Modelagem estratigráfica de clinoformas deposicionais : construção e aplicação de um modelo computacional baseado em mecânica estatística

Sob a premissa de que a geometria do perfil deposicional das clinoformas pode conter informações sobre a composição textural dos sedimentos que as compõem, bem como sobre a energia da coluna d’água, foi desenvolvido um modelo computacional para a análise teórica dos fatores controladores do tipo de curvatura dos foresets das clinoformas, e, por extensão dos taludes submarinos. Um modelo análogo de suspensão dinâmica foi implementado experimentalmente com um programa em código Matlab, denominado MAXWELL, e é classificado como um modelo estratigráfico, bidimensional, analítico, determinístico, dinâmico, parcialmente dedutivo e parcialmente baseado em regras. Contém um modelo de escoamento de fluido em linhas de corrente, e trata indiretamente a tensão de cisalhamento no domínio de um sistema fechado bifásico líquido-vapor análogo, a partir a proposta de analogias entre os processos de evaporação e de suspensão de sedimentos. É uma abordagem baseada na competência de transporte do fluxo d’água, pois considera temperatura e velocidade de fluxo combinado onda-corrente como variáveis controladoras análogas da intensidade de transferência de energia. Os processos deposicionais marinhos são reduzidos a um fenômeno da superfície deposicional, que é considerada análoga a uma interface líquidovapor dentro de um sistema fechado. A equação de distribuição estatística de velocidades moleculares de Maxwell é usada para calcular a proporção de moléculas na fase líquida, considerada análoga à proporção de sedimentos depositados, bem como a proporção na fase vapor, tomada como análoga à proporção de sedimentos em suspensão. O estado energético do sistema é parametrizado por três potenciais: energia interna, como função do tamanho de grão (areia, silte ou argila); energia térmica do meio, como função da energia hidrodinâmica, e energia gravitacional, como função do declive topográfico As simulações indicam que os principais fatores controladores do perfil deposicional das clinoformas, e por extensão, dos taludes submarinos em geral, são a energia hidrodinâmica da coluna d’água e a granulometria (ou coesão) do sedimento, que podem ser consideradas dois parâmetros comutáveis, isto é, grãos grossos ou coesos podem produzir sobre a geometria das clinoformas o mesmo efeito da baixa energia hidrodinâmica, e vice-versa. Com base no fator de decaimento da energia hidrodinâmica com o aumento da batimetria, foram definidas três ordens de grandeza da intensidade da energia da coluna d’água: baixa energia (10–1), alta x energia (10-2) e muito alta energia (10-3). Com base nesse critério, foram caracterizados quatro tipos de perfis deposicionais de clinoformas: dois tipos sigmoidais e dois tipos exponenciais. Os tipos sigmoidais podem ser de alta energia ou de muito alta energia, e distinguem-se pela granulometria do sedimento e pela distribuição de declividades em relação à dimensão na direção horizontal. Os perfis de tipo exponencial podem ser tanto de baixa energia, quanto de alta energia. A subida relativa do nível do mar afeta o tipo geométrico do perfil deposicional apenas de forma indireta, a partir da retenção da fração grossa do influxo sedimentar na plataforma ou topset. Os principais fatores controladores do ângulo de declividade do perfil das clinoformas são a granulometria do sedimento, a energia hidrodinâmica, a profundidade d’água da bacia e o desvio lateral da corrente de fundo. A dedução da litofácies a partir da geometria das clinoformas parece promissora apenas para os tipos teóricos sigmoidais, que são distintos na forma e no conteúdo sedimentar.

