Otimização de superfícies seletivas de frequência com elementos pré-fractais utilizando rede neural MLP e algoritmos de busca populacional

This thesis describes design methodologies for frequency selective surfaces (FSSs) composed of periodic arrays of pre-fractals metallic patches on single-layer dielectrics (FR4, RT/duroid). Shapes presented by Sierpinski island and T fractal geometries are exploited to the simple design of efficient band-stop spatial filters with applications in the range of microwaves. Initial results are discussed in terms of the electromagnetic effect resulting from the variation of parameters such as, fractal iteration number (or fractal level), fractal iteration factor, and periodicity of FSS, depending on the used pre-fractal element (Sierpinski island or T fractal). The transmission properties of these proposed periodic arrays are investigated through simulations performed by Ansoft DesignerTM and Ansoft HFSSTM commercial softwares that run full-wave methods. To validate the employed methodology, FSS prototypes are selected for fabrication and measurement. The obtained results point to interesting features for FSS spatial filters: compactness, with high values of frequency compression factor; as well as stable frequency responses at oblique incidence of plane waves. This thesis also approaches, as it main focus, the application of an alternative electromagnetic (EM) optimization technique for analysis and synthesis of FSSs with fractal motifs. In application examples of this technique, Vicsek and Sierpinski pre-fractal elements are used in the optimal design of FSS structures. Based on computational intelligence tools, the proposed technique overcomes the high computational cost associated to the full-wave parametric analyzes. To this end, fast and accurate multilayer perceptron (MLP) neural network models are developed using different parameters as design input variables. These neural network models aim to calculate the cost function in the iterations of population-based search algorithms. Continuous genetic algorithm (GA), particle swarm optimization (PSO), and bees algorithm (BA) are used for FSSs optimization with specific resonant frequency and bandwidth. The performance of these algorithms is compared in terms of computational cost and numerical convergence. Consistent results can be verified by the excellent agreement obtained between simulations and measurements related to FSS prototypes built with a given fractal iteration

Tamanho ótimo de parcela para experimentos com rabanetes

O estabelecimento de tamanho ótimo de parcela, em qualquer cultura, é uma das maneiras de se aumentar a precisão experimental e maximizar as informações obtidas em um experimento. O objetivo deste trabalho foi determinar o tamanho ótimo de parcelas, em experimentos com rabanete, para as variáveis massa e diâmetro de raiz, e comparar diferentes métodos de estimação. Foi conduzido um ensaio de uniformidade, sendo o plantio do rabanete realizado nos espaçamentos de 15 cm entre linhas e de 5 cm entre plantas . A unidade básica foi definida como um segmento linear de três plantas consecutivas. Após 30 dias do plantio, foram avaliados a massa (g) e o diâmetro (mm) dos rabanetes. Foram simulados 35 tamanhos de parcelas, determinando a média e o coeficiente de variação para cada tamanho de parcela e, por meio de modelos não lineares, foi determinado o tamanho ótimo de parcela para ensaios com rabanete. Constatou-se que o método da máxima curvatura, modificado, e os modelos segmentados de resposta linear e quadrática estimam tamanhos de parcela diferentes; portanto, em experimentos com a cultura do rabanete recomendam-se parcelas com 21 a 63 plantas (0,1575 a 0,4745 m²) por parcela.

Tamanho ótimo de amostra para avaliação de caracteres de frutos de abacaxizeiro em experimentos com adubação usando parcelas grandes

O objetivo deste estudo foi determinar o tamanho ótimo de amostra para avaliar a massa, o comprimento e o diâmetro de frutos de abacaxieiro, usando parcelas grandes submetidas a diferentes adubações. No experimento com abacaxizeiro (cultivar Pérola), foram avaliadas duas fontes de nitrogênio (ureia e sulfato de amônio) e cinco doses de cloreto de potássio (zero;350; 700; 1.050 e 1.400 kg ha-1). Cada parcela continha cinco fileiras duplas de quatro metros de comprimento, sendo que as três fileiras centrais foram consideradas como área útil. O espaçamento de plantio foi 1,2 x 0,4 x 0,4 m, correspondente a 60 plantas por parcela útil. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Foi calculado o tamanho de amostra ( η ) para as semiamplitudes do intervalo de confiança (SA) iguais a 2; 4; 6;8 e 10% da estimativa da média, com grau de confiança (1-α) de 95%, usando a distribuição t de Student. Posteriormente, fixou-se η como o total de frutos colhidos por parcela para o cálculo da SA em percentagem da estimativa da média para cada um dos caracteres. Com um erro de estimação de 4% da média, devem ser amostrados, respectivamente, 83; 35 e 10 frutos em cada uma das parcelas experimentais, para a avaliação da massa, do comprimento e do diâmetro de frutos de abacaxizeiro, cultivar Pérola, em experimentos com adubação.

