Simulação e modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de f��sica geral il.

O objetivo deste trabalho foi analisar o processo de ensino-aprendizagem de F��sica atrav��s de abordagens did��ticas envolvendo o uso de atividades de simulação e modelagem computacionais em um ambiente de atividade colaborativa presencial. Num primeiro estudo, realizado a partir de uma metodologia quantitativa, avaliou-se o desempenho dos alunos em testes que tinham como t��pico a interpreta����o de gr��ficos da Cinem��tica, antes e depois de trabalharem com atividades de simulação e modelagem computacionais em atividades extra-aula. Os resultados deste primeiro estudo mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos estudantes do grupo de controle, submetidos apenas ao m��todo tradicional de ensino. Na seq����ncia, foram realizados outros dois estudos dentro de uma metodologia qualitativa, em que o foco estava no processo de ensino-aprendizagem que ocorre em ambiente de sala de aula. Foi utilizada uma abordagem que envolveu, al��m das atividades computacionais, um m��todo colaborativo presencial como din��mica de base para o estabelecimento das rela����es interpessoais entre o professor e a turma, e os alunos entre si.A fundamenta����o te��rica adotada esteve baseada na teoria de Ausubel sobre aprendizagem significativa e na teoria de Vygotsky sobre intera����o social. O referencial de Halloun sobre modelagem esquem��tica tamb��m foi utilizado. Os resultados sugerem que as atividades de simulação e modelagem computacionais s��o potencialmente facilitadoras de aprendizagem significativa em F��sica. Sugerem, tamb��m, que a atividade colaborativa presencial contribui positivamente para esse tipo de aprendizagem.

An��lise emp��rica do value-at-risk por simulação hist��rica com atualiza����o de volatilidade para fundos de a����es no Brasil

H�� mais de uma d��cada, o Value-at-Risk (VaR) �� utilizado por institui����es financeiras e corpora����es n��o financeiras para controlar o risco de mercado de carteiras de investimentos. O fato dos métodos param��tricos assumirem a hip��tese de normalidade da distribui����o de retornos dos fatores de risco de mercado, leva alguns gestores de risco a utilizar métodos por simulação hist��rica para calcular o VaR das carteiras. A principal cr��tica �� simulação hist��rica tradicional ��, no entanto, dar o mesmo peso na distribui����o �� todos os retornos encontrados no per��odo. Este trabalho testa o modelo de simulação hist��rica com atualiza����o de volatilidade proposto por Hull e White (1998) com dados do mercado brasileiro de a����es e compara seu desempenho com o modelo tradicional. Os resultados mostraram um desempenho superior do modelo de Hull e White na previs��o de perdas para as carteiras e na sua velocidade de adapta����o �� per��odos de ruptura da volatilidade do mercado.