Configuração espacial e hierarquia urbana - rede de cidades no Paraná

A distribuição de recursos públicos de modo equilibrado e bem aplicado é questão de suma importância para administradores públicos e planejadores, especialmente em países como o Brasil que, a cada ano, vê sua capacidade de investimento mais reduzida e onde mais se acentuam os desníveis sociais. Este trabalho trata da questão da regionalização através de uma análise centrada nos dados sócio- econômicos que guardam melhor relação com a estrutura espacial, utilizando o modelo de centralidade com a finalidade de auxiliar o planejamento urbano e regional e munir os administradores públicos com instrumentos de decisão para uma melhor distribuição de recursos. A metodologia aqui empregada, busca incorporar ao modelo matemático utilizado a característica de macroanálise, ainda não anteriormente testada, permitindo assim uma eficácia maior da representação da realidade regional. Descarta de saída a possibilidade de ser resposta única para a questão da regionalização, e sobretudo, visa ser um modelo que se alimenta via interações, permitindo inúmeras soluções , tanto melhores quanto forem as tentativas de otimização do método O tratamento dos dados se desenvolve a partir de relações de cada unidade de análise, com os demais, neste caso, cada unidade municipal do estado do Paraná com as demais localidades não municipais e relevantes pontos de entroncamento da rede viária. Utiliza-se o modelo de variadas formas para estabelecer parâmetros de similaridade entre as unidades de análise, que é medido através da correlação entre os resultados finais do modelo de centralidade. A utilização de apenas duas variáveis, População e PIB per capita, conseguiu resultados melhores e mais significativos do que a utilização de diversas variáveis. A inclusão de um maior número delas fez variar pouco no tocante a centralidade das regiões. Assim como as variáveis utilizadas, a maneira como se tomou as adjacências de cada município teve uma importância grande por causa da forte componente gravitacional do modelo de centralidade. Mudanças no mapa de adjacência faziam variar consideravelmente a hierarquia de centralidade dos municípios. Portanto, o método utilizado pareceu adequado no tocante a representação da realidade regional do Estado do Paraná, porém alguns ajustes necessitam ser efetuados para melhoria dos resultados.

Modelos mentais em mecânica introdutória : uma simulação computacional

Neste trabalho utilizamos inicialmente as descrições dos possíveis modelos mentais construídos por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Clássica, segundo a perspectiva teórica de Philip N. Johnson-Laird (1983), pesquisadas por Lagreca (1997 e 1999). A partir destas descrições, estendemos seus resultados de acordo com uma revisão da literatura, procurando a formação de possíveis modelos simuláveis computacionalmente. O Qsim (Kuipers, 1994) foi o algoritmo de simulação escolhido para o nosso trabalho, devido à semelhança com pesquisas analíticas encontradas sobre o pensamento dos estudantes. Para a simulação, implementamos dois modelos. O modelo newtoniano utiliza noções semelhantes às idéias de Newton, pelo menos com as forças de contato e o atrito com dependência direta com a velocidade. O modelo do impetus possui a concepção de força proporcional à velocidade com o atrito constante. Neste último caso não foi possível a construção de simulações a partir de um atrito dependente da velocidade, devido ao reconhecimento do programa de apenas uma única função crescente. Além disso, simulamos três modelos provenientes do modelo do impetus quando a situação envolve queda na presença da força gravitacional Para a simulação dos modelos, selecionamos alguns problemas para estudo. Iniciamos com o estudo do movimento horizontal e, em seguida, os problemas do páraquedista, do penhasco e do movimento balístico. Comparamos os resultados com algumas concepções dos estudantes encontradas em pesquisas analítico-qualitativas, mostrando que muitas concepções surgiam naturalmente da manipulação dos modelos nos problemas. Isto sugere que a abordagem dos modelos mentais seja mais ampla que a das concepções alternativas e que muitas dessas concepções possam ser reflexos da manipulação dos modelos em algumas situações.

Modelos matemáticos no planejamento de transportes urbanos: uma abordagem crítica

Apresentação do modelo de uso do solo e transportes MUT seus três grandes sistemas: sistema de informação,sistema de simulação e sistema de avaliação. Conceituação básica e formulação matemática do Modelo de Uso do Solo e do Modelo de Transportes, que constituem o Sistema de Simulação. Abordagem crítica do "MUT", através de seus dois com potentes básicos: o modelo lowry e o modelo gravitacional.

