Resolução numérica de escoamentos compressíveis empregando um método de partículas livre de malhas e o processamento em paralelo (CUDA)

Os métodos numéricos convencionais, baseados em malhas, têm sido amplamente aplicados na resolução de problemas da Dinâmica dos Fluidos Computacional. Entretanto, em problemas de escoamento de fluidos que envolvem superfícies livres, grandes explosões, grandes deformações, descontinuidades, ondas de choque etc., estes métodos podem apresentar algumas dificuldades práticas quando da resolução destes problemas. Como uma alternativa viável, existem os métodos de partículas livre de malhas. Neste trabalho é feita uma introdução ao método Lagrangeano de partículas, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) voltado para a simulação numérica de escoamentos de fluidos newtonianos compressíveis e quase-incompressíveis. Dois códigos numéricos foram desenvolvidos, uma versão serial e outra em paralelo, empregando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA), que possibilita o processamento em paralelo empregando os núcleos das Graphics Processing Units (GPUs) das placas de vídeo da NVIDIA Corporation. Os resultados numéricos foram validados e a eficiência computacional avaliada considerandose a resolução dos problemas unidimensionais Shock Tube e Blast Wave e bidimensional da Cavidade (Shear Driven Cavity Problem).

Desenvolvimento de um simulador numérico empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics para a resolução de escoamentos incompressíveis. Implementação computacional em paralelo (CUDA)

Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico baseado no método livre de malhas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis. Diferentemente da maioria das versões existentes deste método, o código numérico faz uso de uma técnica iterativa na determinação do campo de pressões. Este procedimento emprega a forma diferencial de uma equação de estado para um fluido compressível e a equação da continuidade a fim de que a correção da pressão seja determinada. Uma versão paralelizada do simulador numérico foi implementada usando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA) da NVIDIA Corporation. Foram simulados três problemas, o problema unidimensional do escoamento de Couette e os problemas bidimensionais do escoamento no interior de uma Cavidade (Shear Driven Cavity Problem) e da Quebra de Barragem (Dambreak).

Aplicação das fórmulas de Vincenty nos cálculos das correções dos efeitos do relevo na gravidade e na altura geoidal.

O presente trabalho apresenta a aplicação das fórmulas de Vincenty nos cálculos das correções do terreno e do efeito indireto, que desempenham papel relevante na construção de cartas geoidais. Implementa-se um programa de processamento que realiza a integração numérica sobre o modelo digital do terreno, discretizado em células triangulares de Delaunay. O sistema foi desenvolvido com a linguagem de programação FORTRAN, para a execução de intensos algoritmos numéricos usando compiladores livres e robustos. Para o cálculo do efeito indireto, considera-se a redução gravimétrica efetuada com base no segundo método de condensação de Helmert, face ao pequeno valor de efeito indireto no cálculo do geóide, em função da mudança que este produz no potencial da gravidade devido ao deslocamento da massa topográfica. Utiliza-se, o sistema geodésico SIRGAS 2000 como sistema de referência para o cômputo das correções. Simplificando o exame dos resultados alcançados, distingue-se o processamento e desenvolvimento do trabalho em etapas como a escolha de ferramentas geodésicas para máxima precisão dos resultados, elaboração de subrotinas e comparação de resultados com cálculos anteriores. Os resultados encontrados foram de geração sadia e satisfatória e podem ser perfeitamente empregados no cálculo do geóide em qualquer área do globo.

Sistema inteligente para determinação de limite de crédito

A presente dissertação trata da estipulação de limite de crédito para empresas clientes, de modo automático, com o uso de técnicas de Inteligência Computacional, especificamente redes neurais artificiais (RNA). Na análise de crédito as duas situações mais críticas são a liberação do crédito, de acordo com o perfil do cliente, e a manutenção deste limite ao longo do tempo de acordo com o histórico do cliente. O objeto desta dissertação visa a automação da estipulação do limite de crédito, implementando uma RNA que possa aprender com situações já ocorridas com outros clientes de perfil parecido e que seja capaz de tomar decisões baseando-se na política de crédito apreendida com um Analista de Crédito. O objetivo é tornar o sistema de crédito mais seguro para o credor, pois uma análise correta de crédito de um cliente reduz consideravelmente os índices de inadimplência e mantém as vendas num patamar ótimo. Para essa análise, utilizouse a linguagem de programação VB.Net para o sistema de cadastro e se utilizou do MatLab para treinamento das RNAs. A dissertação apresenta um estudo de caso, onde mostra a forma de aplicação deste software para a análise de crédito. Os resultados obtidos aplicando-se as técnicas de RNAs foram satisfatórias indicando um caminho eficiente para a determinação do limite de crédito.

