou os seus agonistas.
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Esta dissertao apresenta uma contribuio compreenso e quantificao do amortecimento em amortecedores, como uma base para o projeto e construo de um amortecedor viscoelstico e determinao experimental de suas propriedades, para aplicao na reduo das amplitudes de vibrao, em estruturas submetidas a excitaes dinmicas. Uma breve reviso histrica do uso de amortecedores viscoelsticos, na indstria de construes, inicialmente apresentada. Modelos reolgicos so ento discutidos, com nfase sobre a influncia da temperatura, freqncia, amplitude de deslocamento, envelhecimento e pr-carga sobre os parmetros de amortecimento. Modelos matemáticos disponveis necessrios para a descrio do fenmeno e mtodos para a medida do amortecimento so, a seguir, descritos. Finalmente, um amortecedor viscoelstico projetado e construdo, utilizando-se recursos locais. Seu comportamento experimentalmente determinado em uma mquina de teste servo-hidrulica MTS-810. A influncia de vrios fatores, tais como temperatura, freqncia e amplitude de vibrao so avaliados, e concluses so tiradas sobre a aplicao deste tipo de amortecedor, em construes e estruturas industriais.
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Atualmente observa-se que uma grande parte das estruturas de concreto armado esto apresentando problemas relacionados corroso das armaduras, principalmente aquela iniciada pelos ons cloreto. Nesse sentido, muitos estudos esto sendo realizados a fim de prever o tempo necessrio para que os ons cloreto atinjam a armadura, iniciando assim a propagao do processo corrosivo. Existem alguns parmetros relacionados ao concreto e ao meio ambiente que exercem uma grande influncia na penetrao de ons cloreto. Entre os fatores relacionados ao concreto, verifica-se que o coeficiente de difuso de cloretos, a concentrao superficial de cloretos, a relao gua/cimento, a espessura de cobrimento, a presena e a quantidade de adies so alguns parmetros que interferem na vida til de projeto das estruturas. J em relao s condies ambientais, os principais fatores que afetam a vida til so a umidade relativa e a temperatura de exposio. Assim, procurou-se avaliar o efeito de tais variveis na vida til das estruturas, considerando as mesmas como grandezas aleatrias, apresentando um determinado valor mdio e um desvio-padro caracterstico. Essas variveis aleatrias foram inseridas em alguns modelos matemáticos que so empregados para a previso da vida til das estruturas 2 Lei de Fick e os modelos propostos por UJI et al. (1990) e por MEJLBRO (1996). A partir da, realizou-se uma anlise de confiabilidade a partir de um mtodo de simulao numrica (Simulao de Monte Carlo) a fim de se determinar a probabilidade de falha no tempo para concretos feitos com diferentes tipos de cimento e adies, quando inseridos em condies ambientais distintas A fim de contribuir no processo de previso da vida til das estruturas quando inseridas em ambientes contendo cloretos, foi desenvolvido um modelo matemtico baseado na anlise em Grupos Focalizados (ou Focus Groups). Algumas das principais caractersticas do modelo proposto so a lgica empregada no seu desenvolvimento e a grande facilidade de aplicao do mesmo. O comportamento do modelo se mostrou consistente com os resultados de investigaes experimentais realizadas por outros pesquisadores, onde o mesmo foi aplicado em um estudo de caso para verificar a resposta em relao penetrao de cloretos em alguns pontos de uma estrutura de concreto armado inserida em rea salina.
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Esta dissertao tem por objetivo contribuir compreenso dos mecanismos e efeitos de dissipao de energia em estruturas mediante a utilizao de materiais viscoelsticos. So obtidas experimentalmente as propriedades destes polmeros termoplsticos enfatizando seu uso como meio de reduo das amplitudes de vibraes em estruturas submetidas a aes dinmicas. Inicialmente, apresenta-se uma breve resenha histrica sobre o uso de materiais viscoelsticos com finalidade de amortecimento estrutural. So descritos modelos reolgicos referentes ao comportamento mecnico, qumico e trmico e tambm modelos matemáticos relacionados ao fenmeno do amortecimento necessrios para o desenvolvimento do projeto dos amortecedores. A seguir, descreve-se detalhadamente o projeto, construo e anlise de dissipadores de energia confeccionados com polmeros termoplsticos, mediante aplicaes de carregamentos harmnicos cclicos, anlisado seu comportamento. Finalmente, faz-se uma anlise numrica da influncia da incorporao de dissipadores numa estrutura real com problemas de vibraes excessivas. Concluses sobre a aplicao deste tipo de amortecedor em estruturas em geral so apresentadas.