Efeitos da microgravidade em plantas de cana-de-açúcar

Sugarcane (Saccharum spp.) is a plant from Poaceae family that has an impressive ability to accumulate sucrose in the stalk, making it a significant component of the economy of many countries. About 100 countries produce sugarcane in an area of 22 million hectares worldwide. For this reason, many studies have been done using sugarcane as a plant model in order to improve production. A change in gravity may be one kind of abiotic stress, since it generates rapid responses after stimulation. In this work we decided to investigate the possible morphophysiological, biochemical and molecular changes resulting from microgravity. Here, we present the contributions of an experiment where sugarcane plants were submitted to microgravity flight using a vehicle VSB-30, a sounding rocket developed by Aeronautics and Space Institute teams, in cooperation with the German Space Agency. Sugarcane plants with 10 days older were submitted to a period of six minutes of microgravity using the VSB-30 rocket. The morphophysiological analyses of roots and leaves showed that plants submitted to the flight showed changes in the conduction tissues, irregular pattern of arrangement of vascular bundles and thickening of the cell walls, among other anatomical changes that indicate that the morphology of the plants was substantially influenced by gravitational stimulation, besides the accumulation of hydrogen peroxide, an important signaling molecule in stress conditions. We carried out RNA extraction and sequencing using Illumina platform. Plants subjected to microgravity also showed changes in enzyme activity. It was observed an increased in superoxide dismutase activity in leaves and a decreased in its activity in roots as well as for ascorbate peroxidase activity. Thus, it was concluded that the changes in gravity were perceived by plants, and that microgravity environment triggered changes associated with a reactive oxygen specie signaling process. This work has helped the understanding of how the gravity affects the structural organization of the plants, by comparing the anatomy of plants subjected to microgravity and plants grown in 1g gravity

Otimização de vazão de poços injetores em projeto de injeção de água utilizando simulação por linhas de fluxo

Until the early 90s, the simulation of fluid flow in oil reservoir basically used the numerical technique of finite differences. Since then, there was a big development in simulation technology based on streamlines, so that nowadays it is being used in several cases and it can represent the physical mechanisms that influence the fluid flow, such as compressibility, capillarity and gravitational segregation. Streamline-based flow simulation is a tool that can help enough in waterflood project management, because it provides important information not available through traditional simulation of finite differences and shows, in a direct way, the influence between injector well and producer well. This work presents the application of a methodology published in literature for optimizing water injection projects in modeling of a Brazilian Potiguar Basin reservoir that has a large number of wells. This methodology considers changes of injection well rates over time, based on information available through streamline simulation. This methodology reduces injection rates in wells of lower efficiency and increases injection rates in more efficient wells. In the proposed model, the methodology was effective. The optimized alternatives presented higher oil recovery associated with a lower water injection volume. This shows better efficiency and, consequently, reduction in costs. Considering the wide use of the water injection in oil fields, the positive outcome of the modeling is important, because it shows a case study of increasing of oil recovery achieved simply through better distribution of water injection rates

Estudo comparativo da injeção de água usando poços verticais e horizontais

Oil recovery using waterflooding has been until now the worldwide most applied method, specially for light oil recovery, its success is mainly because of the low costs involved and the facilities of the injection process. The Toe- To-Heel Waterflooding TTHWTM method uses a well pattern of vertical injector wells completed at the bottom of the reservoir and horizontal producer wells completed at the top of it. The main producing mechanism is gravitational segregation in short distance. This method has been studied since the early 90´s and it had been applied in Canada with positive results for light heavy oils, nevertheless it hasn´t been used in Brazil yet. In order to verify the applicability of the process in Brazil, a simulation study for light oil was performed using Brazilian northwest reservoirs characteristics. The simulations were fulfilled using the STARS module of the Computer Modelling Group Software, used to perform improved oil recovery studies. The results obtained in this research showed that the TTHWTM well pattern presented a light improvement in terms of recovery factor when compared to the conventional 5- Spot pattern, however, it showed lower results in the economic evaluation

Modelagem e controle de um microveículo aéreo: uma aplicação de estabilidade robusta com a técnica backstepping em uma estrutura hexarrotor

