Uma metodologia unificada no domínio tempo para sistemas concentrados, discretos e distribuídos

A resposta impulso é utilizada como ferramenta padrão no estudo direto de sistemas concentrados, discretos e distribuídos de ordem arbitrária. Esta abordagem leva ao desenvolvimento de uma plataforma unificada para a obtenção de respostas dinâmicas. Em particular, as respostas forçadas dos sistemas são decompostas na soma de uma resposta permanente e de uma resposta livre induzida pelos valores iniciais da resposta permanente. A teoria desenvolve-se de maneira geral e direta para sistemas de n-ésima ordem, introduzindo-se a base dinâmica gerada pela resposta impulso na forma padrão e normalizada, sem utilizar-se a formulação de estado, através da qual reduz-se um sistema de ordem superior para um sistema de primeira ordem. Considerou-se sistemas de primeira ordem a fim de acompanhar-se os muitos resultados apresentados na literatura através da formulação de espaço de estado. Os métodos para o cálculo da resposta impulso foram classificados em espectrais, não espectrais e numéricos. A ênfase é dada aos métodos não espectrais, pois a resposta impulso admite uma fórmula fechada que requer o uso de três equações características do tipo algébrica, diferencial e em diferenças Realizou-se simulações numéricas onde foram apresentados modelos vibratórios clássicos e não clássicos. Os sistemas considerados foram sistemas do tipo concentrado, discreto e distribuído. Os resultados da decomposição da resposta dinâmica de sistemas concentrados diante de cargas harmônicas e não harmônicas foram apresentados em detalhe. A decomposição para o caso discreto foi desenvolvida utilizando-se os esquemas de integração numérica de Adams-Basforth, Strömer e Numerov. Para sistemas distribuídos, foi considerado o modelo de Euler-Bernoulli com força axial, sujeito a entradas oscilatórias com amplitude triangular, pulso e harmônica. As soluções permanentes foram calculadas com o uso da função de Green espacial. A resposta impulso foi aproximada com o uso do método espectral.

Controle preditivo de sistemas mistos lógicos-dinâmicos

O comportamento dinâmico de um sistema é tradicionalmente descrito por um modelo, em geral associado a um conjunto de equações diferenciais ou de equações de diferenças, onde as variáveis representam grandezas físicas. Sistemas complexos, principalmente na indústria de processos, incorporam elementos com comportamento dinâmico lógico, tais como atuadores e sensores ON-OFF (estados aberto/fechado) ou proposições lógicas (estados verdadeiro/falso). Estes sistemas são denominados “Sistemas Híbridos”, “Sistemas Mistos Lógicos-dinâmicos” ou, simplesmente, “Sistemas Mistos”. Neste trabalho, são apresentadas técnicas que, associando variáveis lógicas a estes elementos, e mediante a incorporação de restrições sobre as variáveis, permitem obter um modelo matemático do sistema misto. Neste caso, técnicas clássicas de controle não permitem a incorporação destas novas variáves e restrições. Como opção de controle de sistemas mistos, é então proposta e estudada uma técnica de controle preditivo baseado em modelo. São apresentados tanto a formulação teórica do problema de controle, quanto exemplos e simulações bem como um estudo de caso de sua aplicação sobre um sistema de equalização de uma planta de tratamento de efluentes.

Redes de mapas acoplados em sistemas biológicos de reação-difusão

Em modelos em que a distribuição espacial da população não é con- siderada, isto é, quando se supõe que haja uma homogeneidade espacial, e se estuda a evolução temporal do sistema, há uma única variável independente: o tempo. Caso a população seja constituída de duas espécies, do tipo parasitóide-hospedeiro, e a variável independente tempo for considerada discreta, teremos um sistema de equações a diferenças, como por exemplo o modelo de Nicholson-Bailey cujas soluções são apresentadas neste trabalho. Populações espacialmente distribuídas, em um espaço de natureza discreta, juntamente com a dinâmica vital em tempo discreto, têm o seu comportamento estudado através de redes de mapas acoplados. Após estudar o modelo de Hassell (dinâmica vital de Nicholson-Bailey com movimentação por difusão) e o modelo planta-herbívoro com movimentação por taxia, deduzimos e simulamos um modelo incluindo movimentação por taxia, difusão e convecção. É também apresentado neste trabalho, um paralelo entre estes modelos de redes de mapas acoplados e aqueles com as equações diferenciais correspondentes.

