Sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos

A presente dissertação versa sobre a sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos. Uma perspectiva razoavelmente histórica sobre a literatura da área é apresentada . O conceito de caos é introduzido junto com outras idéias da dinâmica não-linear: sistemas dinâmicos, exemplos de sistemas, atratores, expoentes de Liapunov, etc. A integração numérica de equações diferenciais é largamente utilizada, principalmente, para o cálculo de expoentes e o desenho do diagrama de fases. A sincronização idêntica é definida, inicialmente, em redes que não passam de um par de osciladores. A variedade de sincronização (conjunto de pontos no espaço de fases no qual a solução do sistema é encontrada se há sincronização) é determinada. Diferentes variantes de acoplamentos lineares são enfocadas: acoplamento interno, externo, do tipo mestre-escravo e birecional, entre outras. Para detectar sincronização, usa-se o conceito de expoente de Liapunov transversal, uma extensão do conceito clássico de expoente de Liapunov que caracteriza a sincronização como a existência de um atrator na variedade de sincronização. A exposição é completada com exemplos e atinge relativo detalhe sobre o assunto, sem deixar de ser sintética com relação à ampla literatura existente. Um caso de sincronização em antifase que usa a mesma análise é incluído. A sincronização idêntica também é estudada em redes de osciladores idênticos com mais de dois osciladores. As possibilidades de sincronização completa e parcial são explanadas. As técnicas usadas para um par de osciladores são expandidas para cobrir este novo tipo de redes. A existência de variedades de sincronização invariantes é considerada como fator determinante para a sincronização. A sincronização parcial gera estruturas espaciais, analisadas sob a denominação de padrões. Algumas relações importantes entre as sincronizações são explicitadas, principalmente as degenerescências e a relação entre a sincronização parcial e a sincronização completa do respectivo estado sincronizado para alguns tipos de acoplamento. Ainda são objetos de interesse as redes formadas por grupos de osciladores idênticos que são diferentes dos osciladores dos outros grupos. A sincronização parcial na qual todos os grupos de osciladores têm seus elementos sincronizados é chamada de sincronização primária. A sincronização secundária é qualquer outro tipo de sincronização parcial. Ambas são exemplificadas e analisadas por meio dos expoentes transversais e novamente por meio da existência de invariantes de sincronização. Obtém-se, então, uma caracterização suficientemente ampla, completada por casos específicos.

Transição de fases em redes de mapas acoplados

Neste trabalho mostramos que certa família de Rede de Mapas Acoplados de dimensão finita apresenta diferentes estados assintomáticos quando alguns parâmetros (incluindo o acoplamento) são variados, e então conseguimos mostrar a existência de uma transição de fases associando ao sistema uma dinâmica simbólica com símbolos +1, 0 e -1 nós descrevemos uma transição do tipo Ising caracterizada por estados assintóticos com apenas símbolos +1 ou apenas símbolo -1

Número de desempenho robusto não-linear : uma nova medida do grau de não-linearidade

nRPN, nRPNSTAT e nRPNDYN são novos índices, propostos nesta dissertação, que quantificam o grau de não-linearidade total, estática e dinâmica, respectivamente, de sistemas dinâmicos não- lineares. Estes novos índices permitem responder se é necessária a utilização de controladores não-lineares ou se simples controladores lineares apresentarão desempenho satisfatório. Além disso, se um controlador não- linear se fizer necessário, quais características este deve apresentar. Nesta dissertação é realizado um estudo acerca das metodologias para determinação do grau de não- linearidade de plant as industriais. Entre as encontradas, a que apresenta as melhores potencialidades é estudada em detalhes, tendo seus atributos e deficiências explorados. As deficiências foram sanadas e um novo conjunto de índices é proposto (nRPN, nRPNSTAT e nRPNDYN), o qual, além de apresentar resultados conclusivos em termos quantitativos, também traz novas informações valiosas para a escolha do controlador adequado, como a parcela estática e dinâmica da não- linearidade. A metodologia proposta é aplicada e testada em um conjunto bastante amplo e complementar de possíveis sistemas dinâmicos não-lineares (tais como: pH, reatores químicos e coluna de destilação de alta pureza) onde o comportamento nãolinear já foi explorado na literatura O desenvolvimento e o estudo do comportamento dinâmico de uma planta laboratorial de cinco tanques acoplados são apresentados. Este sistema possui dinâmica e ganhos variáveis, descontinuidades, inversão no sinal do ganho multivariável e diferentes graus de acoplamento, ilustrando de forma simples vários possíveis comportamentos dinâmicos encontrados em plantas industriais. Devido a esta grande versatilidade a planta foi construída e testada, confirmando os comportamentos previstos nos estudos teóricos.

