A característica de Euler

Pós-graduação em Matemática em Rede Nacional - IBILCE

Poliedros e Teorema de Euler

Pós-graduação em Matemática em Rede Nacional - IBILCE

Técnica para dedução do modelo algébrico PTT, aplicações e análises numéricas em escoamentos bidimensionais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Contribuições na modelagem dinâmica e no controle neural de um braço robótico com elos flexíveis

Em geral, estruturas espaciais e manipuladores robóticos leves têm uma característica similar e inerente que é a flexibilidade. Esta característica torna a dinâmica do sistema muito mais complexa e com maiores dificuldades para a análise de estabilidade e controle. Então, braços robóticos bastantes leves, com velocidade elevada e potencia limitada devem considerar o controle de vibração causada pela flexibilidade. Por este motivo, uma estratégia de controle é desejada não somente para o controle do modo rígido mas também que seja capaz de controlar os modos de vibração do braço robótico flexível. Também, redes neurais artificiais (RNA) são identificadas como uma subespecialidade de inteligência artificial. Constituem atualmente uma teoria para o estudo de fenômenos complexos e representam uma nova ferramenta na tecnologia de processamento de informação, por possuírem características como processamento paralelo, capacidade de aprendizagem, mapeamento não-linear e capacidade de generalização. Assim, neste estudo utilizam-se RNA na identificação e controle do braço robótico com elos flexíveis. Esta tese apresenta a modelagem dinâmica de braços robóticos com elos flexíveis, 1D no plano horizontal e 2D no plano vertical com ação da gravidade, respectivamente. Modelos dinâmicos reduzidos são obtidos pelo formalismo de Newton-Euler, e utiliza-se o método dos elementos finitos (MEF) na discretização dos deslocamentos elásticos baseado na teoria elementar da viga. Além disso, duas estratégias de controle têm sido desenvolvidas com a finalidade de eliminar as vibrações devido à flexibilidade do braço robótico com elos flexíveis. Primeiro, utilizase um controlador neural feedforward (NFF) na obtenção da dinâmica inversa do braço robótico flexível e o calculo do torque da junta. E segundo, para obter precisão no posicionamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

A Family of Stationary Solutions to the Euler Equations and Generalized Solutions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Stability analysis of Crank-Nicolson and Euler schemes for time-dependent diffusion equations

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Comparison of methodologies for degree-day estimation using numerical methods

O desenvolvimento de projetos relacionados ao desempenho de diversas culturas tem recebido aperfeiçoamento cada vez maior, incorporado a modelos matemáticos sendo indispensável à utilização de equações cada vez mais consistentes que possibilitem previsão e maior aproximação do comportamento real, diminuindo o erro na obtenção das estimativas. Entre as operações unitárias que demandam maior estudo estão aquelas relacionadas com o crescimento da cultura, caracterizadas pela temperatura ideal para o acréscimo de matéria seca. Pelo amplo uso dos métodos matemáticos na representação, análise e obtenção de estimativas de graus-dia, juntamente com a grande importância que a cultura da cana-de-açúcar tem para a economia brasileira, foi realizada uma avaliação dos modelos matemáticos comumente usados e dos métodos numéricos de integração na estimativa da disponibilidade de graus-dia para essa cultura, na região de Botucatu, Estado de São Paulo. Os modelos de integração, com discretização de 6 em 6 h, apresentaram resultados satisfatórios na estimativa de graus-dia. As metodologias tradicionais apresentaram desempenhos satisfatórios quanto à estimativa de grausdia com base na curva de temperatura horária para cada dia e para os agrupamentos de três, sete, 15 e 30 dias. Pelo método numérico de integração, a região de Botucatu, Estado de São Paulo, apresentou disponibilidade térmica anual média de 1.070,6 GD para a cultura da cana-de-açúcar.