Implantação da metodologia Seis Sigma e aplicação da técnica estatística projeto de experimentos na resolução de problemas e otimização de processos de fabricação

Resumo não disponível.

Projeto de experimentos em rodas ferroviárias fundidas em aço, com o uso da técnica de Taguchi

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projeto de experimentos e modelamento matemático do limite de resistência dos arames de aço SAE 9254 temperados e revenidos usados na fabricação de molas automobilísticas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uma contribuição para a otimização de portfólios de séries heteroscedásticas usando projeto de experimento de misturas: uma abordagem do desirability aplicada a modelos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projeto otimizado de redes neurais artificiais para predição da rugosidade em processos de usinagem com a utilização da metodologia de projeto de experimentos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tamanho ótimo de parcelas experimentais para experimentos in vitro com maracujazeiro

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Análise do efeito interativo de falhas em processos de manufatura através de projeto de experimentos simulados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Dimensionamento ótimo de pilares de concreto armado

A área da engenharia responsável pelo dimensionamento de estruturas vive em busca da solução que melhor atenderá a vários parâmetros simultâneos como estética, custo, qualidade, peso entre outros. Na prática, não se pode afirmar que o melhor projeto foi de fato executado, pois os projetos são feitos principalmente baseados na experiência do executor, sem se esgotar todas as hipóteses possíveis. É neste sentido que os processos de otimização se fazem necessários na área de dimensionamento de estruturas. É possível obter a partir de um objetivo dado, como o custo, o dimensionamento que melhor atenderá a este parâmetro. Existem alguns estudos nesta área, porém ainda é necessário mais pesquisas. Uma área que vem avançando no estudo de otimização estrutural é o dimensionamento de pilares de acordo com a ABNT NBR 6118:2014 que atenda a uma gama maior de geometrias possíveis. Deve-se também estudar o melhor método de otimização para este tipo de problema dentro dos vários existentes na atualidade. Assim o presente trabalho contempla o embasamento conceitual nos temas de dimensionamento de pilares e métodos de otimização na revisão bibliográfica indicando as referências e métodos utilizados no software de dimensionamento otimizado de pilares, programado com auxílio do software MathLab e seus pacotes, utilizando métodos determinísticos de otimização. Esta pesquisa foi realizada para obtenção do Título de Mestre em Engenharia Civil na Universidade Federal do Espírito Santo.

Estado nutricional da cultura de cana-de-açúcar (cana-planta) em experimentos com 15N

Estudos com isótopos estáveis são cada vez mais comuns pela qualidade e confiabilidade dos resultados obtidos e por não apresentarem risco ao homem e ao ambiente. No entanto, é necessário o uso de microparcelas para diminuir o custo do projeto. Por suas áreas serem muito reduzidas em relação à parcela onde está inserida, o objetivo deste trabalho foi comparar o estado nutricional de plantas das microparcelas com as do restante das parcelas experimentais, na fase de máximo desenvolvimento da cultura da cana-de-açúcar, em experimentos com doses de N. Foram instalados três experimentos, no Estado de São Paulo, com três doses de N e uma testemunha, com quatro repetições, em delineamento em blocos completos casualizados. Nas parcelas, de 48 linhas de 15 m cada, foram instaladas microparcelas de 3 m² com fertilizante-15N. Na época de máximo desenvolvimento da cultura foram coletadas folhas-diagnóstico para a avaliação de seu estado nutricional em todas as parcelas e microparcelas. Nessas folhas foram determinados os teores de macronutrientes, e os resultados foram submetidos à análise de variância. Foram comparados, em cada área experimental e de forma conjunta, os resultados das parcelas com os das microparcelas quanto aos teores foliares dos nutrientes e, quando significativo o efeito das doses de N na variação desses, foram feitas regressões. Não houve diferença entre os teores de N, P, Ca, Mg e S das folhas-diagnóstico entre as parcelas e as microparcelas, as quais foram consideradas representativas da área experimental. A adubação nitrogenada aumentou os teores dos nutrientes nas folhas-diagnóstico, o que deve ser considerado na avaliação nutricional da cultura quando este tipo de experimento for realizado.

