A aprendizagem de funções num ambiente computacional com recurso a diferentes representações

Dissertação de mestrado em Ciências da Educação: área de Educação e Desenvolvimento

A experiência de marca na fidelização do consumidor: o caso Starbucks Portugal

Dissertação apresentada à Escola Superior de Comunicação Social como parte dos requisitos para obtenção de grau de mestre em Publicidade e Marketing.

Constraint reasoning for differential models

The basic motivation of this work was the integration of biophysical models within the interval constraints framework for decision support. Comparing the major features of biophysical models with the expressive power of the existing interval constraints framework, it was clear that the most important inadequacy was related with the representation of differential equations. System dynamics is often modelled through differential equations but there was no way of expressing a differential equation as a constraint and integrate it within the constraints framework. Consequently, the goal of this work is focussed on the integration of ordinary differential equations within the interval constraints framework, which for this purpose is extended with the new formalism of Constraint Satisfaction Differential Problems. Such framework allows the specification of ordinary differential equations, together with related information, by means of constraints, and provides efficient propagation techniques for pruning the domains of their variables. This enabled the integration of all such information in a single constraint whose variables may subsequently be used in other constraints of the model. The specific method used for pruning its variable domains can then be combined with the pruning methods associated with the other constraints in an overall propagation algorithm for reducing the bounds of all model variables. The application of the constraint propagation algorithm for pruning the variable domains, that is, the enforcement of local-consistency, turned out to be insufficient to support decision in practical problems that include differential equations. The domain pruning achieved is not, in general, sufficient to allow safe decisions and the main reason derives from the non-linearity of the differential equations. Consequently, a complementary goal of this work proposes a new strong consistency criterion, Global Hull-consistency, particularly suited to decision support with differential models, by presenting an adequate trade-of between domain pruning and computational effort. Several alternative algorithms are proposed for enforcing Global Hull-consistency and, due to their complexity, an effort was made to provide implementations able to supply any-time pruning results. Since the consistency criterion is dependent on the existence of canonical solutions, it is proposed a local search approach that can be integrated with constraint propagation in continuous domains and, in particular, with the enforcing algorithms for anticipating the finding of canonical solutions. The last goal of this work is the validation of the approach as an important contribution for the integration of biophysical models within decision support. Consequently, a prototype application that integrated all the proposed extensions to the interval constraints framework is developed and used for solving problems in different biophysical domains.

Problemas de programação matemática com restrições lineares de equilíbrio

Neste trabalho é desenvolvido um algoritmo enumerativo paramétrico de optimização global para a resolução de Problemas de Programação Matemática com Restrições de Equilíbrio ou de Complementaridade (MPEC). A comparação com outras técnicas globais da literatura é efectuada para um leque variado de problemas, de modo a poder avaliar a eficiência do processo proposto. A utilização de algoritmos de MPEC para a resolução de alguns problemas de optimização global é o outro grande objectivo desta tese. Nesse sentido são introduzidas novas formula¸c˜oes de programas bilineares e lineares complementares como MPECs. São ainda analisadas e discutidas formulaçõess MPEC para o problema de programação linear inteira 0-1, para a determinação do Conjunto Independente Máximo de um Grafo (MIS) e para a estimação do Número de Condição de uma Matriz. Para o problema MIS é desenvolvido um algoritmo de ramificação e limitação, baseado na decomposição de uma função quadrática numa diferença de duas funçõess convexas (DC). Finalmente é introduzida uma técnica MPEC local para a estimação do número de condição com a norma l1 e é estabelecido para matrizes de Minkowski que o número de condição nessa norma pode ser estimado com apenas um sistema de equações lineares. Em todos os desenvolvimentos houve uma grande preocupação em testar as novas formulações e algoritmos com problemas conhecidos da literatura, de modo a aferir da qualidade e interesse dessas propostas.

Máquina síncrona em regime transitório após brusco curto-circuito no estator

A partir das equações de Park pretende-se modelar a máquina de rotor de pólos salientes com enrolamentos amortecedores e prever o seu funcionamento em regime transitório. A dissertação tem como objectivo estabelecer a teoria generalizada da máquina síncrona em regime transitório e proceder a ensaios laboratoriais a fim de obter as correntes de curto-circuito trifásico simétrico, difásico e fase-neutro. A partir destes ensaios é possível obter as constantes de tempo e reactâncias transitórias e subtransitórias do alternador, cujo conhecimento é importante para o dimensionamento dos disjuntores de protecção do alternador e toda a carga a jusante.