Do universo técnico-científico ao mundo do senso comum : estratégias comunicativas e representações na cobertura sobre saúde do Diário Gaúcho

Ao realizarem coberturas na área da saúde, que estão inseridas no âmbito do jornalismo científico, os jornais promovem a transposição de informações especializadas a públicos leigos, para isto empregando diferentes estratégias comunicativas e, através delas, colocando em cena os saberes, expectativas e necessidades dos leitores. Analisar como isto ocorre em um jornal voltado a cidadãos de baixa renda e reduzido grau de escolaridade é o objetivo deste Do universo técnico-científico ao mundo do senso comum: estratégias comunicativas e representações na cobertura sobre saúde do Diário Gaúcho. O estudo é desenvolvido tomando como base três vertentes: a da Psicologia Social, mais especificamente a Teoria das Representações Sociais de Serge Moscovic; a da Sociologia, em especial as conceituações e caracterizações do senso comum propostas por Peter Berger e Thomas Luckmann, por Michel Maffesoli e por Pierre Bourdieu; e a do Jornalismo, com destaque para a visão antropológica da notícia apresentada por Luiz Gonzaga Motta. Parte-se, ainda, da noção de que entre jornal e público estabelece-se um contrato implícito de leitura, observado na definição dos conteúdo da cobertura, na escolha da linguagem a ser empregada, na opção pela forma de estrutura dos textos e na caracterização da apresentação visual. A configuração destes quatro aspectos é analisada nas edições de três meses do jornal Diário Gaúcho, a fim de identificar, na amostra, as estratégias comunicativas adotadas e algumas das representações sociais presentes.

Estudo comparativo da influência da forma de hastes femorais cimentadas afiladas e polidas nos padrões de transmissão de carga e estabilidade in vitro

A necessidade de uma maior longevidade da artroplastia total do quadril em pessoas mais jovens e ativas tem impulsionado a evolução do projeto de hastes cimentadas polidas e sem colar, através de alterações da forma desde a original de Charnley, passando pela dupla cunha e mais recentemente, a tripla cunha. Essa pesquisa foi direcionada à análise comparativa da estabilidade de hastes cujos ângulos de cunha foram a variável de projeto. Modelos físicos simplificados de diferentes conicidades foram elaborados e submetidos a testes e simulações numéricas para verificar, respectivamente, a migração distal e o ambiente mecânico da interface entre a haste e o cimento. Em modelos anatômicos constituídos das formas de hastes comerciais, implantadas em fêmures compósitos, foram acompanhadas as movimentações axial e rotacional e foi determinado o padrão de transmissão de carga através do nível de deformações no interior do manto de cimento e na superfície do osso. A hipótese é que uma prótese que apresente maiores deslocamentos e maiores níveis de deformações impostas ao manto de cimento em testes estáticos e cíclicos devem ser as de maior probabilidade de revisão precoce. Por outro lado, a relação entre o nível de deformação da superfície cortical antes e depois da implantação das hastes indica o potencial para o remodelamento ósseo As hastes foram extraídas e reimplantadas nos modelos anatômicos após os testes de fadiga para verificar alterações nos padrões de deformação. Também foi avaliada a contribuição da polimerização do cimento na estabilidade através do acompanhamento das deformações e de simulações numéricas. O processo de polimerização do cimento contribui para o acoplamento, pois promove um grande nível de deformações residuais devido à retração. Por outro lado pode provocar trincas iniciais e espaços na interface entre o cimento e o osso, além de facilitar a propagação de trincas por fadiga. Nas simulações numéricas dos modelos físicos observamos que a condição inicial de adesão na interface é representativa entre a haste e o manto. Os modelos físicos indicaram maior migração com menor conicidade. Para os modelos anatômicos houve diferença significativa apenas quanto à rotação permanente entre os grupos, estando isto associado à rigidez proximal e ao raio de transição do calcar. As hastes tripla cunha conferem uma menor redução do nível de carregamento no grande trocânter, o que pode prevenir a reabsorção óssea adaptativa. As hastes dupla cunha provocam menor redução do nível de carregamento na região do calcar. Entretanto, outros fatores devem ser considerados, tais como o raio de transição do calcar e a rigidez proximal das hastes. Nos modelos anatômicos, mesmo após a extração e reimplantação das hastes, manteve-se o padrão de deformações tanto no manto quanto na superfície dos fêmures compósitos.