Dimensões dos ensaios e estimativas do tamanho ótimo de parcela em batata

O objetivo deste trabalho foi estimar a relação entre dimensões da área dos ensaios em branco, as estimativas do tamanho ótimo de parcela e a precisão de experimentos com a cultura da batata. O ensaio de uniformidade foi conduzido na área de produção de batata, da Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária, em Júlio de Castilhos, RS. A produtividade de tubérculos de batata em 3.456 covas (24 linhas de 144 covas) foi usada para planejar dez ensaios com variações no número de linhas (largura) e de covas por linha (comprimento). Em cada ensaio, foram estimados o tamanho ótimo de parcela e a diferença entre médias de tratamentos. As análises de correlação linear e de trilha permitiram verificar que o tamanho dos ensaios com a cultura da batata, medido em número de covas, não influencia a estimativa do índice de heterogeneidade do solo e a estimativa do tamanho ótimo de parcela. Áreas experimentais com maior número de covas por linha permitem planejar experimentos mais precisos quanto à avaliação da produtividade de tubérculos de batata. Parcelas com seis covas na linha e a adoção da linha como bloco aumentam a precisão dos experimentos com batata.

Tamanho e forma de parcela em experimentos com morangueiro cultivado em solo ou em hidroponia

O objetivo deste trabalho foi estimar a forma e o tamanho de parcela ótimos para ensaios com a cultura do morangueiro (Fragaria x ananassa) em cultivo hidropônico e em solo. Foram conduzidos dois, experimentos, um em cultivo convencional no solo, em túneis baixos, e outro em cultivo hidropônico. Em cada experimento, avaliaram-se os efeitos do tamanho e do formato das parcelas sobre a precisão experimental. Cada planta foi considerada uma unidade básica, e o número de unidades básicas por parcela variou de 1 (48 parcelas) a 24 (duas parcelas). Foram ajustadas funções para a determinação do coeficiente de variação entre as parcelas e para a determinação da variância por unidade básica entre as parcelas. O cultivo no solo apresentou maior variabilidade experimental que o cultivo hidropônico. O aumento no número de plantas por parcela causou redução acentuada na variabilidade experimental, especialmente quando se usou o formato de parcela retangular. O tamanho ótimo estimado das parcelas é de dez plantas, no cultivo com solo, e de seis plantas, no cultivo hidropônico.

Análise AMMI com dados imputados em experimentos de interação genótipo x ambiente de algodão

O objetivo deste trabalho foi avaliar a conveniência de definir o número de componentes multiplicativos dos modelos de efeitos principais aditivos com interação multiplicativa (AMMI) em experimentos de interações genótipo x ambiente de algodão com dados imputados ou desbalanceados. Um estudo de simulação foi realizado com base em uma matriz de dados reais de produtividade de algodão em caroço, obtidos em ensaios de interação genótipo x ambiente, conduzidos com 15 cultivares em 27 locais no Brasil. A simulação foi feita com retiradas aleatórias de 10, 20 e 30% dos dados. O número ótimo de componentes multiplicativos para o modelo AMMI foi determinado usando o teste de Cornelius e o teste de razão de verossimilhança sobre as matrizes completadas por imputação. Para testar as hipóteses, quando a análise é feita a partir de médias e não são disponibilizadas as repetições, foi proposta uma correção com base nas observações ausentes no teste de Cornelius. Para a imputação de dados, foram considerados métodos usando submodelos robustos, mínimos quadrados alternados e imputação múltipla. Na análise de experimentos desbalanceados, é recomendável escolher o número de componentes multiplicativos do modelo AMMI somente a partir da informação observada e fazer a estimação clássica dos parâmetros com base nas matrizes completadas por imputação.