Sobre problemas multiplicativos relacionados con la división de fracciones.

Se investiga el modelo de enseñanza de la división de fracciones y su efecto en las los estudiantes de ESO. El autor estudia la manera en que abordan distintos tipos de problemas multiplicativos que involucran división de fracciones. Se realiza un análisis histórico-epistemológico con las variables: contextos, modelos físicos, constructos, algoritmos y la estructura dimensional de los problemas. Se concluye que el modelo usual de enseñanza condiciona el reconocimiento de la operación que hay que realizar y el enfoque de resolución cuando los problemas con fracciones están en contexto. En concreto los estudiantes tienden a utilizar el esquema cuaternario de la regla de tres con preferencia al esquema ternario de ley de composición.

Idealidad y realidad en la enseñanza de las ciencias experimentales.

El artículo forma parte de un monográfico de la revista dedicado a la ciencia

Functional timing analysis of VLSI circuits containing complex gates

The recent advances in CMOS technology have allowed for the fabrication of transistors with submicronic dimensions, making possible the integration of tens of millions devices in a single chip that can be used to build very complex electronic systems. Such increase in complexity of designs has originated a need for more efficient verification tools that could incorporate more appropriate physical and computational models. Timing verification targets at determining whether the timing constraints imposed to the design may be satisfied or not. It can be performed by using circuit simulation or by timing analysis. Although simulation tends to furnish the most accurate estimates, it presents the drawback of being stimuli dependent. Hence, in order to ensure that the critical situation is taken into account, one must exercise all possible input patterns. Obviously, this is not possible to accomplish due to the high complexity of current designs. To circumvent this problem, designers must rely on timing analysis. Timing analysis is an input-independent verification approach that models each combinational block of a circuit as a direct acyclic graph, which is used to estimate the critical delay. First timing analysis tools used only the circuit topology information to estimate circuit delay, thus being referred to as topological timing analyzers. However, such method may result in too pessimistic delay estimates, since the longest paths in the graph may not be able to propagate a transition, that is, may be false. Functional timing analysis, in turn, considers not only circuit topology, but also the temporal and functional relations between circuit elements. Functional timing analysis tools may differ by three aspects: the set of sensitization conditions necessary to declare a path as sensitizable (i.e., the so-called path sensitization criterion), the number of paths simultaneously handled and the method used to determine whether sensitization conditions are satisfiable or not. Currently, the two most efficient approaches test the sensitizability of entire sets of paths at a time: one is based on automatic test pattern generation (ATPG) techniques and the other translates the timing analysis problem into a satisfiability (SAT) problem. Although timing analysis has been exhaustively studied in the last fifteen years, some specific topics have not received the required attention yet. One such topic is the applicability of functional timing analysis to circuits containing complex gates. This is the basic concern of this thesis. In addition, and as a necessary step to settle the scenario, a detailed and systematic study on functional timing analysis is also presented.

Características do escoamento sobre vertedouros em degraus de declividade 1V:1H

Este estudo visa a caracterização dos escoamentos deslizantes sobre turbilhões em vertedouros em degraus com declividade de 45° (1V:1H) através da análise experimental em modelos físicos. Foram avaliadas quatro estruturas, sendo uma com calha lisa, utilizada como estrutura de controle, e três com calhas em degraus de alturas constantes iguais a 3 cm, 6 cm e 9 cm. As medições dos níveis médios da água, das velocidades médias na região não aerada do escoamento, das pressões médias nos degraus e a visualização da aeração do escoamento permitiram o estabelecimento de parâmetros qualitativos e quantitativos do escoamento. Assim, foram determinados: (1) os perfis de velocidade média ao longo da calha, (2) o fator de resistência proporcionado pelos degraus, (3) a posição média de início de aeração, (4) a dissipação de energia devida à rugosidade da calha e (5) o comportamento das pressões médias na face e no espelho dos degraus. Tendo em vista a escassa bibliografia relativa à declividade de 45°, buscou-se a comparação com os dados de diferentes declividades procurando estabelecer critérios mais abrangentes.

Estudo comparativo da influência da forma de hastes femorais cimentadas afiladas e polidas nos padrões de transmissão de carga e estabilidade in vitro