Rede de mapas acoplados em sistemas parasitóide-hospedeiro com refúgios

Sistemas do tipo parasitóide-hospedeiro têm sido objeto de estudo em diversos trabalhos, com enfoque especial em problemas de persistência e/ou co-existência de espécies. Nesta dissertação, numa primeira abordagem, considerando meios homogêneos, são apresentados, usando sistemas de equações a diferenças, o modelo de Nicholson-Bailey e algumas de suas modificações que previnem as oscilações divergentes bem como a extinção das espécies apresentadas no modelo original. Em cada um destes modelos, investigamos a existência e a estabilidade dos estados de equilíbrio das populações, identificamos os parâmetros e limiares que caracterizam a dinâmica do sistema, e visualizamos as informações decorrentes dos resultados analíticos, através de gráficos construídos a partir de simulações computacionais. A seguir, adotamos a formulação de Rede de Mapas Acoplados, através da qual o sistema é espacialmente estruturado, e revisamos o modelo de Hassell et al.(1991) e a influência da dispersão local difusiva no modelo anteriormente estudado. O trabalho é complementado mediante a inclusão da existência de refúgios espaciais, caracterizados por regiões nas quais a eficiência do parasitóide é muito menor que no restante do hábitat. Simulações computacionais foram realizadas para diversas configurações de refúgios, diferindo em forma e tamanho. Em especial foram analisadas a sua influência nos padrões espaciais e nas populações dentro e fora dos refúgios

Análise e simulação de um sistema de equações químicas do tipo difusão-reação

Neste trabalho estudamos um sistema de equações diferenciais parabólicas que modelam um processo de difusão-reação em duas dimensões da mistura molecular e reação química irreverssível de um só passo entre duas espécies químicas A e B para formar um produto P. Apresentamos resultados analíticos e computacionais relacionados à existência e unicidade da solução, assim como estimativas do erro local e global utilizando elementos finitos. Para os resultados analíticos usamos a teoria de semigrupos e o principio do m´aximo, e a simulação numérica é feita usando diferenças finitas centrais e o esquema simplificado de Ruge-Kutta. As estimativas do erro local para o problema semi-discretizado são estabelecidas usando normas de Sobolev, e para estimar o erro global usamos shadowing finito a posteriori. Os resultados computacionais obtidos mostram que o comportamento da solução está dentro do esperado e concorda com resultados da referências. Assim mesmo as estimativas do erro local e global são obtidas para pequenos intervalos de tempo e assumindo suficiente regularidade sobre a velocidade do fluído no qual realiza-se o processo. Destacamos que a estimativa do erro global usando shadowing finito é obtida sob hipóteses a posteriori sobre o operador do problema e o forte controle da velocidade numa vizinhança suficientemente pequena.

Uma solução híbrida para a equação de Fokker-Planck dependente da energia usando a técnica da transformada de Laplace e diferenças finitas

Neste trabalho é obtida uma solução híbrida para a equação de Fokker-Planck dependente da energia, muito utilizada em problemas de implantação iônica. A idéia consiste na aplicação da transformada de Laplace na variável de energia e aplicação de um esquema de diferenças finitas nas variáveis espacial e angular desta equação. Tal procedimento gera um problema matricial simbólico para a energia transformada. Para resolver este sistema, procede-se a inversão de Laplace da matriz (sI+A), onde s é um parâmetro complexo, I a matriz identidade e A uma matriz quadrada gerada pela discretização das variáveis espacial e angular. A matriz A não é diagonalizável, desta forma, contorna-se este problema decompondo esta matriz na soma de outras duas, onde uma delas é diagonalizável. É gerado então um método iterativo de inversão, semelhante ao método da fonte fixa associado ao método de diagonalização, do qual o resultado fornecido são os valores para o fluxo de partículas do sistema. A partir disto pode-se determinar a energia depositada no sistema eletrônico e nuclear do alvo. Para validar os resultados obtidos faz-se a simulação de implantação de íons de B em Si numa faixa energética de 1keV a 50MeV, comparam-se os resultados com simulação gerada numericamente pelo software SRIM2003.

Alguns aspectos numéricos e teóricos das equações de Navier-Stokes na modelagem do escoamento em torno de um vórtice

Neste trabalho desenvolvemos uma metodologia numérica para a solução do escoamento em torno de um vórtice. Como a análise completa deste tipo de fluxo não é uma tarefa fácil, simplificações quanto ao escoamento e ao método numérico são necessárias. Também investigamos o comportamento das soluções das equações governantes (Navier-Stokes) quando o tempo tende ao infinito. Nesse sentido, dividimos este trabalho em duas partes: uma numérica e outra analítica. Com o intuito de resolver numericamente o problema, adotamos o método de diferenças finitas baseado na formulação incompressível das equações governantes. O método numérico para integrar essas equações é baseado no esquema de Runge- Kutta com três estágios. Os resultados numéricos são obtidos para cinco planos bidimensionais de um vórtice com números de Reynolds variando entre 1000 e 10000. Na parte analítica estudamos taxas de decaimento das soluções das equações de Navier-Stokes quando os dados iniciais são conhecidos. Também estimamos as taxas de decaimento para algumas derivadas das soluções na norma L2 e comparamos com as taxas correspondentes da solução da equação do calor.