Simulador em regime transiente de alguns equipamentos de um ciclo de Rankine regenerativo

Este trabalho apresenta um modelamento computacional dos diversos componentes de um ciclo de Rankine regenerativo em operação transiente, utilizando as leis fundamentais de balanço de massa e energia, além de algumas equações constitutivas. O cálculo das propriedades termodinâmicas foi realizado através de rotinas desenvolvidas no Grupo de Estudos Térmicos e Energéticos (GESTE) da UFRGS. Os componentes com comportamento inercial são o condensador e o tanque de água de alimentação. Os demais respondem instantaneamente. O método de solução das equações algébricas é seqüencial e o avanço no tempo é totalmente implícito. Primeiramente o sistema é colocado em regime permanente, a partir do qual é introduzida uma mudança de carga na turbina em um determinado intervalo de tempo. Algumas variáveis prescritas foram obtidas a partir de dados reais de uma usina termelétrica. A partir desse modelamento foi possível investigar o comportamento dinâmico do condensador e do tanque de alimentação e de que maneira estes efeitos eram percebidos pelos demais componentes. Os resultados obtidos demonstram que ambos possuem um comportamento dinâmico, sendo que o condensador apresenta uma constante de tempo menor que o tanque de alimentação. O condensador, por rejeitar o calor necessário, acaba por perceber rapidamente as oscilações introduzidas no ciclo Além disto é apresentado um método para determinação de coeficientes globais de troca térmica em condensadores e regeneradores. Os resultados obtidos neste trabalho foram utilizados na modelagem desses componentes durante a construção de um simulador em regime permanente da UTE Presidente Médici - Fase B. Também foi realizada uma pesquisa sobre os diversos programas simuladores de plantas de potência, assim como uma discussão das vantagens introduzidas por simuladores dinâmicos e em regime permanente nas decisões de engenharia.

Modelos de simulação espacial de efeitos de pastejo em vegetação campestre

O principal objetivo da tese foi desenvolver um modelo matemático computacional espacialmente explícito, de autômatos celulares (CA), capaz de simular a dinâmica de vegetação campestre sob pastejo, descrita por tipos funcionais de plantas (PFTs), ao invés de espécies. Com dados obtidos a campo, utilizou-se um método recursivo de identificação politética de PFTs a partir de atributos morfológicos das plantas, de forma a expressar máxima correlação com diversidade de espécies. A alternância entre condições experimentais de exposição e exclusão de pastejo permitiu produzir variação em padrões espaciais e temporais da composição da vegetação descrita por esses PFTs. A seguir buscou-se modelar a dinâmica da vegetação. Assumiu-se que a dinâmica da vegetação, embora complexa, pudesse ser simulada a partir de mecanismos relativamente simples incorporados a um modelo CA formado por uma grade de células (comunidades). Cada célula tem uma dada composição de PFTs a qual se altera a cada passo no tempo conforme a composição da própria célula e da vizinhança e matrizes de transição determinadas empiricamente com os dados experimentais. A dinâmica simulada da composição de comunidades excluídas do pastejo mostrou determinismo no sentido de um PFT único, característico daquelas comunidades. A mesma tendência não foi observada nas simulações de comunidades sempre pastejadas. Os resultados indicam uma razoável concordância entre a dinâmica simulada e real, para as comunidades excluídas; e uma discordância para as comunidades sempre pastejadas. Sugere-se que diferenças no arranjo espacial inicial das comunidades motivam falhas do modelo sob pastejo. O Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), na França, vem desenvolvendo um modelo simulador multi-agente espacializado como objetivo de representar realisticamente o manejo da vegetação campestre natural sob diferentes regimes de pastejo. Ele foi concebido como uma ferramenta de pesquisa para explorar o comportamento animal em pastagens heterogêneas Nesse modelo implícito e determinístico, uma definição funcional de três diferentes comunidades vegetais foi introduzida objetivando simular a dinâmica de pastagens multi-espécies. Isto foi feito pela intercambio de parâmetros do modelo com atributos funcionais da comunidade. Do ponto vista conceptual o modelo apresentou boa resposta e parece adequado para simular a dinâmica de uma vegetação campestre por atributos funcionais. O modelo apresentou um bom ajuste aos dados experimentais para alto nível de utilização, mas não tão bom para médio e baixo nível de pastejo, ou seja, comunidades vegetais mais heterogêneas. Reforça-se a idéia de que mais modelos que levem em conta a estrutura horizontal da vegetação são necessários.