A necessidade de uma maior longevidade da artroplastia total do quadril em pessoas mais jovens e ativas tem impulsionado a evolução do projeto de hastes cimentadas polidas e sem colar, através de alterações da forma desde a original de Charnley, passando pela dupla cunha e mais recentemente, a tripla cunha. Essa pesquisa foi direcionada à análise comparativa da estabilidade de hastes cujos ângulos de cunha foram a variável de projeto. Modelos físicos simplificados de diferentes conicidades foram elaborados e submetidos a testes e simulações numéricas para verificar, respectivamente, a migração distal e o ambiente mecânico da interface entre a haste e o cimento. Em modelos anatômicos constituídos das formas de hastes comerciais, implantadas em fêmures compósitos, foram acompanhadas as movimentações axial e rotacional e foi determinado o padrão de transmissão de carga através do nível de deformações no interior do manto de cimento e na superfície do osso. A hipótese é que uma prótese que apresente maiores deslocamentos e maiores níveis de deformações impostas ao manto de cimento em testes estáticos e cíclicos devem ser as de maior probabilidade de revisão precoce. Por outro lado, a relação entre o nível de deformação da superfície cortical antes e depois da implantação das hastes indica o potencial para o remodelamento ósseo As hastes foram extraídas e reimplantadas nos modelos anatômicos após os testes de fadiga para verificar alterações nos padrões de deformação. Também foi avaliada a contribuição da polimerização do cimento na estabilidade através do acompanhamento das deformações e de simulações numéricas. O processo de polimerização do cimento contribui para o acoplamento, pois promove um grande nível de deformações residuais devido à retração. Por outro lado pode provocar trincas iniciais e espaços na interface entre o cimento e o osso, além de facilitar a propagação de trincas por fadiga. Nas simulações numéricas dos modelos físicos observamos que a condição inicial de adesão na interface é representativa entre a haste e o manto. Os modelos físicos indicaram maior migração com menor conicidade. Para os modelos anatômicos houve diferença significativa apenas quanto à rotação permanente entre os grupos, estando isto associado à rigidez proximal e ao raio de transição do calcar. As hastes tripla cunha conferem uma menor redução do nível de carregamento no grande trocânter, o que pode prevenir a reabsorção óssea adaptativa. As hastes dupla cunha provocam menor redução do nível de carregamento na região do calcar. Entretanto, outros fatores devem ser considerados, tais como o raio de transição do calcar e a rigidez proximal das hastes. Nos modelos anatômicos, mesmo após a extração e reimplantação das hastes, manteve-se o padrão de deformações tanto no manto quanto na superfície dos fêmures compósitos.

Três ensaios críticos sobre o processo de matematização recente da economia no Brasil e no mundo

A possibilidade da economia se tornar mais matematizada se iniciou com a revolução marginalista no final do século XIX. Entretanto, efetivamente, o processo de matematização do discurso econômico apenas teria se propagado, segundo MIROWSKI (1991), a partir de 1925. A fim de tentar elucidar como se deu esse processo e quando teria ocorrido no Brasil é que escrevemos três ensaios críticos sobre o tema. O objetivo do primeiro ensaio é o de tornar mais acessível aos estudantes e pesquisadores brasileiros uma questão que é tratada de maneira pouco orgânica em nosso país, e também incentivar novas pesquisas. Trata-se da discussão sobre as principais influências da crise da matemática e da física do final do século XX sobre o discurso econômico. Para verificar como isso se deu, investigamos os textos de alguns dos principais autores que tratam do tema. E daí buscamos elucidar as diferenças de rigor entre os diferentes modelos físicos matemáticos antes e depois da física quântica e da geometria não euclidiana, bem como seus impactos na teoria do equilíbrio geral. No segundo ensaio, iniciamos definindo os principais benefícios gerados pela matematização da economia, proclamados por alguns dos defensores do avanço do processo de formalização matemática sobre o discurso econômico. Em seguida, apontamos as críticas mais tradicionais a esse processo de matematização. Depois nos concentramos nas críticas mais recentes de GILLIES (2005) sobre a prevalência de números operacionais em economia. Para afinal, analisarmos a crítica de BRESSER-PEREIRA (2008) que considera o método hipotético-dedutivo utilizado pelo “mainstream” inadequado à economia. Por último, de maneira tentativa, tendo em mente as definições de BRESSER-PEREIRA (2008), buscamos associar a reprodução do método hipotético-dedutivo a um processo metateórico deflagrado pela teoria do equilíbrio geral. No nosso terceiro ensaio, buscamos verificar como a formalização matemática avançou na ciência econômica brasileira nas três últimas décadas. Para observar isso, classificamos em diversas categorias todos os artigos publicados em três das principais revistas de economia do país (Revista Brasileira de Economia, Estudos Econômicos e Revista de Economia Política), bem como as publicações efetuadas nos encontros da ANPEC (Associação Nacional dos Centros de Pós-graduação em Economia) desde 1981 até 2010, de acordo com o tipo de argumentação utilizada. O total de artigos analisados soma 5.733. Procuramos observar quando houve um ponto de inflexão na trajetória do discurso econômico, tornando-o mais matemático. Por fim, para atestar nossas conclusões, focamos o processo de matematização na observação da variável quantitativa: equações por artigo.