Dinâmica de sistemas dissipativos e não-autónomos com uma coordenada angular

Estudamos a dinâmica de sistemas não-autónomos periódicos que têm como espaço de fases o cilindro. Sempre que o sistema for dissipativo a aplicação de Poincaré tem um atractor. Procuramos condições para que este atractor seja ou não homeomorfo ao círculo. Motivados pelos resultados obtidos por M. Levi e independentemente por Q. Min, S. Xian e Z. Jinyan estudamos aplicações à equação do pêndulo forçado com atrito. Encontramos relações com a trabalho de R. A. Smith que utilizamos no estudo de sistemas de osciladores acoplados e equações ordinárias de ordem n.

A Spatial Econometrics Analysis for Road Accidents in Lisbon

This paper presents a spatial econometrics analysis for the number of road accidents with victims in the smallest administrative divisions of Lisbon, considering as a baseline a log-Poisson model for environmental factors. Spatial correlation on data is investigated for data alone and for the residuals of the baseline model without and with spatial-autocorrelated and spatial-lagged terms. In all the cases no spatial autocorrelation was detected.

Image quality and dose analysis in PA chest x-ray: comparison between AEC and manual mode acquisition using the 10 kVp rule

Purpose: To compare image quality and effective dose when the 10 kVp rule is applied with manual and AEC mode in PA chest X-ray. Methods and Materials: A total of 68 images (with and without lesions) were acquired of an anthropomorphic chest phantom in a Wolverson Arcoma X-ray unit. The images were evaluated against a reference image using image quality criteria and the 2 alternative forced choice (2 AFC) method by five radiographers. The effective dose was calculated using PCXMC software using the exposure parameters and DAP. The exposure index (lgM) was recorded. Results: Exposure time decreases considerably when applying the 10 kVp rule in manual mode (50%-28%) compared to AEC mode (36%-23%). Statistical differences for effective dose between several AEC modes were found (p=0.002). The effective dose is lower when using only the right AEC ionization chamber. Considering image quality, there are no statistical differences (p=0.348) between the different AEC modes for images with no lesions. Using a higher kVp value the lgM values will also increase. The lgM values showed significant statistical differences (p=0.000). The image quality scores did not present statistically significant differences (p=0.043) for the images with lesions when comparing manual with AEC modes. Conclusion: In general, the dose is lower in the manual mode. By using the right AEC ionising chamber the effective dose will be the lowest in comparison to other ionising chambers. The use of the 10 kVp rule did not affect the detectability of the lesions.

Métodos computacionais em engenharia mecânica

Este estudo pretende mostrar algumas aplicações dos métodos computacionais na actividade de projecto em Engenharia Mecânica. Apresentam-se problemas concretos de engenharia que foram abordados durante um estágio realizado no CERN – Centre Européen pour la Recherche Nucléaire, e onde foram utilizados: a) o método dos elementos finitos para cálculo de temperaturas e fluxos de calor e a sua influência sobre os deslocamentos, tensões e deformações que ocorrem numa peça; b) o método híbrido dos elementos finitos/volumes finitos para a discretização das equações de Navier-Stokes e a análise do escoamento de fluidos; c) um algoritmo genético para a obtenção da solução óptima de um problema estrutural. O projecto em engenharia é uma actividade cada vez mais complexa, que requer o uso de ferramentas computacionais sofisticadas tais como os programas ANSYS e MATLAB que foram utilizados no estudo. A criação de modelos numéricos e a análise do seu comportamento com estas ferramentas requer simultaneamente um bom conhecimento dos princípios que estão na base do seu desenvolvimento e uma boa perícia na sua manipulação. Com elas é possível obter soluções quando os constrangimentos do projecto são exigentes e análises detalhadas do comportamento estrutural são necessárias. Neste estudo pretende-se também demonstrar que uma combinação inovadora destas ferramentas pode contribuir para obter aplicações úteis para a actividade de projecto em engenharia.

