Estratificação de solos em camadas horizontais utilizando evolução diferencial

This work's objective is the development of a methodology to represent an unknown soil through a stratified horizontal multilayer soil model, from which the engineer may carry out eletrical grounding projects with high precision. The methodology uses the experimental electrical apparent resistivity curve, obtained through measurements on the ground, using a 4-wire earth ground resistance tester kit, along with calculations involving the measured resistance. This curve is then compared with the theoretical electrical apparent resistivity curve, obtained through calculations over a horizontally strati ed soil, whose parameters are conjectured. This soil model parameters, such as the number of layers, in addition to the resistivity and the thickness of each layer, are optimized by Differential Evolution method, with enhanced performance through parallel computing, in order to both apparent resistivity curves get close enough, and it is possible to represent the unknown soil through the multilayer horizontal soil model fitted with optimized parameters. In order to assist the Differential Evolution method, in case of a stagnation during an arbitrary amount of generations, an optimization process unstuck methodology is proposed, to expand the search space and test new combinations, allowing the algorithm to nd a better solution and/or leave the local minima. It is further proposed an error improvement methodology, in order to smooth the error peaks between the apparent resistivity curves, by giving opportunities for other more uniform solutions to excel, in order to improve the whole algorithm precision, minimizing the maximum error. Methodologies to verify the polynomial approximation of the soil characteristic function and the theoretical apparent resistivity calculations are also proposed by including middle points among the approximated ones in the verification. Finally, a statistical evaluation prodecure is presented, in order to enable the classication of soil samples. The soil stratification methodology is used in a control group, formed by horizontally stratified soils. By using statistical inference, one may calculate the amount of soils that, within an error margin, does not follow the horizontal multilayer model.

Métodos espectrais de agrupamento

Os métodos espectrais são ferramentas úteis na análise de dados, sendo capazes de fornecer informações sobre a estrutura organizacional de dados. O agrupamento de dados utilizando métodos espectrais é comumente baseado em relações de similaridade definida entre os dados. O objetivo deste trabalho é estudar a capacidade de agrupamento de métodos espectrais e seu comportamento, em casos limites. Considera-se um conjunto de pontos no plano e usa-se a similaridade entre os nós como sendo o inverso da distância Euclidiana. Analisa-se a qual distância mínima, entre dois pontos centrais, o agrupamento espectral é capaz de reagrupar os dados em dois grupos distintos. Acessoriamente, estuda-se a capacidade de reagrupamento caso a dispersão entre os dados seja aumentada. Inicialmente foram realizados experimentos considerando uma distância fixa entre dois pontos, a partir dos quais os dados são gerados e, então, reduziu-se a distância entre estes pontos até que o método se tornasse incapaz de efetuar a separação dos pontos em dois grupos distintos. Em seguida, retomada a distância inicial, os dados foram gerados a partir da adição de uma perturbação normal, com variância crescente, e observou-se até que valor de variância o método fez a separação dos dados em dois grupos distintos de forma correta. A partir de um conjunto de pontos obtidos com a execução do algoritmo de evolução diferencial, para resolver um problema multimodal, testa-se a capacidade do método em separar os indivíduos em grupos diferentes.

Problemas inversos em processos difusivos com retenção

Um Estudo para a solução numérica do modelo de difusão com retenção, proposta por Bevilacqua et al. (2011), é apresentado, bem como uma formulação implícita para o problema inverso para a estimativa dos parâmetros envolvidos na formulação matemática do modelo. Através de um estudo minucioso da análise de sensibilidade e do cálculo do coeficiente de correlação de Pearson, são identificadas as chances de se obter sucesso na solução do problema inverso através do método determinístico de Levenberg-Marquardt e dos métodos estocásticos Algoritmo de Colisão de Partículas (Particle Collision Algorithm - PCA) e Evolução Diferencial (Differential Evolution - DE). São apresentados os resultados obtidos através destes três métodos de otimização para três casos de conjunto de parâmetros. Foi observada uma forte correlação entre dois destes três parâmetros, o que dificultou a estimativa simultânea dos mesmos. Porém, foi obtido sucesso nas estimativas individuais de cada parâmetro. Foram obtidos bons resultados para os fatores que multiplicam os termos diferenciais da equação que modela o fenômeno de difusão com retenção.

