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Modelling the dynamics of dengue real epidemics

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

On Lugre Friction Model to Mitigate Nonideal Vibrations

In this paper, a nonideal mechanical system with the LuGre friction damping model is considered. The mechanical model of the system is an oscillator not necessarily linear connected with an unbalanced motor of excitation with limited power supply. The control of motion and the attenuation of the Sommerfeld effect of the considered nonideal system are analyzed in this paper The mathematical model of the system is represented by coupled non-linear differential equations. The identification of some interesting nonlinear phenomenon in the transient and steady state motion of the system during the passage through resonance (using applied voltages at dc motor as control parameter) is investigated in detail using numerical simulation. [DOI: 10.1115/1.3124783]

Inversão de momentos de fonte em métodos potenciais

A inversão de momentos de fonte gravimétrica tridimensional é analisada em duas situações. Na primeira se admite conhecer apenas a anomalia. Na segunda se admite conhecer, além da anomalia, informação a priori sobre o corpo anômalo. Sem usar informação a priori, mostramos que é possível determinar univocamente todo momento, ou combinação linear de momentos, cujo núcleo polinomial seja função apenas das coordenadas Cartesianas que definem o plano de medida e que tenha Laplaciano nulo. Além disso, mostramos que nenhum momento cujo núcleo polinomial tenha Laplaciano não nulo pode ser determinado. Por outro lado, informação a priori é implicitamente introduzida se o método de inversão de momentos se baseia na aproximação da anomalia pela série truncada obtida de sua expansão em multipolos. Dado um centro de expansão qualquer, o truncamento da série impõe uma condição de regularização sobre as superfícies equipotenciais do corpo anômalo, que permite estimar univocamente os momentos e combinações lineares de momentos que são os coeficientes das funções-bases da expansão em multipolos. Assim, uma distribuição de massa equivalente à real é postulada, sendo o critério de equivalência especificado pela condição de ajuste entre os campos observado e calculado com a série truncada em momentos de uma ordem máxima pré-estabelecida. Os momentos da distribuição equivalente de massa foram identificados como a solução estacionária de um sistema de equações diferenciais lineares de 1a. ordem, para a qual se asseguram unicidade e estabilidade assintótica. Para a série retendo momentos até 2a. ordem, é implicitamente admitido que o corpo anômalo seja convexo e tenha volume finito, que ele esteja suficientemente distante do plano de medida e que a sua distribuição espacial de massa apresente três planos ortogonais de simetria. O método de inversão de momentos baseado na série truncada (IMT) é adaptado para o caso magnético. Para este caso, mostramos que, para assegurar unicidade e estabilidade assintótica, é suficiente pressupor, além da condição de regularização, a condição de que a magnetização total tenha direção e sentido constantes, embora desconhecidos. O método IMT baseado na série de 2a. ordem (IMT2) é aplicado a anomalias gravimétricas e magnéticas tridimensionais sintéticas. Mostramos que se a fonte satisfaz as condições exigidas, boas estimativas da sua massa ou vetor momento de dipolo anômalo total, da posição de seu centro de massa ou de momento de dipolo e das direções de seus três eixos principais são obtidas de maneira estável. O método IMT2 pode falhar parcialmente quando a fonte está próxima do plano de medida ou quando a anomalia tem efeitos localizados e fortes de um corpo pequeno e raso e se tenta estimar os parâmetros de um corpo grande e profundo. Definimos por falha parcial a situação em que algumas das estimativas obtidas podem não ser boas aproximações dos valores verdadeiros. Nas duas situações acima descritas, a profundidade do centro da fonte (maior) e as direções de seus eixos principais podem ser erroneamente estimadas, embora que a massa ou vetor momento de dipolo anômalo total e a projeção do centro desta fonte no plano de medida ainda sejam bem estimados. Se a direção de magnetização total não for constante, o método IMT2 pode fornecer estimativas erradas das direções dos eixos principais (mesmo se a fonte estiver distante do plano de medida), embora que os demais parâmetros sejam bem estimados. O método IMT2 pode falhar completamente se a fonte não tiver volume finito. Definimos por falha completa a situação em que qualquer estimativa obtida pode não ser boa aproximação do valor verdadeiro. O método IMT2 é aplicado a dados reais gravimétricos e magnéticos. No caso gravimétrico, utilizamos uma anomalia situada no estado da Bahia, que se supõe ser causada por um batólito de granito. Com base nos resultados, sugerimos que as massas graníticas geradoras desta anomalia tenham sido estiradas na direção NNW e adelgaçadas na direção vertical durante o evento compressivo que causou a orogênese do Sistema de Dobramentos do Espinhaço. Além disso, estimamos que a profundidade do centro de massa da fonte geradora é cerca de 20 km. No caso magnético, utilizamos a anomalia de um monte submarino situado no Golfo da Guiné. Com base nos resultados, estimamos que o paleopolo magnético do monte submarino tem latitude 50°48'S e longitude 74°54'E e sugerimos que não exista contraste de magnetização expressivo abaixo da base do monte submarino.