Aceleração GPU da animação de superfícies deformáveis

Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática

The extended unsymmetric frontal solution for multiple-point constraints

The purpose of this paper is to discuss the linear solution of equality constrained problems by using the Frontal solution method without explicit assembling. Design/methodology/approach - Re-written frontal solution method with a priori pivot and front sequence. OpenMP parallelization, nearly linear (in elimination and substitution) up to 40 threads. Constraints enforced at the local assembling stage. Findings - When compared with both standard sparse solvers and classical frontal implementations, memory requirements and code size are significantly reduced. Research limitations/implications - Large, non-linear problems with constraints typically make use of the Newton method with Lagrange multipliers. In the context of the solution of problems with large number of constraints, the matrix transformation methods (MTM) are often more cost-effective. The paper presents a complete solution, with topological ordering, for this problem. Practical implications - A complete software package in Fortran 2003 is described. Examples of clique-based problems are shown with large systems solved in core. Social implications - More realistic non-linear problems can be solved with this Frontal code at the core of the Newton method. Originality/value - Use of topological ordering of constraints. A-priori pivot and front sequences. No need for symbolic assembling. Constraints treated at the core of the Frontal solver. Use of OpenMP in the main Frontal loop, now quantified. Availability of Software.

Neural-network approach to modeling liquid crystals in complex confinement

Finding the structure of a confined liquid crystal is a difficult task since both the density and order parameter profiles are nonuniform. Starting from a microscopic model and density-functional theory, one has to either (i) solve a nonlinear, integral Euler-Lagrange equation, or (ii) perform a direct multidimensional free energy minimization. The traditional implementations of both approaches are computationally expensive and plagued with convergence problems. Here, as an alternative, we introduce an unsupervised variant of the multilayer perceptron (MLP) artificial neural network for minimizing the free energy of a fluid of hard nonspherical particles confined between planar substrates of variable penetrability. We then test our algorithm by comparing its results for the structure (density-orientation profiles) and equilibrium free energy with those obtained by standard iterative solution of the Euler-Lagrange equations and with Monte Carlo simulation results. Very good agreement is found and the MLP method proves competitively fast, flexible, and refinable. Furthermore, it can be readily generalized to the richer experimental patterned-substrate geometries that are now experimentally realizable but very problematic to conventional theoretical treatments.

O efeito da infecção por Schistosoma mansoni na morbidade infantil no Estado da Bahia, Brasil: I — Análise do nível ecológico

Esta investigação foi levada a efeito em 10 pequenas cidades do Estado da Bahia (Nordeste do Brasil), escolhidas através de um processo amostrai. O objetivo foi estudar as correlações entre as prevalências de hepatomegalia e esplenomegalia, em diferentes áreas, com a prevalência e a intensidade da infecção pelo S. mansoni nas mesmas áreas. Nossas conclusões são: a) a morbidade esquistossomótica (prevalências de hepatomegalia e esplenomegalia) foi diretamente correlacionada com a prevalência e a intensidade da infecção; b) a intensidade da infecção (medida pelo número de ovos nas fezes) mostrou ser um bom indicador do grau de morbidade, explicando a variação da morbidade entre as áreas melhor que a prevalência da infecção; c) a prevalência de esplenomegalia e o tamanho médio do fígado abaixo do rebordo costal na linha me dio-esternal são bom indicadores da prevalência e da intensidade da infecção pelo S. mansoni na comunidade. Nossas conclusões trazem a possibilidade da construção de equações de regressão definitivas entre indicadores de morbidade e indicadores de infecção, de tal forma que o valor de um possa ser usado para predizer o valor do outro.

A numerical analysis of generalized Boussinesq-type equation using continuos/discontinuous FEM

An improved class of Boussinesq systems of an arbitrary order using a wave surface elevation and velocity potential formulation is derived. Dissipative effects and wave generation due to a time-dependent varying seabed are included. Thus, high-order source functions are considered. For the reduction of the system order and maintenance of some dispersive characteristics of the higher-order models, an extra O(mu 2n+2) term (n ??? N) is included in the velocity potential expansion. We introduce a nonlocal continuous/discontinuous Galerkin FEM with inner penalty terms to calculate the numerical solutions of the improved fourth-order models. The discretization of the spatial variables is made using continuous P2 Lagrange elements. A predictor-corrector scheme with an initialization given by an explicit RungeKutta method is also used for the time-variable integration. Moreover, a CFL-type condition is deduced for the linear problem with a constant bathymetry. To demonstrate the applicability of the model, we considered several test cases. Improved stability is achieved.

Utilização de ligas com memória de forma no controlo de vibrações em estruturas inteligentes de Engenharia Civil

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil - Estruturas e Geotecnia