Identificação de danos estruturais utilizando técnicas de otimização.

Sistemas estruturais em suas variadas aplicações incluindo-se veículos espaciais, automóveis e estruturas de engenharia civil tais como prédios, pontes e plataformas off-shore, acumulam dano durante suas vidas úteis. Em muitas situações, tal dano pode não ser visualmente observado. Do ponto de vista da segurança e da performance da estrutura, é desejável monitorar esta possível ocorrência, localizá-la e quantificá-la. Métodos de identificação de sistemas, que em geral, são classificados numa categoria de Técnicas de Avaliação Não-Destrutivas, podem ser utilizados para esta finalidade. Usando dados experimentais tais como frequências naturais, modos de vibração e deslocamentos estáticos, e um modelo analítico estrutural, parâmetros da estrutura podem ser identificados. As propriedades estruturais do modelo analítico são modificadas de modo a minimizar a diferença entre os dados obtidos por aquele modelo e a resposta medida. Isto pode ser definido como um problema inverso onde os parâmetros da estrutura são identificados. O problema inverso, descrito acima, foi resolvido usando métodos globais de otimização devido à provável presença de inúmeros mínimos locais e a não convexidade do espaço de projeto. Neste trabalho o método da Evolução Diferencial (Differential Evolution, DE) foi utilizado como ferramenta principal de otimização. Trata-se de uma meta-heurística inspirada numa população de soluções sucessivamente atualizada por operações aritméticas como mutações, recombinações e critérios de seleção dos melhores indivíduos até que um critério de convergência seja alcançado. O método da Evolução Diferencial foi desenvolvido como uma heurística para minimizar funções não diferenciáveis e foi aplicado a estruturas planas de treliças com diferentes níveis de danos.

Identificação de danos estruturais utilizando dados no domínio do tempo provenientes de ensaios de vibração

O presente trabalho aborda o problema de identificação de danos em uma estrutura a partir de sua resposta impulsiva. No modelo adotado, a integridade estrutural é continuamente descrita por um parâmetro de coesão. Sendo assim, o Modelo de Elementos Finitos (MEF) é utilizado para discretizar tanto o campo de deslocamentos, quanto o campo de coesão. O problema de identificação de danos é, então, definido como um problema de otimização, cujo objetivo é minimizar, em relação a um vetor de parâmetros nodais de coesão, um funcional definido a partir da diferença entre a resposta impulsiva experimental e a correspondente resposta prevista por um MEF da estrutura. A identificação de danos estruturais baseadas no domínio do tempo apresenta como vantagens a aplicabilidade em sistemas lineares e/ou com elevados níveis de amortecimento, além de apresentar uma elevada sensibilidade à presença de pequenos danos. Estudos numéricos foram realizados considerando-se um modelo de viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada. Para a determinação do posicionamento ótimo do sensor de deslocamento e do número de pontos da resposta impulsiva, a serem utilizados no processo de identificação de danos, foi considerado o Projeto Ótimo de Experimentos. A posição do sensor e o número de pontos foram determinados segundo o critério D-ótimo. Outros critérios complementares foram também analisados. Uma análise da sensibilidade foi realizada com o intuito de identificar as regiões da estrutura onde a resposta é mais sensível à presença de um dano em um estágio inicial. Para a resolução do problema inverso de identificação de danos foram considerados os métodos de otimização Evolução Diferencial e Levenberg-Marquardt. Simulações numéricas, considerando-se dados corrompidos com ruído aditivo, foram realizadas com o intuito de avaliar a potencialidade da metodologia de identificação de danos, assim como a influência da posição do sensor e do número de dados considerados no processo de identificação. Com os resultados obtidos, percebe-se que o Projeto Ótimo de Experimentos é de fundamental importância para a identificação de danos.