Métodos numéricos para a integração das equações da cinética pontual de um reator nuclear

As equações da cinétiica pontual de um reator nuclear térmico são integradas numericamente, utilizando um método matricial de continuação analitica. Essas equações são essencialmente não-negativas e possuem um autovalor dominante vinculado à reatividade do sistema. Também, descrevem-se os métodos de Hansen e Porsching.

Diferenças de gênero no julgamento moral

Este estudo discute as diferenças entre homens e mulheres com relação ao julgamento moral. Estas diferenças são abordadas também quanto ao gênero dos indivíduos. Gênero é o conjunto de atribuições psicológicas dado ao sujeito a partir do seu sexo biológico. Os indivíduos de ambos os sexos podem ser categorizados de acordo com seu gênero como indiferenciados, tipificados sexualmente (masculino, feminino) e andróginos. Os estudos sobre a moralidade têm sido realizados enfatizando as diferenças entre os indivíduos de cada sexo biológico. Este aspecto mereceu atenção especial devido a fortes críticas ao sexismo da teoria e metodologia kohlbergiana, por ter sido postulada por um homem e considerar as questões morais sob um ponto de vista masculino, apresentando resultados colhidos com sujeitos do sexo masculino obtidos através de um instrumento com dilemas morais protagonizados principalmente por homens. Visando controlar estes problemas metodológicos, este estudo propõe a utilização de protagonistas de ambos os sexos nos dilemas morais e a obtenção de dados de sujeitos de ambos os sexos. Foram testados 300 estudantes universitários com idade entre 18 e 25 anos. Destes foram escolhidos 180 sujeitos categorizados como andrógenos (60), indiferenciados,(60) e tipificados sexualmente (60), metade de cada sexo. Os instrumentos utilizados foram: o "BSRI" (Bem Sexual Role Inventory), produzido por Bem (1974, 1977) e traduzido e adaptado para o Brasil em 1982 por Oliveira, e o "MJI" (Moral Judgement Interview) de Kohlberg, em duas formas: (a) com o sexo do protagonista masculino e (b) com o sexo do protagonista feminino. Uma ANOVA revelou que: (1) existem diferenças de gênero no julgamento moral; (2) andróginos apresentam maiores níveis de julgamento moral do que os indiferenciados; (3) o sexo do protagonista não afeta as respostas de sujeitos de gêneros e sexos diferentes; (4) não há diferenças de sexo no nível de julgamento moral. A discussão dos resultados é feita à luz da abordagem cognitiva do desenvolvimento moral e sexual e enfatiza a proposição da variável gênero nos estudos sobre a moralidade.

Diferenças sexuais na alocação de recursos : sujeitos, experimentadores, personagens e tarefas

O intuito deste trabalho 1ho foi investigar" as possíveis influências de tarefas socialmente convencionadas como vinculadas ao sexo sobre a utilização de princípios de Justiça Distributiva em alocações de recursos numa situação hipotética. Foram entrevistadas 686 crianças, de ambos os sexos, com idade média de 12,2 anos, cursando as quintas e sextas séries do I grau de escolas da rede pública estadual e de níveis sócioeconômicos médio e médio-baixo. A amostra foi dividida entre dois entrevistadores de sexos diferentes. Foi usado uma história ilustrada por uma série de 21 desenhos.Cada desenho representou uma situação experimental aonde foram manipuladas as variáveis sexo dos personagens, tarefas vinculadas ao sexo e quantidade de trabalho produzido. Foram encontrados efeitos significativos do Sexo do Experimentador sobre o comportamento de alocação do sujeitos. Além disso, apareceram indicativos sugestivos de maior valorização da tarefa masculina e de tendência de sujeitos do sexo masculino para distribuir recompensas de maneira eqüitativa e sujeitos do sexo feminino, de maneira igualitária.

