Desenvolvimento de algoritmo para modelagem e simulação de sistemas por grafos de ligação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estabilidade estocástica de sistemas lineares com Saltos Markovianos e Sistemas Lineares com Saltos Semimarkovianos

Pós-graduação em Matematica Aplicada e Computacional - FCT

Controle robusto chaveado de sistemas lineares variantes no tempo com aplicação em falhas estruturais

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Ciclos limite em sistemas lineares por partes apresentando dois focos virtuais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modified routine for decreasing numeric oscillations at associations of lumped elements

Some changes in the application of the numeric trapezoidal integration are analyzed for applications considering pi circuits. It is considered numeric and computational proceedings for improving the numeric results obtained with associations of pi circuits. In numeric integration solutions of the linear systems, it is common to represent these associations of pi circuits by only one matrix. This representation introduces undesirable numeric oscillations in simulations of the dynamics of wave propagation in electrical systems. The proposed changes improve the results of application of cascades of pi circuits associated to the trapezoidal integration, avoiding that the numerical oscillations, or Gibb's oscillations, have high values and are slowly damped. For the carried out simulations, different number of pi circuits and voltage sources are checked, confirming the reduction of the influence of the numeric oscillations on the obtained results. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Controlabilidade para sistemas de equações diferenciais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Classificação de centros e estudo de ciclos limite para sistemas lineares por partes em duas zonas no plano

Pós-graduação em Matemática - IBILCE

Uso de redes neurais com adaptação de pesos por modos deslizantes para controle de sistemas e aplicações em máquinas elétricas

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Aplicações médicas das abordagens complexas não lineares: a geometria fractal do EEG

Pós-graduação em Saúde Coletiva - FMB

Modelagem matemática: uma abordagem do método gráfico e do método simplex na resolução de problemas de otimização

Pós-graduação em Matemática em Rede Nacional - IBILCE

A generalization of the optimal diagonal approximate inverse preconditioner

[EN ]The classical optimal (in the Frobenius sense) diagonal preconditioner for large sparse linear systems Ax = b is generalized and improved. The new proposed approximate inverse preconditioner N is based on the minimization of the Frobenius norm of the residual matrix AM − I, where M runs over a certain linear subspace of n × n real matrices, defined by a prescribed sparsity pattern. The number of nonzero entries of the n×n preconditioning matrix N is less than or equal to 2n, and n of them are selected as the optimal positions in each of the n columns of matrix N. All theoretical results are justified in detail…

Development of an In Situ Measurement Device for Obtaining Material Thermal Properties

This thesis presents a methodology for measuring thermal properties in situ, with a special focus on obtaining properties of layered stack-ups commonly used in armored vehicle components. The technique involves attaching a thermal source to the surface of a component, measuring the heat flux transferred between the source and the component, and measuring the surface temperature response. The material properties of the component can subsequently be determined from measurement of the transient heat flux and temperature response at the surface alone. Experiments involving multilayered specimens show that the surface temperature response to a sinusoidal heat flux forcing function is also sinusoidal. A frequency domain analysis shows that sinusoidal thermal excitation produces a gain and phase shift behavior typical of linear systems. Additionally, this analysis shows that the material properties of sub-surface layers affect the frequency response function at the surface of a particular stack-up. The methodology involves coupling a thermal simulation tool with an optimization algorithm to determine the material properties from temperature and heat flux measurement data. Use of a sinusoidal forcing function not only provides a mechanism to perform the frequency domain analysis described above, but sinusoids also have the practical benefit of reducing the need for instrumentation of the backside of the component. Heat losses can be minimized by alternately injecting and extracting heat on the front surface, as long as sufficiently high frequencies are used.

Comparison of co-located independent ground-based middle atmospheric wind and temperature measurements with numerical weather prediction models