Identificação de danos estruturais a partir do modelo de superfície de resposta

A identificação de danos estruturais é uma questão de fundamental importância na engenharia, visto que uma estrutura está sujeita a processos de deterioração e a ocorrência de danos durante a sua vida útil. A presença de danos compromete o desempenho e a integridade estrutural, podendo colocar vidas humanas em risco e resultam em perdas econômicas consideráveis. Técnicas de identificação de danos estruturais e monitoramento de estruturas fundamentadas no ajuste de um Modelo de Elementos Finitos (MEF) são constantes na literatura especializada. No entanto, a obtenção de um problema geralmente mal posto e o elevado custo computacional, inerente a essas técnicas, limitam ou até mesmo inviabilizam a sua aplicabilidade em estruturas que demandam um modelo de ordem elevada. Para contornar essas dificuldades, na formulação do problema de identificação de danos, pode-se utilizar o Modelo de Superfície de Reposta (MSR) em substituição a um MEF da estrutura. No presente trabalho, a identificação de danos estruturais considera o ajuste de um MSR da estrutura, objetivando-se a minimização de uma função de erro definida a partir das frequências naturais experimentais e das correspondentes frequências previstas pelo MSR. Estuda-se o problema de identificação de danos estruturais em uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada, considerando as frequências naturais na formulação do problema inverso. O comportamento de uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada na presença de danos é analisado, com intuito de se verificar as regiões onde a identificação dos mesmos pode apresentar maior dificuldade. No processo de identificação de danos, do presente trabalho, são avaliados os tipos de superfícies de resposta, após uma escolha apropriada do tipo de superfície de resposta a ser utilizado, determina-se a superfície de resposta considerando os dados experimentais selecionados a partir do projeto ótimo de experimentos. A utilização do método Evolução Diferencial (ED) no problema inverso de identificação de danos é considerado inerente aos resultados numéricos obtidos, a estratégia adotada mostrou-se capaz de localizar e quantificar os danos com elevada acurácia, mostrando a potencialidade do modelo de identificação de danos proposto.

Seguro contra risco de downside de uma carteira : uma proposta híbrida frequentista-Bayesiana com uso de derivativos

Seguros de carteiras proporcionam aos gestores limitar o risco de downside sem renunciar a movimentos de upside. Nesta dissertação, propomos um arcabouço de otimização de seguro de carteira a partir de um modelo híbrido frequentista-Bayesiano com uso de derivativos. Obtemos a distribuição conjunta de retornos regulares através de uma abordagem estatística frequentista, uma vez removidos os outliers da amostra. A distribuição conjunta dos retornos extremos, por sua vez, é modelada através de Redes Bayesianas, cuja topologia contempla os eventos que o gestor considera crítico ao desempenho da carteira. Unindo as distribuições de retornos regulares e extremos, simulamos cenários futuros para a carteira. O seguro é, então, otimizado através do algoritmo Evolução Diferencial. Mostramos uma aplicação passo a passo para uma carteira comprada em ações do Ibovespa, utilizando dados de mercado entre 2008 e 2012.

Optimum contribution selection using differential evolution

Um programa baseado na técnica de evolução diferencial foi desenvolvido para a definição da contribuição genética ótima na seleção de candidatos a reprodução. A função- objetivo a ser otimizada foi composta pelo mérito genético esperado da futura progênie e pela coascendência média dos animais em reprodução. Conjuntos de dados reais e simulados de populações com gerações sobrepostas foram usados para validar e testar o desempenho do programa desenvolvido. O programa se mostrou computacionalmente eficiente e viável para ser aplicado na prática e as consequências esperadas de sua aplicação, em comparação a procedimentos empíricos de controle da endogamia e/ou com a seleção baseada apenas no valor genético esperado, seriam a melhora da resposta genética futura e limitação mais efetiva da taxa de endogamia.

Genes candidatos a marcadores tumorais na progressão do adenocarcinoma de próstata indentificados por análise de HR-CGH e CGH-ARRAY

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

The differential evolution of hot- and cold-dust in galaxies in the last 7.5 GYR

Tese de mestrado em Física, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016

Projeto iterativo, simulação, análise e otimização de máquina a relutância variável monofásica

Variable reluctance motors have been increasingly used as an alternative for variable speed and high speed drives in many industrial applications, due to many advantages like the simplicity of construction, robustness, and low cost. The most common applications in recent years are related to aeronautics, electric and hybrid vehicles and wind power generation. This paper explores the theory, operation, design procedures and analysis of a variable reluctance machine. An iterative design methodology is introduced and used to design a 1.25 kW prototype. For the analysis of the machine two methods are used, an analytical method and the finite element simulation. The results obtained by both methods are compared. The results of finite element simulation are used to determine the inductance profiles and torque of the prototype. The magnetic saturation is examined visually and numerically in four critical points of the machine. The data collected in the simulation allow the verification of design and operating limits for the prototype. Moreover, the behavior of the output quantities is analyzed (inductance, torque and magnetic saturation) by variation of physical dimensions of the motor. Finally, a multiobjective optimization using Differential Evolution algorithms and Genetic Algorithms for switched reluctance machine design is proposed. The optimized variables are rotor and stator polar arcs, and the goals are to maximize the average torque, the average torque per copper losses and the average torque per core volume. Finally, the initial design and optimized design are compared.