Análise de quadrigramas na escrita em inglês como língua estrangeira: um estudo baseado em corpus

O presente estudo tem como objetivo geral traçar um perfil das escolhas léxico-gramaticais da escrita em inglês de um grupo de aprendizes brasileiros na cidade do Rio de Janeiro, ao longo dos anos de 2009 a 2012, através da análise de sua produção de quadrigramas (ou blocos de quatro itens lexicais usados com frequência por vários aprendizes) em composições escritas como parte da avaliação final de curso. Como objetivo específico, a pesquisa pretendeu analisar se os quadrigramas produzidos estavam dentre aqueles que haviam sido previamente ensinados para a execução da redação ou se pertenceriam a alguma outra categoria, isto é, quadrigramas já incorporados ao uso da língua ou quadrigramas errôneos usados com abrangência pela população investigada. Para tal, foram coletadas composições escritas por aprendizes de mesmo nível de proficiência de várias filiais de um mesmo curso livre de inglês na cidade do Rio de Janeiro. Em seguida, essas composições foram digitadas e anotadas para constituírem um corpus digital facilmente identificável em termos do tipo e gênero textual, perfil do aprendiz, filial e área de origem do Rio de Janeiro. O estudo faz uso de preceitos e métodos da Linguística de Corpus, área da Linguística que compila grandes quantidades de textos e deles extrai dados com o auxílio de um programa de computador para mapear uso, frequência, distribuição e abrangência de determinados fenômenos linguístico ou discursivo. O resultado demonstra que os aprendizes investigados usaram poucos quadrigramas ensinados e, coletivamente, preferiram usar outros que não haviam sido ensinados nas aulas específicas para o nível cursado. O estudo também demonstrou que quando o gênero textual faz parte de seu mundo pessoal, os aprendizes parecem utilizar mais quadrigramas previamente ensinados. Isto pode querer dizer que o gênero pode influenciar nas escolhas léxico-gramaticais corretas. O estudo abre portas para se compreender a importância de blocos léxico-gramaticais em escrita em L2 como forma de assegurar fluência e acuracidade no idioma e sugere que é preciso proporcionar maiores oportunidades de prática e conscientização dos aprendizes quanto ao uso de tais blocos

Trazendo à baila a voz que fomenta pesquisas em linguagem: uma análise crítica do discurso do professor-orientador através do Sistema de Transitividade

A Nova Lei de Diretrizes e Bases da Educação Brasileira (LDB 9.394/96) prevê que a educação superior promova criticidade, reflexibilidade, correlação de saberes, mas também o incentivo ao trabalho de pesquisa e investigação científica, visando ao desenvolvimento da ciência e da tecnologia e da criação e difusão da cultura e, desse modo, desenvolver o entendimento do homem e do meio em que vive. (Artigo 43, inciso III). Entretanto, pouco se ouve sobre essas questões a partir da voz do orientador de pesquisas acadêmicas, o que esta pesquisadora considera um problema de ordem social, tendo em vista a importância desses atores sociais para o campo acadêmico. Os poucos trabalhos que abordam o tema limitam-se a identificar o orientador a partir das impressões empíricas dos orientandos e a refletir as atuações a partir de questões político-educacionais (FLECHA, 2003; MAZZILLI, 2003; BIANCHETTI & MACHADO, 2006). Neste sentido, o presente trabalho procura responder, através da Análise Crítica do Discurso (ACD), o que os orientadores têm a dizer sobre sua prática social. De caráter interpretativo (ALVEZ-MAZZOTTI, 1999), conta com dados gerados por orientadores de mestrado em Linguística/Linguística Aplicada, das esferas federal, estadual e privada, do Rio de janeiro, sendo dois participantes de cada esfera. Na primeira etapa, os sujeitos responderam a uma entrevista semiestruturada. A segunda etapa consta de: a) um questionário; b) correspondências eletrônicas; c) os regimentos dos programas de pós-graduação; e d) revisão histórica da orientação no Brasil. O caráter social deste estudo é a relação dialética entre linguagem e sociedade, já que a ACD considera qualquer evento discursivo ao mesmo tempo um texto (primeira dimensão), uma prática discursiva (segunda dimensão) e uma prática social (terceira dimensão): o modelo tridimensional (FAIRCLOUGH, 2001). O Sistema de Transitividade da LSF pautou a análise da primeira dimensão, confirmando outros estudos sobre o ranking da recorrência dos processos (LIMA LOPES, 2001). A interpretação dessa primeira dimensão aponta que os orientadores atuam na idiossincrasia, e que os principais atores sociais desse fazer são o orientador e o orientando, em relação assimétrica de poder. Na segunda dimensão, a interdiscursividade reforça essa idiossincrasia, mas inclui as pressões institucionais, que agem como reguladoras desse fazer. Na terceira dimensão, os resultados sugerem que aspectos históricos justificam a queda da qualidade dos mestrandos, associando a isso um interesse político, e as características da pós-modernidade a uma nova e híbrida atuação. Além disso, os resultados apontam para um discurso de resistência à hegemonia nas três dimensões de análise. A pesquisa possibilitou ainda a discussão em torno de aspectos práticos: a) a reflexão dos sujeitos sobre seus papeis e atribuições; e b) a atualização do aporte teórico, aplicado a um tema ainda pouco explorado. Deste trabalho, fica um convite a novas pesquisas sobre o discurso do orientador, trazendo à tona não apenas sua voz, conforme a fala literal de um dos entrevistados, mas também contribuições diretas e significativas aos estudos em Linguística e Linguística Aplicada no Brasil