The effect of flex fuel vehicles in the Brazilian light road transportation

The retaking of the ethanol program in the year 2003 as a fuel for light road transportation in Brazil through the introduction of flex fuel vehicles fleet was a good strategy to overcome the difficulties of the ethanol production sector and did work to increase its market share relative to gasoline. This process, however, may cause a future disequilibrium on the food production and on the refining oil derivates structure. In order to analyze the substitution process resultant of the competition between two opponents fighting for the same market, in this case the gasoline/ethanol substitution process, a method derived from the biomathematics based on the non-linear differential equations (NLDE) system is utilized. A brief description of the method is presented. Numerical adherence of the method to explain several substitution phenomena that occurred in the past is presented in the previous author`s paper, in which the urban gas pipeline system substitution of bottled LPG in the dwelling sector and the substitution of the urban diesel transportation fleet by compressed natural gas (CNG) buses is presented. The proposed method is particularly suitable for prospective analysis and scenarios assessment. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Population pharmacokinetics of sevoflurane in conjunction with the AnaConDa: toward target-controlled infusion of volatiles into the breathing system

BACKGROUND: The Anesthetic Conserving Device (AnaConDa) uncouples delivery of a volatile anesthetic (VA) from fresh gas flow (FGF) using a continuous infusion of liquid volatile into a modified heat-moisture exchanger capable of adsorbing VA during expiration and releasing adsorbed VA during inspiration. It combines the simplicity and responsiveness of high FGF with low agent expenditures. We performed in vitro characterization of the device before developing a population pharmacokinetic model for sevoflurane administration with the AnaConDa, and retrospectively testing its performance (internal validation). MATERIALS AND METHODS: Eighteen females and 20 males, aged 31-87, BMI 20-38, were included. The end-tidal concentrations were varied and recorded together with the VA infusion rates into the device, ventilation and demographic data. The concentration-time course of sevoflurane was described using linear differential equations, and the most suitable structural model and typical parameter values were identified. The individual pharmacokinetic parameters were obtained and tested for covariate relationships. Prediction errors were calculated. RESULTS: In vitro studies assessed the contribution of the device to the pharmacokinetic model. In vivo, the sevoflurane concentration-time courses on the patient side of the AnaConDa were adequately described with a two-compartment model. The population median absolute prediction error was 27% (interquartile range 13-45%). CONCLUSION: The predictive performance of the two-compartment model was similar to that of models accepted for TCI administration of intravenous anesthetics, supporting open-loop administration of sevoflurane with the AnaConDa. Further studies will focus on prospective testing and external validation of the model implemented in a target-controlled infusion device.

Time-Fractional Derivatives in Relaxation Processes: A Tutorial Survey

2000 Mathematics Subject Classification: 26A33, 33E12, 33C60, 44A10, 45K05, 74D05,