Análise paramétrica da simulação composicional do processo de Drenagem Gravitacional Assistida por Gás (GAGD)

In Brazil and around the world, oil companies are looking for, and expected development of new technologies and processes that can increase the oil recovery factor in mature reservoirs, in a simple and inexpensive way. So, the latest research has developed a new process called Gas Assisted Gravity Drainage (GAGD) which was classified as a gas injection IOR. The process, which is undergoing pilot testing in the field, is being extensively studied through physical scale models and core-floods laboratory, due to high oil recoveries in relation to other gas injection IOR. This process consists of injecting gas at the top of a reservoir through horizontal or vertical injector wells and displacing the oil, taking advantage of natural gravity segregation of fluids, to a horizontal producer well placed at the bottom of the reservoir. To study this process it was modeled a homogeneous reservoir and a model of multi-component fluid with characteristics similar to light oil Brazilian fields through a compositional simulator, to optimize the operational parameters. The model of the process was simulated in GEM (CMG, 2009.10). The operational parameters studied were the gas injection rate, the type of gas injection, the location of the injector and production well. We also studied the presence of water drive in the process. The results showed that the maximum vertical spacing between the two wells, caused the maximum recovery of oil in GAGD. Also, it was found that the largest flow injection, it obtained the largest recovery factors. This parameter controls the speed of the front of the gas injected and determined if the gravitational force dominates or not the process in the recovery of oil. Natural gas had better performance than CO2 and that the presence of aquifer in the reservoir was less influential in the process. In economic analysis found that by injecting natural gas is obtained more economically beneficial than CO2

Desenvolvimento de dobras e falhas em ambiente distensional: Aplicação da modelagem física

The geological modeling allows, at laboratory scaling, the simulation of the geometric and kinematic evolution of geological structures. The importance of the knowledge of these structures grows when we consider their role in the creation of traps or conduits to oil and water. In the present work we simulated the formation of folds and faults in extensional environment, through physical and numerical modeling, using a sandbox apparatus and MOVE2010 software. The physical modeling of structures developed in the hangingwall of a listric fault, showed the formation of active and inactive axial zones. In consonance with the literature, we verified the formation of a rollover between these two axial zones. The crestal collapse of the anticline formed grabens, limited by secondary faults, perpendicular to the extension, with a curvilinear aspect. Adjacent to these faults we registered the formation of transversal folds, parallel to the extension, characterized by a syncline in the fault hangingwall. We also observed drag folds near the faults surfaces, these faults are parallel to the fault surface and presented an anticline in the footwall and a syncline hangingwall. To observe the influence of geometrical variations (dip and width) in the flat of a flat-ramp fault, we made two experimental series, being the first with the flat varying in dip and width and the second maintaining the flat variation in width but horizontal. These experiments developed secondary faults, perpendicular to the extension, that were grouped in three sets: i) antithetic faults with a curvilinear geometry and synthetic faults, with a more rectilinear geometry, both nucleated in the base of sedimentary pile. The normal antithetic faults can rotate, during the extension, presenting a pseudo-inverse kinematics. ii) Faults nucleated at the top of the sedimentary pile. The propagation of these faults is made through coalescence of segments, originating, sometimes, the formation of relay ramps. iii) Reverse faults, are nucleated in the flat-ramp interface. Comparing the two models we verified that the dip of the flat favors a differentiated nucleation of the faults at the two extremities of the mater fault. V These two flat-ramp models also generated an anticline-syncline pair, drag and transversal folds. The anticline was formed above the flat being sub-parallel to the master fault plane, while the syncline was formed in more distal areas of the fault. Due the geometrical variation of these two folds we can define three structural domains. Using the physical experiments as a template, we also made numerical modeling experiments, with flat-ramp faults presenting variation in the flat. Secondary antithetic, synthetic and reverse faults were generated in both models. The numerical modeling formed two folds, and anticline above the flat and a syncline further away of the master fault. The geometric variation of these two folds allowed the definition of three structural domains parallel to the extension. These data reinforce the physical models. The comparisons between natural data of a flat-ramp fault in the Potiguar basin with the data of physical and numerical simulations, showed that, in both cases, the variation of the geometry of the flat produces, variation in the hangingwall geometry

Influência da suspensão na segurança e no conforto de um pulverizador autopropelido

Para avaliar o comportamento da suspensão do pulverizador autopropelido, foram desenvolvidos modelos físicos e matemáticos em função da excitação ocasionada pelas irregularidades do solo. Neste trabalho, estas irregularidades são representadas por obstáculos de uma pista normalizada segundo a norma ISO 5008. As equações do movimento são obtidas a partir dos modelos matemáticos de meio veículo. As simulações numéricas são executadas nos softwares Matlab® e Simulink®. A partir da entrada conhecida, podem-se determinar as características dos elementos da suspensão para obter níveis desejáveis de conforto e segurança. Foram analisadas quatro diferentes configurações do sistema, variando-se a relação de rigidez a partir de um modelo considerado padrão. Constatou-se que o aumento da relação de rigidez resulta na redução da aceleração vertical e no aumento do curso da suspensão, melhorando o conforto e diminuindo a segurança.