Simulação computacional do comportamento de estruturas de a��o sob inc��ndio

A an��lise do comportamento estrutural sob inc��ndio constitui uma parte importante da engenharia de prote����o contra inc��ndio, especialmente no caso de estruturas de a��o, por sua alta condutividade t��rmica e relativa esbeltez das se����es. As dificuldades econ��micas e pr��ticas, associadas �� avalia����o do comportamento estrutural, por meio de ensaios em escala real, t��m estimulado o desenvolvimento e uso de métodos de simulação num��rica. Esta tese trata da simulação num��rica do comportamento de estruturas de a��o sob condi����es de inc��ndio e se divide em tr��s partes. As duas primeiras partes foram desenvolvidas na Universidade de Li��ge, na B��lgica, usando-se o programa SAFIR como ferramenta num��rica. A terceira parte foi desenvolvida de forma independente, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Na primeira parte, �� feito um estudo comparativo entre o uso de elementos finitos de viga e de casca, na modelagem de vigas simplesmente apoiadas, sujeitas a flambagem lateral por tor����o. Os esfor��os de tor����o, presentes no caso de flambagem lateral, podem levar a uma plastifica����o da se����o transversal e �� conseq��ente redu����o da rigidez �� tor����o da se����o. Da mesma forma, a degrada����o das propriedades do material, com o aumento da temperatura, leva �� redu����o da rigidez �� tor����o Havia d��vidas se o modelo com elementos de viga, com uma rigidez �� tor����o constante, poderia fornecer uma resposta aceit��vel. O estudo mostrou que uma resposta com boa precis��o pode ser conseguida, usando-se elementos de viga, desde que o m��dulo de elasticidade transversal seja ajustado para refletir seu valor correspondente �� temperatura de falha. Isso implica um processo iterativo, uma vez que a temperatura de falha n��o �� previamente conhecida. Por outro lado, a degrada����o da rigidez �� tor����o, por efeitos de plastifica����o, pode ser ignorada. Na segunda parte, �� feita a compara����o entre as modelagens bidimensional e tridimensional, de galp��es industriais de um andar, sob inc��ndio. Comumente, a estrutura de galp��es industriais �� composta por p��rticos-tipo, dispostos em paralelo. A an��lise desses galp��es �� comumente feita pela simulação no plano do p��rtico de a��o ou, simplesmente, da treli��a da cobertura Na an��lise bidimensional, importantes efeitos fora do plano s��o ignorados, como a redistribui����o de esfor��os devido �� degrada����o do material ou �� expans��o t��rmica, ou instabilidade lateral dos elementos. A import��ncia desses efeitos e a adequabilidade do modelo 2D para representar o comportamento real s��o discutidas. Na terceira parte, um modelo num��rico para a simulação tridimensional do comportamento de estruturas de a��o sob inc��ndio �� apresentado. O modelo �� baseado no conceito de r��tulas pl��sticas generalizadas, com modifica����es para melhor representar a forma����o e expans��o da plastifica����o no elemento. A descri����o cinem��tica adotada permite obter bons resultados, mesmo com o uso de poucos elementos. A determina����o do vetor de esfor��os internos no elemento, incluindo os efeitos da temperatura, �� detalhada. O procedimento foi validado por compara����o com ensaios e com modelos num��ricos mais sofisticados, como o programa SAFIR. Os resultados demonstram que o procedimento proposto pode ser usado como uma forma alternativa de an��lise 3D de estruturas sob inc��ndio, com precis��o razo��vel e baixo esfor��o computacional.

Elabora����o de um modelo din��mico de simulação estrat��gica para o treinamento de executivos em marketing

O trabalho procura analisar a utiliza����o dos modelos em geral dos modelos de simulação em particular como instrumento para o treinamento de executivos em marketing. Utilizando-se de conceitos e/ou teorias geralmente aceitos na ��rea de marketing, foi elaborado um modelo de simulação que,�� luz de dados secund��rios relevantes da realidade brasileira, pudesse servir como instrumento para (a) treinar executivos na "pr��tica" de marketing, (b) ensinar conceitos e teorias existentes na ��rea de marketing, (c) representar os aspectos relevantes da realidade de marketing, e (d) treinar os executivos de marketing no processo de tomada de decis��es. Colocado em teste junto a um grupo selecionado de executivos, o modelo de simulação foi considerado pelos mesmos como sendo um instrumento ��til para o treinamento e/ou desenvolvimento de executivos na ��rea de marketing

Antecedentes da participa����o das empresas no financiamento pol��tico: um estudo com dados gerados por meio de din��mica de simulação empresarial (Business game)