Corpos amputados e suas próteses : a intervenção técnica (re)inventando formas de ser e de habitar o corpo na contemporaneidade

Baseada na perspectiva teórica do campo dos Estudos Culturais e sócio-históricos sobre o corpo, esta dissertação analisou os significados culturais que os indivíduos atribuíam aos seus corpos e suas vidas cotidianas após terem sido submetidos a amputação e se tornarem usuários de prótese. O material empírico foi coletado através da observação participante, do diário de campo e da entrevista semi-estruturada, realizada numa clínica ortopédica privada, situada em Porto Alegre, especializada na reabilitação e protetização de indivíduos que foram submetidos a amputação. O grupo participante do estudo foi: o fisioterapeuta e o protesista, e por nove pacientes da clínica, homens e mulheres, todos amputados de um membro inferior, com idades variando entre 18 e 82 anos, sendo que apresentavam em comum o fato de terem se tornado amputados após um acidente ou em decorrência da diabete. A pesquisa de campo foi desenvolvida no período de Fevereiro de 2003 a Setembro de 2003, através da participação de sessões de fisioterapia, das reuniões mensais dos grupos de apoio aos amputados, onde foi acompanhado o processo de adaptação à prótese. O estudo consistiu em problematizar os efeitos provocados na vida cotidiana destes indivíduos pelas transformações ocorridas em seus corpos secundários à amputação, bem como aqueles produzidos pelo "acoplamento" com a prótese, buscando tornar visível o processo vivenciado por eles, ou seja, o estranhamento e a naturalização do seu "novo" corpo fabricado pelas tecnologias. A dissertação representa, portanto, as reflexões construídas a partir da investigação desenvolvida especificamente neste grupo, onde o corpo amputado e protetizado foi vislumbrado como algo produzido e ressignificado na cultura, sendo assim moldável, provisório e reinventado continuamente.

Segurança jurídica, certeza do direito e tributação : a concretização da certeza quanto à instituição de tributos através das garantias da legalidade, da irretroatividade e da anterioridade

Este trabalho identifica o princípio da segurança jurídica como princípio constitucional implícito decorrente do sobreprincípio do Estado de Direito e ressalta sua particular concretização em matéria tributária, no que diz respeito ao seu conteúdo de certeza do direito, através das garantias constitucionais expressas da legalidade, da irretroatividade e das anterioridades. Aponta o alcance de cada uma dessas garantias do contribuinte constantes da Constituição brasileira de 1988, evidenciando que asseguram ao contribuinte a instituição dos tributos por lei que enseje a determinabilidade da norma, efetivamente prospectiva e conhecida com antecedência.

Integração semi-Lagrangeana num modelo oceano-atmosfera e ajuste geostrófico no domínio tempo