Algoritmos de otimização e o problema inverso aplicados à identificação de danos estruturais com o uso do MEF

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.

Modulação diferencial de fatores de transcrição adipogênicos, por indometacina e retinol, durante a conversão fenotípica de uma linhagem representativa de céculas estreladas hepáticas

A modulação fenotípica da célula estrelada hepática (CEH) é um dos eventos primários do processo de fibrose hepática. Durante este evento, a CEH modifica seu fenótipo lipocítico (quiescente) para miofibroblástico (ativado), fenômeno chamado de ativação. Estudos recentes sugerem que fatores de transcrição adipogênicos atuam no processo de ativação das CEH, e conseqüentemente teriam um papel chave na evolução do processo fibrótico. Neste estudo analisamos a expressão gênica de vários fatores de transcrição adipogênicos, como os receptores ativados por proliferadores de peroxissomos (RAPP), receptor X do fígadoα (RXFα), proteína ligante de CCAAT/enhancerα (PLCEα) e proteína ligante do elemento regulatório de esteróis-1 (PLERE-1), em uma linhagem representativa de CEH, a GRX. A linhagem GRX, é capaz de ser induzida in vitro a expressar o fenótipo quiescente através do tratamento com indometacina ou retinol. Após 24 horas ou 7 dias de tratamento, a expressão gênica foi analisada através de PCR em tempo real. Tratamento com indometacina aumentou a expressão de todos os genes avaliados, exceto PLCEα e RAPPβ. O mesmo resultado obtido com desmetil indometacina (LM 4511) sobre RAPPα e γ sugere que a ação da indometacina sobre a diferenciação fenotípica da GRX é independente de sua ação inibitória sobre ciclooxigenase, já que a LM 4511 não possui esta atividade. Tratamento com retinol levou à modulação de um número menor de genes, diminuindo a expressão de PLCEα e aumentando a de RAPPγ, e RAPPβ. Adipsina, gene característico de adipócitos, teve sua expressão induzida apenas nas células tratadas com indometacina. Pex16 e catalase, genes modulados pelos RAPPs, foram diferencialmente expressos, dependendo do tratamento. Os resultados apresentados sugerem que a linhagem representativa de CEH, GRX, tem sua indução fenotípica modulada por fatores de transcrição adipogênicos, que são diferencialmente expressos dependendo do tratamento de conversão.

Diferencial de salários e produtividade no setor de serviços brasileiro

This paper provides new information about inter-industry wage di§erentials in Brazil. Using data from the National Survey Sample of Households, we can see that from 1983 to 1995 the relative average wage of the service sector compared to the goods sector decreased, whereas from 1995 to 2007 it increased at a higher level than the previous decrease. After controlling for a variety of work characteristics, we can still see the positive evolution of rel- ative ages in the service sector. We conclude that this development has some explanations: the period of economic growth and stabilization that started after 1994 generated a positive income e§ect, and the service sector beneÖted more from it. Also, the structural transfor- mation that the developed countries already went through still hasn¥t Önished in Brazil. That probably helped improving relative wages in the service sector and it¥s expected the continuation of this process, so as the structural transformation evolves inter-industry wage di§erentials will converge.

Evolução, avaliação e validação do software RoboEduc

Considering the transition from industrial society to information society, we realize that the digital training that is addressed is currently insufficient to navigate within a digitized reality. As proposed to minimize this problem, this paper assesses, validates and develops the software RoboEduc to work with educational robotics with the main differential programming of robotic devices in levels, considering the specifics of reality training . One of the emphases of this work isthe presentation of materials and procedures involving the development, analysis and evolution of this software. For validation of usability tests were performed, based on analysis of these tests was developed version 4.0 of RoboEduc