Análise dinâmica de vigas assimétricas em curva com parede fina e aberta submetidas a ação de carga móveis

Fundamentalmente, o presente trabalho faz uma análise elástica linear de pontes ou vigas curvas assimétricas de seção transversal aberta e de parede fina, com propriedades físicas, geométricas e raio de curvatura constantes ao longo do eixo baricêntrico. Para tanto, utilizaram-se as equações diferenciais de VLASOV considerando o acoplamento entre as deformações nas direções vertical, transversal, axial de torcão nal. Na solução do sistema de quatro equações com derivadas parciais foi utilizado um apropriado método numérico de integração (Diferenças Finitas Centrais). A análise divide-se, basicamente, em dois tipos: análise DINÂMICA e ESTATICA. Ambas são utilizadas também na determinação do coeficiente de impacto (C.M.D.). A primeira refere-se tanto na determinação das características dinâmicas básicas (frequências naturais e respectivos modos de vibração), como também na determinação da resposta dinâmica da viga, em tensões e deformações, para cargas móveis arbitrárias. Vigas com qualquer combinação das condições de contorno, incluindo bordos rotulados e engastados nas três direções de flexão e na torção, são consideradas. 0s resultados da análise teórica, obtidos pela aplicação de programas computacionais implementados em microcomputador (análise estática) e no computador B-6700 (análise dinâmica), são comparados tanto com os da bibliografia técnica como também com resultados experimentais, apresentando boa correlação.

Solução de equações intervalares

Este trabalho trata do tipo de dado intervalar e da importância da especificação de uma semântica para garantir a correção e a interpretação coerente de resultados gerados, tais como de soluções de equações envolvendo este tipo de dado. Para tanto, realiza um estudo comparativo das semânticas de envoltória intervalar de reais e de número-intervalo, procurando identificar a influência de cada uma sobre definições fundamentais, tais como as das operações aritméticas e a do tipo de solução encontrado. Uma vez caracterizadas as semânticas associadas ao tipo de dado intervalar, o trabalho apresenta resultados que permitem mapear algebricamente a operação de multiplicação de números-intervalo tanto na representação de extremo inferior e extremo superior como na representação por ponto médio e diâmetro. Com base nesses resultados apresenta os mapeamentos das expressões algébricas que definem as potências positivas inteiras tanto para a semântica de número-intervalo como para a de envoltória de reais. Conjugando os resultados obtidos com a semântica de número-intervalo, o trabalho apresenta procedimentos algorítmicos para a determinação de dois tipos de soluções de equações intervalares: solução própria, a obtida diretamente a partir da relação de igualdade estrutural algébrica entre intervalos, e envoltória intervalar de soluções reais, normalmente referenciada como a solução intervalar usual. Exemplos são apresentados para a validação dos procedimentos, bem como para a discussão do significado de cada tipo de solução sob o enfoque semântico.

Diferenças entre a gestão dos oficiais da Brigada Militar e a dos delegados de polícia segundo modelo de administração autoritário e participativo definido por Likert

A modernidade exige a evolução das Polícias Estaduais, principalmente em relação a aspectos que melhor beneficiem a sociedade, considerando-se os vetores da economia, da execução completa de atividades e de um sistema de administração mais qualificado. As Polícias Militares e as Civis requerem formas de gestão que melhor qualifiquem as relações internas e externas, em busca da racionalização e da eficiência. A par disso, é fundamental que as ações policiais se desenvolvam com estrito respeito à Constituição e às leis. Para o desenvolvimento desse tema, o autor examinou a legislação nacional e estadual referente à Segurança Pública, bem como teorias de administração e, em especial, os sistemas de administração definidos por LIKERT. A pesquisa utilizou metodologia qualificativa e quantitativa. A primeira foi usada para o tratamento dos dados coletados nas questões fechadas e, a Segunda, para a análise das palavras citadas. O instrumento utilizado para a coleta de dados foi um questionário contendo 51 (cinqüenta e uma) questões objetivas e 3 (três) questões abertas, tendo sido aplicado a 201 (duzentos e um) servidores, dos quais 74 (setenta e quatro) policiais civis e 124 (cento e vinte e quatro) policiais militares. A pesquisa quantitativa concluiu que os oficiais da Brigada Militar e os delegados da Polícia Civil exercem uma chefia identificada pelo sistema de Likert como sendo autoritária-benévola. Não houve diferença significativa entre as médias de percepção dos servidores da PC e da BM sobre os sistemas de chefia existentes ou idealizados. Ficou identificado que o sistema praticado (real) pela chefia é significativamente diferente do idealizado (ideal) pelos servidores da PC ou da BM. A análise qualitativa confirmou os resultados, permitindo identificar que, nas citações de palavras qualificadoras sobre o chefe, o enfoque com o maior percentual de freqüência foi autoritária, com 78% (setenta e oito por cento) das palavras citadas por PMs ou PCs, contra 22% (vinte e dois por cento) do sistema dito participativo.