Abordagens te��ricas dominantes no campo da estrat��gia empresarial (PORTER, 1980; BARNEY, 1991; PISANO e TEECE, 1997), de modo geral, n��o consideram explicitamente o comportamento corporativo pol��tico como um componente do amplo conjunto de elementos que comp��em a estrutura dos processos de formula����o e implementa����o estrat��gica. A pouca ��nfase dada ao papel das firmas na seara pol��tica resulta em limita����es para compreens��o do ambiente competitivo e, consequentemente reduz o poder explicativo de estudos que se prop��em a desvendar as raz��es do desempenho diferenciado das organiza����es. Salorio, Boddewyn e Dahan (2005) refor��am tal perspectiva ao observarem que firmas s��o organiza����es econ��micas na medida em que em suas transa����es ponderam custos, benef��cios, lucros, market share, mas tamb��m, enquanto organiza����es precisam definir e gerenciar fronteiras, bem como diferenciar e integrar seus membros, os stakerolders e suas opera����es. Esse envolvimento em um mix de comportamento pol��tico-econ��mico de barganha e n��o barganha leva �� defini����o das firmas tamb��m como organiza����es pol��ticas. Apesar de tal linha de pensamento ainda ter conota����o de novidade para alguns, de reciclagem de antigas ideias para outros, ou, mesmo, parecer se pautar pela tentativa de retomar quest��es que sempre foram tratadas de forma lateral, Salorio, Boddewyn e Dahan (2005) enfatizam que ���the political is always there���. O presente projeto teve objetivo central modelar ambiente simulado para testar antecedentes da atividade pol��tica corporativa (HILLMAN, KEIM e SCHULER, 2004), e como objetivos espec��ficos: Modelar um simulador dos ambientes de neg��cio e pol��tico das empresas; aplicar o simulador para gerar dados sobre os antecedentes da participa����o pol��tica; testar antecedentes da participa����o pol��tica como alternativa estrat��gica em resposta ao baixo desempenho das firmas, a disponibilidade de recursos e a atividade pol��tica de concorrentes; testar a intera����o entre antecedentes de market e nonmarket para explicar a participa����o pol��tica. Com rela����o aos objetivos, o estudo pode ser caracterizado como explicativo, e quanto aos procedimentos t��cnicos adotados como de laborat��rio. O tipo de pesquisa adotado foi o de verifica����o de hip��teses causais assentada em uma abordagem metodol��gica quantitativa, cujos dados foram coletados por meio de 12 simula����es, estruturadas no formato de um business game, com nove empresas em cada simulação, totalizando 108 unidades de an��lise. Configuram-se como sujeitos da pesquisa alunos do ��ltimo ano dos cursos de gradua����o em administra����o e economia da Universidade Estadual de Londrina. As an��lises dos dados foram efetuadas utilizando-se o software STATA para desenvolvimento das regress��es, sendo considerado como modelo estat��stico a t��cnica de dados em painel com efeito fixo (WOOLDRIDGE, 2003), visto que o foco do estudo �� a an��lise das informa����es (decis��es/desempenho) das empresas ao longo do tempo. Os resultados indicam que: a) a inefici��ncia da firma afeta positivamente o investimento em financiamento eleitoral; b) o investimento em a����es pol��ticas corporativas ocorre no sentido de complementa����o ��s a����es de market e n��o em contraposi����o, c) a maior propens��o em investir em nonmarket est�� relacionada com desempenho inferior ao da concorr��ncia; d) o aumento do investimento em nonmarket n��o est�� relacionado com a a����o pol��tica mais ativa por parte da concorr��ncia. N��o foram encontradas evid��ncias de que firmas com maiores sobras de recursos s��o mais ativas politicamente.

Contribui����o ao estudo de simulação de um banco comercial

O objetivo deste trabalho �� estudar estes fatores isolada e interdependente de modo a procurar compor um mecanismo de simulação que permita obter elementos para quantificar as repercuss��es de medidas isoladas, no restante da estrutura do banco. Uma parcela consider��vel das informa����es utilizadas foi obtida a partir de levantamentos cont��beis e entrevistas efetuadas em um grande banco comercial. �� nossa inten����o demonstrar a viabilidade da utiliza����o pr��tica deste modelo na previs��o e acompanhamento de resultados, mantendo, a possibilidade de atualizar e testar novas hip��teses.

Proposi����o de um modelo para an��lise de fluxo de carga, curto-circuito e simulação de rel��s de produ����o

The objective of the present work is develop a model to simulate electrical energy networks in transient and stead states, using the software ATP (Alternative Transient Program), able to be a way to join two distinct themes, present in classical methodology planning networks: short circuit analysis and load flow theory. Beyond that, using a tool for relay simulation, this paper intend to use the new developed model to investigate the influence of transient phenomenon in operation of protection relays, and calibrate the enterprise's protections relays. For testing the model, some relays, actually, installed at COSERN were used

Geoestat��stica, simulação estoc��stica e sensoriamento remoto na estimativa de produ����o do caf�� conilon

Coordena����o de Aperfei��oamento de Pessoal de N��vel Superior (CAPES)

Integra����o entre um modelo de simulação hidrol��gica e Sistema de Informa����o Geogr��fica na delimita����o de zonas tamp��o rip��rias

Funda����o de Amparo �� Pesquisa do Estado de S��o Paulo (FAPESP)

Efici��ncia de estimadores, geradores e algoritmos na simulação de dados di��rios de precipita����o pluviom��trica utilizando a distribui����o gama