A bounded upwinding scheme for computing convection-dominated transport problems

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A continuously differentiable upwinding scheme for the simulation of fluid flow problems

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A combination of implicit and adaptative upwind tools for the numerical solution of incompressible free surface flows

This paper is concerned with the numerical solutions of time dependent two-dimensional incompressible flows. By using the primitive variables of velocity and pressure, the Navier-Stokes and mass conservation equations are solved by a semi-implicit finite difference projection method. A new bounded higher order upwind convection scheme is employed to deal with the non-linear (advective) terms. The procedure is an adaptation of the GENSMAC (J. Comput. Phys. 1994; 110: 171-186) methodology for calculating confined and free surface fluid flows at both low and high Reynolds numbers. The calculations were performed by using the 2D version of the Freeflow simulation system (J. Comp. Visual. Science 2000; 2:199-210). In order to demonstrate the capabilities of the numerical method, various test cases are presented. These are the fully developed flow in a channel, the flow over a backward facing step, the die-swell problem, the broken dam flow, and an impinging jet onto a flat plate. The numerical results compare favourably with the experimental data and the analytical solutions. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

Vacuum effects on massive spinor fields: S-1 x R-3 topology

The aim of this work was to investigate the role played by an external field on the Casimir energy density for massive fermions under S-1 x R-3 topology. Both twisted- and untwisted-spin connections are considered and the calculation in a closed form is performed using an alternative approach based on the combination of the analytic regularization method and the Euler-Maclaurin summation formula. It is shown that no mass scale appears in the final result and, therefore, Casimir effect arises only from the boundary conditions and vacuum fluctuations induced by the coupling with the external field.

Optimal attitude corrections for cylindrical spacecraft

A first order analytical model for optimal small amplitude attitude maneuvers of spacecraft with cylindrical symmetry in an elliptical orbits is presented. The optimization problem is formulated as a Mayer problem with the control torques provided by a power limited propulsion system. The state is defined by Seffet-Andoyer's variables and the control by the components of the propulsive torques. The Pontryagin Maximum Principle is applied to the problem and the optimal torques are given explicitly in Serret-Andoyer's variables and their adjoints. For small amplitude attitude maneuvers, the optimal Hamiltonian function is linearized around a reference attitude. A complete first order analytical solution is obtained by simple quadrature and is expressed through a linear algebraic system involving the initial values of the adjoint variables. A numerical solution is obtained by taking the Euler angles formulation of the problem, solving the two-point boundary problem through the shooting method, and, then, determining the Serret-Andoyer variables through Serret-Andoyer transformation. Numerical results show that the first order solution provides a good approximation to the optimal control law and also that is possible to establish an optimal control law for the artificial satellite's attitude. (C) 2003 COSPAR. Published by Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

A planar flexible robotic manipulator

Presents the dynamic modelling of a flexible robotic manipulator with two flexible links and two revolute joints, which rotates in the horizontal plane. The dynamic equations are derived using the Newton-Euler formulation and the finite element method, based on elementary beam theory, which is used to discretize the displacements such that the small motion is represented in terms of nodal displacements. Computer simulation results are presented to illustrate this study. The dynamic model becomes necessary for use in future design and control applications.

Optimal design of smart structures using bonded plezoelectrics for vibration control

Smart material technology has become an area of increasing interest for the development of lighter and stronger structures which are able to incorporate actuator and sensor capabilities for collocated control. In the design of actively controlled structures, the determination of the actuator locations and the controller gains, is a very important issue. For that purpose, smart material modelling, modal analysis methods, control and optimization techniques are the most important ingredients to be taken into account. The optimization problem to be solved in this context presents two interdependent aspects. The first one is related to the discrete optimal actuator location selection problem which is solved in this paper using genetic algorithms. The second is represented by a continuous variable optimization problem, through which the control gains are determined using classical techniques. A cantilever Euler-Bernoulli beam is used to illustrate the presented methodology.

Optimal placement of piezoelectric sensor/actuators for smart structures vibration control

Smart material technology has become an area of increasing interest for the development of lighter and stronger structures that are able to incorporate actuator and sensor capabilities for collocated control. In the design of actively controlled structures, the determination of the actuator locations and the controller gains is a very important issue. For that purpose, smart material modeling, modal analysis methods, and control and optimization techniques are the most important ingredients to be taken into account. The optimization problem to be solved in this context presents two interdependent aspects. The first is related to the discrete optimal actuator location selection problem, which is solved in this paper using genetic algorithms. The second is represented by a continuous variable optimization problem, through which the control gains are determined using classical techniques. A cantilever Euler-Bernoulli beam is used to illustrate the presented methodology.