Este trabalho visa o uso da função de Green de valor inicial no ajuste geostrófico e do método Semi-Lagrangeano na integração de um modelo acoplado oceano-atmosfera descrito pelas equações de águas rasas. O ajuste geostrófico é considerado atravées de perturbações na pressão e do vento. No caso de sistemas sem rotação, é discutida a relação da equação hidrostática com ondas longas não-dispersivas. Com rotação, a conservação da vorticidade potencial permite escolher a elevação correspondente a um estado de equilíbrio geostrófico. O sistema de equações de águas rasas é desacoplado em equações de Klein-Gordon com valores iniciais e termos não-homogêneos acoplados. A resposta dinâmica formada pela resposta transiente e a resposta forçada é obtida para uma perturbação inicial da elevação. A ação do vento como forçante nas equações de momento 2D, através do transporte de Eckman, conduz a uma equação de águas rasas forçada. Uma decomposição da resposta forçada é realizada com uma resposta permanente, que satisfaz a equação de Helmholtz , e com o uso da base dinâmica gerada pela resposta impulso. Um modelo hidrodinâmico 3D introduzido por Casulli e governado por equações não-lineares de águas rasas é integrado na vertical para a obtenção de um modelo 2D. Com isto, as condições de contorno devido a tensão do vento e a fricção devido a topografia do fundo, transformam-se em forçantes do modelo. O modelo foi integrado com um método semi-implícito em diferenças finitas, utilizando-se o método Semi-Lagrangeano para a parte advectiva. Simulações simbólicas foram realizadas para o ajuste geostrófico devido a perturbações de duração infinita e finita para a elevação e para o efeito da tensão do vento. Foram realizadas simulações numéricas para variadas geometrias, em particular a Baia de Guanabara e a Lagoa do Patos.

Compressibilidade da matéria nuclear em estrelas de nêutrons

Neste trabalho, são discutidos modelos da hadrodinâmica quântica com aproximação de campo médio aplicados a estrelas de nêutrons. O modelo de Walecka define o ponto de partida para desenvolver o modelo de acoplamento derivativo ajustável. A presente dissertação visa a um estudo detalhado sobre a influência dos parâmetros do modelo ajustável no sistema, analisando seus limites, inclusive quando os parâmetros são iguais a zero ou infinito (modelo exponencial). Esta análise tem o propósito de estabelecer um conjunto de parâmetros que defina um modelo que esteja de acordo com as propriedades fenomenológicas tais como módulo de compressão da matéria nuclear, massa efetiva na saturação da matéria nuclear e também algumas propriedades estáticas globais das estrelas de nêutrons como, por exemplo, massa e raio. Estabelecido o modelo a ser considerado, a autora dessa dissertação introduz, como inovação, a compressibilidade hadrônica como função da densidade. Tradicionalmente, determinam-se propriedades da matéria apenas para a densidade de saturação.

Sincronização em neurônios de Hindmarsh-Rose

A sincronização, como comportamento cooperativo universal e mecanismo fundamental na natureza, tem sido extensivamente estudada em conexão com inúmeros fenômenos em física, química e biologia [1, 2]. Em particular, a sincronização da atividade neural tem sido observada em diferentes espécies e sob condições fisiológicas distintas [3, 4]. Neste trabalho, estudamos sincronização em neurônios de Hindmarsh-Rose (HR), um modelo de potencial de membrana que representa com fidelidade o comportamento de disparos encontrado em neurônios reais [9, 10]. Iniciamos considerando o caso de um neurônio HR isolado e suas propriedades dinâmicas de geração de pulsos. Em seguida, analisamos o acoplamento entre neurônios em um sistema de dois neurônios, e em redes unidimensionais (HR-1D) e bidimensionais (HR-2D). Nessas arquiteturas, a sincronização dos elementos da rede da origem a um comportamento ordenado, coerente, que está associado não somente à produção de informação biológica [5, 6], mas também às potenciais aplicações em comunicação [7] e identificação de sistemas [8].

Análise estática e dinâmica de placas e cascas de materiais compósitos laminados usando elementos finitos hexaédricos de oito nós com integração reduzida