Paralelização do algoritmo FDK para reconstrução 3D de imagens tomográficas usando unidades gráficas de processamento e CUDA-C

A obtenção de imagens usando tomografia computadorizada revolucionou o diagnóstico de doenças na medicina e é usada amplamente em diferentes áreas da pesquisa científica. Como parte do processo de obtenção das imagens tomográficas tridimensionais um conjunto de radiografias são processadas por um algoritmo computacional, o mais usado atualmente é o algoritmo de Feldkamp, David e Kress (FDK). Os usos do processamento paralelo para acelerar os cálculos em algoritmos computacionais usando as diferentes tecnologias disponíveis no mercado têm mostrado sua utilidade para diminuir os tempos de processamento. No presente trabalho é apresentada a paralelização do algoritmo de reconstrução de imagens tridimensionais FDK usando unidades gráficas de processamento (GPU) e a linguagem CUDA-C. São apresentadas as GPUs como uma opção viável para executar computação paralela e abordados os conceitos introdutórios associados à tomografia computadorizada, GPUs, CUDA-C e processamento paralelo. A versão paralela do algoritmo FDK executada na GPU é comparada com uma versão serial do mesmo, mostrando maior velocidade de processamento. Os testes de desempenho foram feitos em duas GPUs de diferentes capacidades: a placa NVIDIA GeForce 9400GT (16 núcleos) e a placa NVIDIA Quadro 2000 (192 núcleos).

Efeitos da programação por nicotina durante a lactação nos níveis de comportamentos associados à ansiedade, busca por novos estímulos e aprendizagem/memória em ratos Wistar adolescentes e adultos

A exposição materna à nicotina durante a lactação em ratos programa para hiperleptinemia e hipotireoidismo na prole adulta. Alterações nos níveis desses hormônios alteram o comportamento. Por isso, resolvemos investigar os efeitos comportamentais a curto e a longo prazo da programação neonatal pela nicotina em ratos Wistar. Foram implantadas minibombas em ratas lactantes contendo nicotina (NIC = 6mg/Kg/Dia) ou uma solução com uma concentração equivalente de solução salina (CON) do 2o dia ao 19o dia de vida pós natal. Sessenta e dois ratos NIC e 48 CON foram testados de acordo com o seguinte protocolo: 1) Em PN30 ou PN75 foram avaliados os níveis de ansiedade no labirinto em cruz elevado (LCE). Entradas em cada área do labirinto (braços abertos e fechados e centro) foram gravadas por um período de 10 minutos; 2) Uma hora após, os animais foram testados no campo vazado (CV) para analisarmos o comportamento de busca por novos estímulos. Os animais tinham 10 minutos para explorar o aparelho. O número de orifícios explorados foi anotado. 3) Em PN31-35 ou PN76-80 o animal foi submetido ao labirinto aquático radial de oito braços (LAROB) para avaliarmos a memória e o aprendizado. Cada animal foi testado 4 vezes por dia durante 5 dias consecutivos sendo a plataforma mantida no mesmo braço durante os 4 primeiros dias e trocada no quinto dia. Eles tinham 2 minutos para encontrar a plataforma de escape. A latência para encontrar a plataforma foi anotada. O percentual de tempo gasto no braço aberto no LCE para os animais NIC em PN30 (6,41,1 %) foi significativamente (ANOVA: P=0,024) menor que o grupo controle PN30 (9,91,4 %). O percentual de entradas no braço aberto foi significativamente menor (ANOVA: P=0,04) para os animais do grupo NIC em PN30 (32,42,9 %) quando comparados com o grupo controle PN30 (38,51,8 %). Não foi observada diferença (ANOVA: P>0,1) entre os grupos no número de entradas no braço fechado para as duas idades. Para o CV não houve diferença entre os grupos para as duas idades (ANOVA: P>0,1). No LAROB, os animais PN75 NIC (27424 s) tiveram uma diminuição significativa (ANOVA: P<0,006) na latência para encontrar a plataforma quando comparado ao grupo controle PN75 nos 4 primeiros dias (41045 s), não havendo diferença no 5o dia. Não houve diferença em PN30 (ANOVA:P>0,1). A programação neonatal pela nicotina resultou em um efeito a curto prazo no aumento dos níveis de ansiedade na adolescência. Não foi observada diferença no comportamento de busca por novos estímulos. Entretanto a programação neonatal por nicotina resultou em um efeito a longo prazo no comportamento-cognitivo observado pelo melhor desempenho na memória/aprendizado quando adulto.