High-resolution, ground-based and independent observations including co-located wind radiometer, lidar stations, and infrasound instruments are used to evaluate the accuracy of general circulation models and data-constrained assimilation systems in the middle atmosphere at northern hemisphere midlatitudes. Systematic comparisons between observations, the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) operational analyses including the recent Integrated Forecast System cycles 38r1 and 38r2, the NASA’s Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications (MERRA) reanalyses, and the free-running climate Max Planck Institute–Earth System Model–Low Resolution (MPI-ESM-LR) are carried out in both temporal and spectral dom ains. We find that ECMWF and MERRA are broadly consistent with lidar and wind radiometer measurements up to ~40 km. For both temperature and horizontal wind components, deviations increase with altitude as the assimilated observations become sparser. Between 40 and 60 km altitude, the standard deviation of the mean difference exceeds 5 K for the temperature and 20 m/s for the zonal wind. The largest deviations are observed in winter when the variability from large-scale planetary waves dominates. Between lidar data and MPI-ESM-LR, there is an overall agreement in spectral amplitude down to 15–20 days. At shorter time scales, the variability is lacking in the model by ~10 dB. Infrasound observations indicate a general good agreement with ECWMF wind and temperature products. As such, this study demonstrates the potential of the infrastructure of the Atmospheric Dynamics Research Infrastructure in Europe project that integrates various measurements and provides a quantitative understanding of stratosphere-troposphere dynamical coupling for numerical weather prediction applications.

Computational models of cortical visual processing.

The visual responses of neurons in the cerebral cortex were first adequately characterized in the 1960s by D. H. Hubel and T. N. Wiesel [(1962) J. Physiol. (London) 160, 106-154; (1968) J. Physiol. (London) 195, 215-243] using qualitative analyses based on simple geometric visual targets. Over the past 30 years, it has become common to consider the properties of these neurons by attempting to make formal descriptions of these transformations they execute on the visual image. Most such models have their roots in linear-systems approaches pioneered in the retina by C. Enroth-Cugell and J. R. Robson [(1966) J. Physiol. (London) 187, 517-552], but it is clear that purely linear models of cortical neurons are inadequate. We present two related models: one designed to account for the responses of simple cells in primary visual cortex (V1) and one designed to account for the responses of pattern direction selective cells in MT (or V5), an extrastriate visual area thought to be involved in the analysis of visual motion. These models share a common structure that operates in the same way on different kinds of input, and instantiate the widely held view that computational strategies are similar throughout the cerebral cortex. Implementations of these models for Macintosh microcomputers are available and can be used to explore the models' properties.

Método multigrid algébrico: reutilização das estruturas multigrid no transporte de contaminantes

A necessidade de obter solução de grandes sistemas lineares resultantes de processos de discretização de equações diferenciais parciais provenientes da modelagem de diferentes fenômenos físicos conduz à busca de técnicas numéricas escaláveis. Métodos multigrid são classificados como algoritmos escaláveis.Um estimador de erros deve estar associado à solução numérica do problema discreto de modo a propiciar a adequada avaliação da solução obtida pelo processo de aproximação. Nesse contexto, a presente tese caracteriza-se pela proposta de reutilização das estruturas matriciais hierárquicas de operadores de transferência e restrição dos métodos multigrid algébricos para acelerar o tempo de solução dos sistemas lineares associados à equação do transporte de contaminantes em meio poroso saturado. Adicionalmente, caracteriza-se pela implementação das estimativas residuais para os problemas que envolvem dados constantes ou não constantes, os regimes de pequena ou grande advecção e pela proposta de utilização das estimativas residuais associadas ao termo de fonte e à condição inicial para construir procedimentos adaptativos para os dados do problema. O desenvolvimento dos códigos do método de elementos finitos, do estimador residual e dos procedimentos adaptativos foram baseados no projeto FEniCS, utilizando a linguagem de programação PYTHONR e desenvolvidos na plataforma Eclipse. A implementação dos métodos multigrid algébricos com reutilização considera a biblioteca PyAMG. Baseado na reutilização das estruturas hierárquicas, os métodos multigrid com reutilização com parâmetro fixo e automática são propostos, e esses conceitos são estendidos para os métodos iterativos não-estacionários tais como GMRES e BICGSTAB. Os resultados numéricos mostraram que o estimador residual captura o comportamento do erro real da solução numérica, e fornece algoritmos adaptativos para os dados cuja malha retornada produz uma solução numérica similar à uma malha uniforme com mais elementos. Adicionalmente, os métodos com reutilização são mais rápidos que os métodos que não empregam o processo de reutilização de estruturas. Além disso, a eficiência dos métodos com reutilização também pode ser observada na solução do problema auxiliar, o qual é necessário para obtenção das estimativas residuais para o regime de grande advecção. Esses resultados englobam tanto os métodos multigrid algébricos do tipo SA quanto os métodos pré-condicionados por métodos multigrid algébrico SA, e envolvem o transporte de contaminantes em regime de pequena e grande advecção, malhas estruturadas e não estruturadas, problemas bidimensionais, problemas tridimensionais e domínios com diferentes escalas.