In this Thesis, the development of the dynamic model of multirotor unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing characteristics, considering input nonlinearities and a full state robust backstepping controller are presented. The dynamic model is expressed using the Newton-Euler laws, aiming to obtain a better mathematical representation of the mechanical system for system analysis and control design, not only when it is hovering, but also when it is taking-off, or landing, or flying to perform a task. The input nonlinearities are the deadzone and saturation, where the gravitational effect and the inherent physical constrains of the rotors are related and addressed. The experimental multirotor aerial vehicle is equipped with an inertial measurement unit and a sonar sensor, which appropriately provides measurements of attitude and altitude. A real-time attitude estimation scheme based on the extended Kalman filter using quaternions was developed. Then, for robustness analysis, sensors were modeled as the ideal value with addition of an unknown bias and unknown white noise. The bounded robust attitude/altitude controller were derived based on globally uniformly practically asymptotically stable for real systems, that remains globally uniformly asymptotically stable if and only if their solutions are globally uniformly bounded, dealing with convergence and stability into a ball of the state space with non-null radius, under some assumptions. The Lyapunov analysis technique was used to prove the stability of the closed-loop system, compute bounds on control gains and guaranteeing desired bounds on attitude dynamics tracking errors in the presence of measurement disturbances. The controller laws were tested in numerical simulations and in an experimental hexarotor, developed at the UFRN Robotics Laboratory

Contribuições a técnicas de agrupamento e visualização de dados multivariados utilizando mapas auto-organizáveis

Self-organizing maps (SOM) are artificial neural networks widely used in the data mining field, mainly because they constitute a dimensionality reduction technique given the fixed grid of neurons associated with the network. In order to properly the partition and visualize the SOM network, the various methods available in the literature must be applied in a post-processing stage, that consists of inferring, through its neurons, relevant characteristics of the data set. In general, such processing applied to the network neurons, instead of the entire database, reduces the computational costs due to vector quantization. This work proposes a post-processing of the SOM neurons in the input and output spaces, combining visualization techniques with algorithms based on gravitational forces and the search for the shortest path with the greatest reward. Such methods take into account the connection strength between neighbouring neurons and characteristics of pattern density and distances among neurons, both associated with the position that the neurons occupy in the data space after training the network. Thus, the goal consists of defining more clearly the arrangement of the clusters present in the data. Experiments were carried out so as to evaluate the proposed methods using various artificially generated data sets, as well as real world data sets. The results obtained were compared with those from a number of well-known methods existent in the literature

Alterações posturais em atletas brasileiros do sexo masculino que participaram de provas de potência muscular em competições internacionais

Os esportes de alto nível determinam padrões corporais que extrapolam barreiras geopolíticas, sociais e culturais. Estas peculiaridades resultam em alterações posturais que estão associadas à eficiência do gesto desportivo, porém, em longo prazo, podem evoluir para processos mórbidos que limitam a prática de atividades físicas regulares. O objetivo da pesquisa foi descrever o perfil postural dos atletas que participam de provas de potência muscular e identificar processos anátomo-cinesiológicos responsáveis pelas principais alterações corporais. A casuística foi composta por 15 atletas do sexo masculino, especializados em provas de potência muscular. O protocolo para coleta de dados foi elaborado com base na proposta de: i) Kendall, para o exame físico e observacional, utilizando simetrógrafo e fio de prumo; ii) Souchard, para a análise postural em cadeia. As informações foram organizadas sob a forma de distribuição de freqüência absoluta e relativa. Os resultados apontaram que: i) o tornozelo em valgo (67%) foi a situação mais comum; ii) a rotação interna da pelve à direita (60%), seguida do lado oposto mais elevado (47%), pode estar relacionada com a corrida em curva que sobrecarrega a estrutura da pelve para a manutenção da velocidade com simultânea mudança de direção em função da força gravitacional; iii) a anteversão de pelve (73%) decorre da retração observada nos músculos flexores do quadril e extensores do joelho; iv) a alteração expressa no item iii contribui para a formação de hiperlordose lombar (73%) e desencadeia mecanismo compensatório de retração da cadeia posterior causando cifose torácica (53%) e cabeça em protrusão (73%). O diagnóstico precoce e a adoção de medidas profiláticas efetivas podem contribuir para o aumento da performance, bem como prevenir a ocorrência de lesões desportivas. Estudos envolvendo intervenção fisioterápica deverão avaliar se há redução dos efeitos crônicos que as alterações posturais decorrentes do treinamento causam ao atleta de alto nível.