Disfunções endócrinas no modelo de programação pela exposição à fumaça de cigarro na lactação

Eventos ou estímulos no início da vida podem afetar o desenvolvimento do indivíduo; dentre esses o tabagismo materno. A exposição materna isolada à nicotina, principal componente do cigarro, causa na prole alterações metabólicas, em curto e longo prazo, como aumento da adiposidade, resistência à leptina, e disfunção tireoideana e adrenal. Entretanto é sabido que na fumaça de cigarro estão presentes outros componentes com potenciais efeitos tóxicos. Assim propomos comparar o efeito de duas formas de exposição neonatal à fumaça do cigarro sobre o perfil endócrino-metabólico da prole em curto e longo prazo. Para isso, no 3 dia após o nascimento, ratos lactentes foram submetidos a dois modelos: Modelo I (exposição pelo leite materno), ninhadas separadas em: exposição à fumaça (EF; n=8) lactantes expostas à fumaça de cigarros 2R1F (1,7 mg de nicotina/cigarro por 1h, 4 vezes ao dia), separadas de suas proles e grupo controle (C; n=8), onde as mães foram separadas de suas proles e expostas ao ar filtrado; Modelo II (exposição direta à fumaça), ninhadas separadas em: exposição à fumaça (EF; n=8) mães e proles expostas à fumaça de cigarros 2R1F e controle (C; n=8) mães e proles expostas ao ar filtrado. A exposição ao tabaco ocorreu até o desmame. Mães sacrificadas aos desmame e proles aos desmame e aos 180 dias de idade. As mães lactantes expostas à fumaça (EF) apresentaram hipoleptinemia (-46%), hiperprolactinemia (+50%), hipoinsulinemia (-40%) e diminuição de triglicérides (-53%). Quanto a composição bioquímica do leite, as lactantes EF mostraram aumento de lactose (+52%) e triglicérides (+78%). No modelo I, as proles EF apresentaram ao desmame: diminuição da gordura corporal total (-24%), aumento de proteína corporal total (+17%), diminuição da glicemia (-11%), hiperinsulinemia (+28%), hipocorticosteronemia (-40%) e aumento de triglicérides (+34%). Quando adultas, as proles EF apresentaram somente alteração da função adrenal onde observou-se menor conteúdo de catecolaminas (-50%) e da expressão de tirosina hidroxilase na medula adrenal (-56%). No modelo II, as proles EF aos 21 dias exibiram diminuição da MC (-7%), do comprimento nasoanal (-5%), da gordura retroperitoneal (-59%), da área dos adipócitos viscerais (-60%) com maior área dos adipócitos subcutâneos (+95%), aumento do T4 (+59), da corticosterona (+60%), do conteúdo adrenal de catecolaminas (+58%) e hipoinsulinemia (-29%). Aos 180 dias, as proles EF apresentaram aumento da ingestão alimentar (+10%), dos depósitos de gordura visceral (~60%) e conteúdo de gordura corporal total (+50%), menor área dos adipócitos subcutâneos (-24%), aumento da leptina (+85%), glicemia (+11%), adiponectina (+1.4x), T3 (+71%), T4 (+57%) e TSH (+36,5%) com menor corticosterona (-41%) e catecolaminas adrenais (-57%) e aumento dos triglicerídeos (+65%). Somados nossos dados evidenciam o impacto negativo que a exposição à fumaça do cigarro tem sobre o desenvolvimento do neonato com o surgimento de desordens endócrinas futuras, que ocorrem pelo menos em parte devido às alterações observadas nas mães. Portanto, independente da forma de exposição, seja via aleitamento materno ou por inalação direta, é de grande importância alertar a sociedade sobre as possíveis complicações metabólicas em longo prazo decorrente da exposição involuntária do neonato ao tabagismo.