P��s-gradua����o em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Aplica����o de métodos geoestat��sticos no estudo das distribui����es espaciais de condutividade hidr��ulica em ��reas do Sistema Aqu��fero Guarani (SAG) e do Sistema Aqu��fero Bauru (SAB) no Estado de S��o Paulo

A condutividade hidr��ulica (K) �� um dos par��metros controladores da magnitude da velocidade da ��gua subterr��nea, e consequentemente, �� um dos mais importantes par��metros que afetam o fluxo subterr��neo e o transporte de solutos, sendo de suma import��ncia o conhecimento da distribui����o de K. Esse trabalho visa estimar valores de condutividade hidr��ulica em duas ��reas distintas, uma no Sistema Aqu��fero Guarani (SAG) e outra no Sistema Aqu��fero Bauru (SAB) por meio de tr��s t��cnicas geoestat��sticas: krigagem ordin��ria, cokrigagem e simulação condicional por bandas rotativas. Para aumentar a base de dados de valores de K, h�� um tratamento estat��stico dos dados conhecidos. O m��todo de interpola����o matem��tica (krigagem ordin��ria) e o estoc��stico (simulação condicional por bandas rotativas) s��o aplicados para estimar os valores de K diretamente, enquanto que os métodos de krigagem ordin��ria combinada com regress��o linear e cokrigagem permitem incorporar valores de capacidade espec��fica (Q/s) como vari��vel secund��ria. Adicionalmente, a cada m��todo geoestat��stico foi aplicada a t��cnica de desagrupamento por c��lula para comparar a sua capacidade de melhorar a performance dos métodos, o que pode ser avaliado por meio da valida����o cruzada. Os resultados dessas abordagens geoestat��sticas indicam que os métodos de simulação condicional por bandas rotativas com a t��cnica de desagrupamento e de krigagem ordin��ria combinada com regress��o linear sem a t��cnica de desagrupamento s��o os mais adequados para as ��reas do SAG (rho=0.55) e do SAB (rho=0.44), respectivamente. O tratamento estat��stico e a t��cnica de desagrupamento usados nesse trabalho revelaram-se ��teis ferramentas auxiliares para os métodos geoestat��sticos.

Estudo experimental do escoamento bif��sico l��quido g��s em golfadas com leve mudan��a de dire����o

Gas-liquid two-phase flow is very common in industrial applications, especially in the oil and gas, chemical, and nuclear industries. As operating conditions change such as the flow rates of the phases, the pipe diameter and physical properties of the fluids, different configurations called flow patterns take place. In the case of oil production, the most frequent pattern found is slug flow, in which continuous liquid plugs (liquid slugs) and gas-dominated regions (elongated bubbles) alternate. Offshore scenarios where the pipe lies onto the seabed with slight changes of direction are extremely common. With those scenarios and issues in mind, this work presents an experimental study of two-phase gas-liquid slug flows in a duct with a slight change of direction, represented by a horizontal section followed by a downward sloping pipe stretch. The experiments were carried out at NUEM (N��cleo de Escoamentos Multif��sicos UTFPR). The flow initiated and developed under controlled conditions and their characteristic parameters were measured with resistive sensors installed at four pipe sections. Two high-speed cameras were also used. With the measured results, it was evaluated the influence of a slight direction change on the slug flow structures and on the transition between slug flow and stratified flow in the downward section.

Simulação num��rica do escoamento monof��sico em uma bomba centr��fuga radial

Centrifugal pumps are vastly used in many industrial applications. Knowledge of how these components behave in several circumstances is crucial for the development of more efficient and, therefore, less expensive pumping installations. The combination of multiple impellers, vaned diffusers and a volute might introduce several complex flow characteristics that largely deviate from regular inviscid pump flow theory. Computational Fluid Dynamics can be very helpful to extract information about which physical phenomena are involved in such flows. In this sense, this work performs a numerical study of the flow in a two-stage centrifugal pump (Imbil ITAP 65-330/2) with a vaned diffuser and a volute. The flow in the pump is modeled using the software Ansys CFX, by means of a multi-block, transient rotor-stator technique, with structured grids for all pump parts. The simulations were performed using water and a mixture of water and glycerin as work fluids. Several viscosities were considered, in a range between 87 and 720 cP. Comparisons between experimental data obtained by Amaral (2007) and numerical head curves showed a good agreement, with an average deviation of 6.8% for water. The behavior of velocity, pressure and turbulence kinetic energy fields was evaluated for several operational conditions. In general, the results obtained by this work achieved the proposed goals and are a significant contribution to the understanding of the flow studied.