Resumo:
Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES)
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Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo (FAPESP)
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Sinais diversos esto presentes em nosso cotidiano, assim como nas medidas realizadas nas atividades de cincia e tecnologia. Dentre estes sinais, tem grande importncia tecnolgica aqueles associados corroso de estruturas metlicas. Assim, esta tese prope o estudo de um esquema local de transformada de Fourier janelada, com a janela variando em funo da curtose, aplicada a sinais de rudo eletroqumico. A curtose foi avaliada nos domnios do tempo e da frequncia e processada pelo programa desenvolvido para esse fim. O esquema foi aplicado a sinais de rudo eletroqumico dos aos UNS S31600, UNS G10200 e UNS S32750 imersos em trs solues: FeCl3 0,1 mol=L (cloreto frrico), H2SO4 5%(cido sulfrico) e NaOH 0,1%(hidrxido de sdio). Para os aos inoxidveis, estas solues promovem corroso localizada, uniforme e passivao, respectivamente. Visando testar o desempenho do esquema de Fourier desenvolvido, testes foram realizados utilizando-se inicialmente sinais sintticos e em seguida sinais de rudo eletroqumico. Notou-se que os sinais tm caractersticas de no-estacionaridade e a maior parte da energia est presente em baixa frequncia. Os intervalos de tempo e de frequncia onde se concentra a maior parte da energia do sinal foram correlacionados. Para os picos mximos dos sinais de potencial e corrente obtidos de amperimetria de resistncia nula, a correlao entre eles foi baixa, independente da forma de corroso presente. Conclui-se que o mtodo se adaptou bastante bem s caractersticas locais do sinal eletroqumico permitindo o monitoramento dos espectros tempo-frequncia. O fato de ser sensvel s caractersticas locais do sinal permite analisar aspectos dos sinais que do modo clssico no podem ser diretamente processados. O mtodo da transformada de Fourier janelada varivel (Variable Short-Time Fourier Transform - VSTFT) adaptou-se muito bem no monitoramento dos sinais originados de potencial de circuito aberto e amperimetria de resistncia nula.
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As simulaes computacionais tem sido amplamente empregadas no estudo do escoamento darciano e no-darciano em meios porosos consolidados e no-consolidados. Neste trabalho, atravs de uma nova formulao para a equao de Forchheimer, foram identificadas duas novas propriedades denominados fator de comportamento do fluido, que atua paralelamente a permeabilidade, e permeabilidade equivalente global, resultado da relao anterior. Este comportamento foi estudado e validado atravs da implementao de um aparato experimental e um cdigo computacional baseado no modelo de regresso-linear que, alm disso, demonstrou que o escoamento, ainda que em regime no darciano, comporta-se linearmente como a equao de Darcy, ainda que o coeficiente angular desta diminuiu de acordo com a faixa do nmero de Reynolds atingida, sendo esta dependente do tipo de leito empregado. Ainda neste trabalho, foi implementado o mtodo de otimizao R2W para estimar os parmetros da equao de Kozeny-Carman a partir de dados experimentais obtidos por Dias et al, a fim de simular o escoamento darciano em meios porosos. Por fim, foi alcanada excelente concordncia entre os dados simulados pelo mtodo R2W / equao de Kozeny-Carman e os dados reais.
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Este trabalho objetiva a construo de estruturas robustas e computacionalmente eficientes para a soluo do problema de deposio de parafinas do ponto de vista do equilbrio slido-lquido. So avaliados diversos modelos termodinmicos para a fase lquida: equao de estado de Peng-Robinson e os modelos de coeficiente de atividade de Soluo Ideal, Wilson, UNIQUAC e UNIFAC. A fase slida caracterizada pelo modelo Multislido. A previso de formao de fase slida inicialmente prevista por um teste de estabilidade termodinmica. Posteriormente, o sistema de equaes no lineares que caracteriza o equilbrio termodinmico e as equaes de balano material resolvido por trs abordagens numricas: mtodo de Newton multivarivel, mtodo de Broyden e mtodo Newton-Armijo. Diversos experimentos numricos foram conduzidos de modo a avaliar os tempos de computao e a robustez frente a diversos cenrios de estimativas iniciais dos mtodos numricos para os diferentes modelos e diferentes misturas. Os resultados indicam para a possibilidade de construo de arcabouos computacionais eficientes e robustos, que podem ser empregados acoplados a simuladores de escoamento em dutos, por exemplo.
Resumo:
A teoria magneto-hidrodinmicos permite a estruturao de modelos computacionais, designados modelos MHDs, que so uma extenso da dinmica dos fluidos para lidar com fluidos eletricamente carregados, tais como os plasmas, em que se precisa considerar os efeitos de foras eletromagnticas. Tais modelos so especialmente teis quando o movimento exato de uma partcula no de interesse, sendo que as equaes descrevem as evolues de quantidades macroscpicas. Vrias formas de modelos MHD tm sido amplamente utilizadas na Fsica Espacial para descrever muitos tipos diferentes de fenmenos de plasma, tais como reconexo magntica e interaes de ventos estelares com diferentes objetos celestiais. Neste trabalho, o objetivo analisar o comportamento de diversos fluxos numricos em uma discretizao de volumes finitos de um modelo numrico de MHD usando um esquema de malha entrelaada sem separao direcional considerando alguns casos testes. Para as simulaes, utiliza-se o cdigo Flash, desenvolvido pela Universidade de Chicago, por ser um cdigo de amplo interesse nas simulaes astrofsicas e de fenmenos no espao prximo Terra. A metodologia consiste na incluso de um fluxo numrico, permitindo melhoria com respeito ao esquema HLL.