Programação metabólica do testículo pelo tratamento com injeção de leptina em ratos nos primeiros dias de vida

A leptina tem um papel importante na regulação do sistema reprodutivo além de seu papel principal na regulação do peso corporal e ingestão alimentar. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da administração de leptina durante o período neonatal na função testicular da prole adulta. Vinte e quatro filhotes de 12 mães foram divididos em 2 grupos: Grupo leptina: injetados com 50 L de leptina (80ng/gPC, subcutânea) nos primeiros 10 dias de vida e Grupo Controle: injetados com o mesmo volume de solução salina. Todos os animais foram sacrificados aos 90 dias de vida. Parâmetros analisados: consumo alimentar, massa corporal, crescimento linear, data de início da puberdade, perfil lipídico, níveis séricos de estradiol e testosterona, expressão gênica (PCR em tempo real) e expressão proteica (Western blot) de ObRa, OBRb, aromatase, AR, ER, morfometria testicular, número, morfologia e viabilidade de espermatozoides. Os dados foram expressos como média erro padrão. A significância estatística foi determinada pelo teste t de Student. A Injeção de leptina levou a uma redução (p≤0,008) no consumo alimentar a partir do dia 26 ao 40 e do dia 70 em diante, enquanto que a massa corporal (p≤0,03) e o crescimento linear (p≤0,05) foram reduzidos do dia 26 até o dia 45. O peso da hipófise (p≤0,0006), hipotálamo (p≤0,01), próstata (p≤0,003), testículo (p≤0,008) e epidídimo (p≤0,004) e bexiga (p≤0,009) foram significativamente reduzidos pela injeção de leptina. A Injeção de leptina adiantou o início da puberdade (C=45,0 0,3; L=41,6 0,3; dias, P≤0,0001). Em relação ao perfil lipídico, a administração de leptina gerou um aumento nos níveis séricos de TG (C= 116,5 15,9; L=172,6 19,7; ng/dL, P≤0,05) e uma redução nos níveis de HDL (C=33 1,5; L = 24 3,5; ng/dL, P≤0,02). Os níveis séricos de testosterona também foram reduzidos pela leptina (C=5,2 1,0; L=1,1 0,3; ng/mL, P≤0,003). Todos os genes avaliados por PCR em tempo real mostraram um aumento na sua expressão: Obra (C=0,32 0,04; L=0,69 0,16; P≤0,04), OBRb (C=0,37 0,06; L=0,71 0,16; P≤0,03), AR (C=0,28 0,02; L=0,71 0,16; P≤0,02), Aromatase (C=0,31 0,04; L=0,53 0,09; P≤0,04), ER-α (C=0,79 0,03; L=0,93 0,03; P≤0,01), ER-β (C=0,29 0,03; L=0,73 0,16; P≤ 0,02). Por outro lado, a expressão proteica de OBR (C=4,4 0,29; L=6,6 0,84; P≤0,05), ER-α (C=0,4 0,02; L=0,6 0,05; P≤0,03) e aromatase (C=0,4 0,03; L=0,5 0,02; P≤0,04) aumentaram, enquanto que a expressão proteica de AR (C=0,16 0,01; L=0,09 0,01; P≤0,009) foi reduzida pela administração de leptina. A análise morfométrica mostrou que a leptina levou a um aumento da área total do túbulo seminífero (C=64,6 3,1; L=56,1 2,1;μm, P≤0,01), aumento da área luminal (C=40,6 2,3; L= 48,7 0,9; μm P≤ 0,004) e na altura do epitélio (C=21,5 1,2; L=24,6 1,1; μm, P≤0,03), enquanto que o comprimento do túbulo seminífero foi reduzido no grupo tratado (C=2200 350; L= 1100 110;cm, P≤0,006). A administração de leptina levou a um aumento no número total de espermatozoides (C=20x107 2x107; L=30x107 5x107;Cls/mL, P≤0,009) e no número de anormalidades (C=40,6 1,9; L=45,8 1,2, P≤0,049). Podemos concluir que a leptina tem um papel importante na morfologia e função testicular. A leptina parece ter efeito direto neste tecido uma vez que a expressão gênica e proteica de OBR, AR, ER e aromatase foram alterados pela administração da leptina.