Sobre a natureza dos processos físicos de aquecimento da atmosfera de estrelas do tipo solar

In the present work, we have studied the nature of the physical processes of the coronal heating, considering as basis significant samples of single and binary evolved stars, that have been achieved with the ROSAT satellite. In a total of 191 simple stars were studied, classified in the literature as giants with spectral type F, G and K. The results were compared with those obtained from 106 evolved stars of spectral type F, G and K, which belong to the spectroscopic binary systems. Accurate measurements on rotation and information about binarity were obtained from De Medeiros s catalog. We have analysed the behavior of the coronal activity in function of diverse stellar parameters. With the purpose to better clarify the profile of the stars evolution, the HR diagram was built for the two samples of stars, the single and the binary ones. The evolved traces added in the diagram were obtained from the Toulouse-Geneve code, Nascimento et al. (2000). The stars were segregated in this diagram not only in range of rotational speed but also in range of X-ray flux. Our analysis shows clearly that the single stars and the binary ones have coronal activity controlled by physical process independent on the rotation. Non magnetic processes seem to be strongly influencing the coronal heating. For the binary stars, we have also studied the behavior of the coronal emission as a function of orbital parameters, such as period and eccentricity, in which it was revealed the existence of a discontinuity in the emission of X-rays around an orbital period of 100 days. The study helped to conclude that circular orbits of the binary stars are presented as a necessary property for the existence of a higher level ofX-rays emission, suggesting that the effect of the gravitational tide has an important role in the coronal activity level. When applied the Kolmogorov-Smirnov test (KS test ) for the Vsini and FX parameters to the samples of single and binary stars, we could evidence very relevant aspects for the understanding of the mechanisms inherent to the coronal activity. For the Vsini parameter, the differences between the single stars and the binary ones for rotation over 6.3 km/s were really remarkable. We believe, therefore, that the existence of gravitational tide is, at least, one of the factors that most contribute for this behavior. About the X-rays flux, the KS test showed that the behavior of the single and the binary stars, regarding the coronal activity, comes from the same origin

Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri

In the Einstein s theory of General Relativity the field equations relate the geometry of space-time with the content of matter and energy, sources of the gravitational field. This content is described by a second order tensor, known as energy-momentum tensor. On the other hand, the energy-momentum tensors that have physical meaning are not specified by this theory. In the 700s, Hawking and Ellis set a couple of conditions, considered feasible from a physical point of view, in order to limit the arbitrariness of these tensors. These conditions, which became known as Hawking-Ellis energy conditions, play important roles in the gravitation scenario. They are widely used as powerful tools for analysis; from the demonstration of important theorems concerning to the behavior of gravitational fields and geometries associated, the gravity quantum behavior, to the analysis of cosmological models. In this dissertation we present a rigorous deduction of the several energy conditions currently in vogue in the scientific literature, such as: the Null Energy Condition (NEC), Weak Energy Condition (WEC), the Strong Energy Condition (SEC), the Dominant Energy Condition (DEC) and Null Dominant Energy Condition (NDEC). Bearing in mind the most trivial applications in Cosmology and Gravitation, the deductions were initially made for an energy-momentum tensor of a generalized perfect fluid and then extended to scalar fields with minimal and non-minimal coupling to the gravitational field. We also present a study about the possible violations of some of these energy conditions. Aiming the study of the single nature of some exact solutions of Einstein s General Relativity, in 1955 the Indian physicist Raychaudhuri derived an equation that is today considered fundamental to the study of the gravitational attraction of matter, which became known as the Raychaudhuri equation. This famous equation is fundamental for to understanding of gravitational attraction in Astrophysics and Cosmology and for the comprehension of the singularity theorems, such as, the Hawking and Penrose theorem about the singularity of the gravitational collapse. In this dissertation we derive the Raychaudhuri equation, the Frobenius theorem and the Focusing theorem for congruences time-like and null congruences of a pseudo-riemannian manifold. We discuss the geometric and physical meaning of this equation, its connections with the energy conditions, and some of its several aplications.