An��lise de unidades de pr��-purifica����o de ar por adsor����o

Os principais constituintes do ar, nitrog��nio, oxig��nio e arg��nio, est��o cada vez mais presentes nas ind��strias, onde s��o empregados nos processos qu��micos, para o transporte de alimentos e processamento de res��duos. As duas principais tecnologias para a separa����o dos componentes do ar s��o a adsor����o e a destila����o criog��nica. Entretanto, para ambos os processos �� necess��rio que os contaminantes do ar, como o g��s carb��nico, o vapor d��gua e hidrocarbonetos, sejam removidos para evitar problemas operacionais e de seguran��a. Desta forma, o presente trabalho trata do estudo do processo de pr��-purifica����o de ar utilizando adsor����o. Neste sistema a corrente de ar flui alternadamente entre dois leitos adsorvedores para produzir ar purificado continuamente. Mais especificamente, o foco da disserta����o corresponde �� investiga����o do comportamento de unidades de pr��-purifica����o tipo PSA (pressure swing adsorption), onde a etapa de dessor����o �� realizada pela redu����o da press��o. A an��lise da unidade de pr��-purifica����o parte da modelagem dos leitos de adsor����o atrav��s de um sistema de equa����es diferenciais parciais de balan��o de massa na corrente gasosa e no leito. Neste modelo, a rela����o de equil��brio relativa �� adsor����o �� descrita pela isoterma de Dubinin-Astakhov estendida para misturas multicomponentes. Para a simulação do modelo, as derivadas espaciais s��o discretizadas via diferen��as finitas e o sistema de equa����es diferenciais ordin��rias resultante �� resolvido por um solver apropriado (m��todo das linhas). Para a simulação da unidade em opera����o, este modelo �� acoplado a um algoritmo de converg��ncia relativo ��s quatro etapas do ciclo de opera����o: adsor����o, despressuriza����o, purga e dessor����o. O algoritmo em quest��o deve garantir que as condi����es finais da ��ltima etapa s��o equivalentes ��s condi����es iniciais da primeira etapa (estado estacion��rio c��clico). Desta forma, a simulação foi implementada na forma de um c��digo computacional baseado no ambiente de programa����o Scilab (Scilab 5.3.0, 2010), que �� um programa de distribui����o gratuita. Os algoritmos de simulação de cada etapa individual e do ciclo completo s��o finalmente utilizados para analisar o comportamento da unidade de pr��-purifica����o, verificando como o seu desempenho �� afetado por altera����es nas vari��veis de projeto ou operacionais. Por exemplo, foi investigado o sistema de carregamento do leito que mostrou que a configura����o ideal do leito �� de 50% de alumina seguido de 50% de ze��lita. Vari��veis do processo foram tamb��m analisadas, a press��o de adsor����o, a vaz��o de alimenta����o e o tempo do ciclo de adsor����o, mostrando que o aumento da vaz��o de alimenta����o leva a perda da especifica����o que pode ser retomada reduzindo-se o tempo do ciclo de adsor����o. Mostrou-se tamb��m que uma press��o de adsor����o maior leva a uma maior remo����o de contaminantes.

Otimiza����o multimodal atrav��s de novas t��cnicas baseadas em clusteriza����o nebulosa

Neste trabalho, �� proposta uma nova fam��lia de métodos a ser aplicada �� otimiza����o de problemas multimodais. Nestas t��cnicas, primeiramente s��o geradas solu����es iniciais com o intuito de explorar o espa��o de busca. Em seguida, com a finalidade de encontrar mais de um ��timo, estas solu����es s��o agrupadas em subespa��os utilizando um algoritmo de clusteriza����o nebulosa. Finalmente, s��o feitas buscas locais atrav��s de métodos determin��sticos de otimiza����o dentro de cada subespa��o gerado na fase anterior com a finalidade de encontrar-se o ��timo local. A fam��lia de métodos �� formada por seis variantes, combinando tr��s esquemas de inicializa����o das solu����es na primeira fase e dois algoritmos de busca local na terceira. A fim de que esta nova fam��lia de métodos possa ser avaliada, seus constituintes s��o comparados com outras metodologias utilizando problemas da literatura e os resultados alcan��ados s��o promissores.