Realidade virtual aplicada à ergonomia por meio do design participativo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Evolução halocinética da região centro-norte da Bacia de Santos, Brasil

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Contribuições na modelagem dinâmica e no controle neural de um braço robótico com elos flexíveis

Em geral, estruturas espaciais e manipuladores robóticos leves têm uma característica similar e inerente que é a flexibilidade. Esta característica torna a dinâmica do sistema muito mais complexa e com maiores dificuldades para a análise de estabilidade e controle. Então, braços robóticos bastantes leves, com velocidade elevada e potencia limitada devem considerar o controle de vibração causada pela flexibilidade. Por este motivo, uma estratégia de controle é desejada não somente para o controle do modo rígido mas também que seja capaz de controlar os modos de vibração do braço robótico flexível. Também, redes neurais artificiais (RNA) são identificadas como uma subespecialidade de inteligência artificial. Constituem atualmente uma teoria para o estudo de fenômenos complexos e representam uma nova ferramenta na tecnologia de processamento de informação, por possuírem características como processamento paralelo, capacidade de aprendizagem, mapeamento não-linear e capacidade de generalização. Assim, neste estudo utilizam-se RNA na identificação e controle do braço robótico com elos flexíveis. Esta tese apresenta a modelagem dinâmica de braços robóticos com elos flexíveis, 1D no plano horizontal e 2D no plano vertical com ação da gravidade, respectivamente. Modelos dinâmicos reduzidos são obtidos pelo formalismo de Newton-Euler, e utiliza-se o método dos elementos finitos (MEF) na discretização dos deslocamentos elásticos baseado na teoria elementar da viga. Além disso, duas estratégias de controle têm sido desenvolvidas com a finalidade de eliminar as vibrações devido à flexibilidade do braço robótico com elos flexíveis. Primeiro, utilizase um controlador neural feedforward (NFF) na obtenção da dinâmica inversa do braço robótico flexível e o calculo do torque da junta. E segundo, para obter precisão no posicionamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Uso do método de Monte Carlo para simulação e detecção do espectro de raios-X gerado com feixes de elétrons em alvo de Molibdênio, utilizando o Geant4

The huge demand for procedures involving ionizing radiation promotes the need for safe methods of experimentation considering the danger of their biological e ects with consequent risk to humans. Brazilian's legislation prohibits experiments involving this type of radiation in humans through Decree 453 of Ministry of Health with determines that such procedures comply with the principles of justi cation, optimization and dose limitation. In this line, concurrently with the advancement of available computer processing power, computing simulations have become relevant in those situations where experimental procedures are too cost or impractical. The Monte Carlo method, created along the Manhattan Project duringWorldWar II, is a powerful strategy to simulations in computational physics. In medical physics, this technique has been extensively used with applications in diagnostics and cancer treatment. The objective of this work is to simulate the production and detection of X-rays for the energy range of diagnostic radiology, for molybdenum target, using the Geant4 toolkit. X-ray tubes with this kind of target material are used in diagnostic radiology, speci cally in mammography, one of the most used techniques for screening of breast cancer in women. During the simulations, we used di erent models for bremsstrahlung available in physical models for low energy, in situations already covered by the literature in earlier versions of Geant4. Our results show that although the physical situations seems qualitatively adequate, quantitative comparisons to available analytical data shows aws in the code of Geant4 Low Energy source

Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O uso do modelo físico e digital nos processos de projeto da arquitetura contemporânea

Durante o processo de projeto, o arquiteto transpõe suas ideias para o campo real, do concreto. Os diversos modos de expressão e representação têm como função mediar essa interação, diminuindo a distância entre esses dois campos. Vive-se hoje, um momento de intensa transformação das estratégias projetuais, propiciadas pelos novos meios digitais. Esta pesquisa tem como objetivo o estudo do uso das representações tridimensionais, especificamente dos modelos físicos e digitais. Pretende-se flagrar os momentos contributivos dos modelos no processo projetivo e as características intrínsecas a eles. A discussão busca não apenas destacar a importância dessa ferramenta, como também, traçar uma breve comparação entre a tecnologia digital e a feitura manual. Para este trabalho foram selecionados alguns arquitetos significativos do cenário da arquitetura paulista em cujos projetos comparecem o uso de modelos. Como estudos de caso tem-se a Residência do arquiteto Marcos Acayaba e o projeto vencedor do Concurso para o Instituto Moreira Salles/ SP, do escritório Andrade Morettin Arquitetos. Soma-se a estes objetivos, a apresentação do uso de modelos físicos e digitais em uma experiência didática projetiva.