Neste trabalho implementou-se o elemento hexaédrico com um ponto de integração para análise estática e dinâmica de placas e cascas de materiais compósitos laminados com ou sem enrijecedores. O elemento está livre de travamento volumétrico e travamento de cisalhamento, não apresentando modos espúrios. São também incluídos problemas com não-linearidade geométrica A matriz de rigidez e de massa são dadas de forma explícita, reduzindo o tempo computacional, especialmente na análise não-linear. Para evitar o travamento de cisalhamento as componentes de deformações são referidas a um sistema co-rotacional. O travamento volumétrico é também eliminado, já que a parte dilatacional (esférica) da matriz gradiente é avaliada apenas no ponto central do elemento. Para a solução das equações de equilíbrio na análise estática, utilizam-se um método direto baseado na eliminação de Gauss ou um método iterativo de gradientes conjugados com precondicionamento executado através da eliminação incompleta de Choleski. Para a análise dinâmica, as equações de equilíbrio são integradas através do método explícito ou implícito de Taylor-Galerkin ou do método implícito de Newmark. Para análise não-linear utiliza-se o Método Generalizado de Controle dos Deslocamentos. Através de exemplos numéricos demonstra-se a eficiência e o potencial do elemento tridimensional na análise linear e não-linear de placas e cascas de materiais laminados. Os resultados são comparados com trabalhos que utilizam diferentes elementos de placas e cascas.

Estratégias composicionais de um autor brasileiro : um estudo sobre a ironia, a paródia e a sátira em contos de Machado de Assis

Nesta tese, pretendo desenvolver um estudo comparatista com o objetivo de demonstrar o efeito de crítica cultural implícito no uso da ironia e da paródia de discursos não-literários em contos de Machado de Assis. Este trabalho visa também investigar a relação das narrativas desse autor com o gênero sátira – a partir do manejo das referidas estratégias composicionais – e, assim, ressaltar a especificidade do seu realismo e a natureza de sua perspectiva satírica, quando comparada às que se apresentam nas sátiras de Voltaire (Cândido) e de Swift (As Viagens de Gulliver).

A abordagem da capacitação como um modelo alternativo à nova administração pública para as ações estatais : um estudo de caso das políticas públicas dos municípios de Tupandi, Torres e Porto Alegre

Esta tese tem o objetivo de evidenciar a troca de prioridades na formulação de políticas públicas imposta pelas novas pressões e desafios sofridos pelo Estado, bem como pelas demandas e expectativas por parte da sociedade civil concernentes a uma agenda política voltada para questões de justiça, eqüidade e gastos públicos voltados para as necessidades dos cidadãos. Essa investigação fundamenta-se na limitação da abordagem que está na base do processo de reforma seguido pelo Estado a partir da década de oitenta. Conforme o paradigma subjacente (Nova Administração Pública), no processo de reforma, as ações governamentais e, portanto, a definição de políticas públicas, se reduzem a fins utilitários, focados na renda e na obtenção da maximização de resultados quantitativos. No entanto, o novo cenário exige uma ampla demanda por respostas estatais, cujas ações, através das políticas públicas, não podem ser voltadas apenas para a eficiência, mas, também para a eqüidade governamental. Dessa forma, toma-se necessário avançar em direção a um modelo que fundamente as ações estatais - elaboração e implementação de políticas públicas - que considere outras dimensões relevantes além da dimensão econômica. Para tanto, apresenta-se a Abordagem da Capacitação como um modelo alternativo para as ações governamentais mais recentes, preocupadas com a eficiência e a eqüidade. Assim, empregando o estudo de casos múltiplos e a técnica qualitativa de análise descritiva-interpretativa, foi verificado se as políticas públicas dos municípios estão incorporando questões mais relacionadas com a Abordagem da Capacitação, em comparação com aspectos mais instrumentais, como sugere o modelo da Nova Administração Pública. Como resultado, foi constatado que, de modo geral, todos os municípios pesquisados estão incluindo outros aspectos além da eficiência na elaboração de suas políticas públicas e, portanto, estão incorporando questões mais relacionadas com a Abordagem da Capacitação, em comparação com aspectos mais instrumentais, como sugere o modelo da Nova Administração Pública. Diante dessa constatação e dadas as limitações referentes ao modelo da Nova Administração Pública observadas nos casos de Tupandi e de Porto Alegre com respeito ao modelo de gestão implícito e da insuficiência do foco em questões administrativas e gerenciais no desenvolvimento das políticas para tratar problemas atuais verificada em todos os casos, conclui-se que as políticas públicas dos três municípios analisados estão seguindo uma intuição da Abordagem da Capacitação e, dessa forma, esse paradigma proposto representa melhor as ações governamentais mais recentes, preocupadas com a eficiência e a eqüidade, servindo, assim, como um modelo alternativo à Nova Administração Pública para as ações estatais.