Relax and cut: limitantes duais para o problema do caixeiro viajante

Pós-graduação em Matemática - IBILCE

Análise crítica da operação radial dos sistemas de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Modelagem generalizada do problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Alocação de modem PLC utilizando SNR em uma rede elétrica de baixa tensão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Determinação do posicionamento ótimo de apoios em pontes

This paper presents a study to determine the optimal support positions in bridges, as well as the optimal relation between the spans of beams, aiming both the reduction and the unifirmization of the efforts in these structures. The mathematical problem is formulated in order to minimize the maximum bending moments, taking the coordinate of each internal support as design variable. To take into account possible location limitations, size constraints are also considered in the formulation. The software developed based on this study determines the efforts in each support for load shifting along the structure by the usage of the Displacement Method, and the optimization is performed with a mathematical programming technique. The structures analyzed from the computational implementation of the idealized model point to the validation and efficiency of the proposed procedure.

Metodologia de otimização para o dimensionamento de reservatórios de águas pluviais

This work aimed to develop an optimization methodology for reservoir sizing in rainwater harvesting systems in order to increase the economic viability of projects in this area. For this, concepts of Operations Research were used so as to develop mathematical programming problems related to minimizing the life cycle cost and maximizing efficiency. The results obtained for different sizing methods were presented based on a case study, emphasizing the importance of tools that are able to provide a more accurate analysis and tend to significantly increase the economic viability of rainwater harvesting systems.

Robust Hybrid Mechanisms for Scheduling of Grid Tasks

This paper proposes three new hybrid mechanisms for the scheduling of grid tasks, which integrate reactive and proactive approaches. They differ by the scheduler used to define the initial schedule of an application and by the scheduler used to reschedule the application. The mechanisms are compared to reactive and proactive mechanisms. Results show that hybrid approach produces performance close to that of the reactive mechanisms, but demanding less migrations.

Gestão de projetos repetitivos com incorporação do efeito de aprendizagem: desenvolvimento de heurísticas numa análise multiobjetivo

É amplamente aceite que a produtividade do Homem na execução de tarefas repetitivas aumenta à medida que as mesmas vão sendo efetuadas sucessivamente. Daqui se depreende o porquê de ser muito comum ouvir-se a célebre expressão de que “é a prática que leva à perfeição”. Na gestão de projetos, é costume fazer-se a alusão a esta convicção natural designando-a por efeito de aprendizagem. Reconhecendo a sua importância, esta dissertação terá como questão central o problema da gestão de projetos repetitivos, num contexto em que a possibilidade dos mesmos serem executados em paralelo coexiste com a possibilidade de colher os benefícios resultantes do efeito de aprendizagem. De facto, entrar em linha de conta com o fator aprendizagem poderá contribuir decisivamente para melhorar as estimativas de duração e custo inerentes à execução de vários projetos repetitivos sucessivamente, beneficiando a precisão dos processos de orçamentação e calendarização e, em última instância, promovendo a competitividade negocial das empresas junto dos seus parceiros de negócio/clientes. Este último aspeto torna-se essencial seja qual for a estratégia de negócio que a empresa prossiga. Sendo claro o interesse deste tema, para concretizar o objetivo desta investigação, foi utilizado um novo modelo de programação matemática multiobjetivo, desenvolvido por Gomes da Silva & Carreira (2016), que considera explicitamente a possibilidade de analisar os trade-offs estratégicos entre tempo, custo e qualidade, incidindo simultaneamente sobre o efeito de aprendizagem. Neste modelo, o gestor de projetos terá de determinar o número de equipas que irá executar cada atividade dos vários projetos repetitivos. Esta decisão implica, naturalmente, consequências diretas nas três dimensões referidas anteriormente e é da sua interação tipicamente conflituante que advém a complexidade deste problema. Devido à complexidade do modelo, foram desenvolvidas e aplicadas quatro heurísticas que têm por base algumas regras de prioridade, através das quais se pretendeu gerar aproximações à fronteira de Pareto do problema. As heurísticas foram posteriormente implementadas em dois exemplos específicos, de modo a ilustrar a sua aplicação, e foi possível verificar a sua relevância e capacidade para gerarem uma boa aproximação da fronteira de Pareto. Assim sendo, é necessária investigação adicional, no sentido de averiguar se os resultados aqui alcançados se mantêm válidos para outro tipo de redes e parâmetros.

Contribuição para o estudo da aprendizagem da matemática e da programação em comunidades virtuais de prática com foco no uso de robots como mediadores da aprendizagem

Contribuição para o Estudo da Aprendizagem da Matemática e da Programação em Comunidades Virtuais de Prática com Foco no Uso de Robots como Mediadores da Aprendizagem O propósito deste estudo, desenvolvido no âmbito de um projeto de investigação que envolveu a utilização de robots na aprendizagem colaborativa da Matemática e da Informática através da Web, é analisar e discutir a noção de participação e o processo de construção do conhecimento em comunidades virtuais de prática. O referido projeto foi desenvolvido em três etapas principais. Na primeira, foram selecionadas as ferramentas de comunicação a serem utilizadas. A segunda etapa envolveu a elaboração e contextualização dos problemas-desafio a serem resolvidos pelos grupos virtuais. A terceira e última etapa do projeto compreendeu o registo e a recolha dos dados e informações obtidos nas reuniões virtuais com grupos de alunos do Ensino Secundário e sua posterior análise, utilizando uma abordagem qualitativa de natureza interpretativa, tendo como referencial teórico a teoria da aprendizagem situada de Lave e Wenger e os conceitos subjacentes às comunidades de prática, objetivando com isto melhor compreender os efeitos das tecnologias sobre tais comunidades, bem como as características da aprendizagem realizada em espaços virtuais. A utilização de robots como mediadores da aprendizagem facilitou a exploração de conceitos abstratos fundamentais relativos às áreas da Matemática e da Informática, permitindo com isto que as tarefas de programação necessárias à resolução dos problemas propostos fizessem mais sentido, pelo facto dos resultados obtidos poderem ser concretizados no mundo real.

Programação no ensino de matemática utilizando Processing 2: Um estudo das relações formalizadas por alunos do ensino fundamental com baixo rendimento em matemática

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

Projeto de um cortador de base para colhedora de cana-de-açúcar utilizando otimização matemática

A base-cutter represented for a mechanism of four bars, was developed using the Autocad program. The normal force of reaction of the profile in the contact point was determined through the dynamic analysis. The equations of dynamic balance were based on the laws of Newton-Euler. The linkage was subject to an optimization technique that considered the peak value of soil reaction force as the objective function to be minimized while the link lengths and the spring constant varied through a specified range. The Algorithm of Sequential Quadratic Programming-SQP was implemented of the program computational Matlab. Results were very encouraging; the maximum value of the normal reaction force was reduced from 4,250.33 to 237.13 N, making the floating process much less disturbing to the soil and the sugarcane rate. Later, others variables had been incorporated the mechanism optimized and new otimization process was implemented .

A área curricular de matemática nos programas educativos individuais

Em acordo com o Dec. Lei nº 3/2008 de 7 de janeiro e para alunos com necessidades educativas especiais a medida currículo específico individual é considerada a mais restritiva de todas as medidas educativas. A área disciplinar da matemática, pela sua aplicabilidade no quotidiano, assume primordial importância no Programa Educativo Individual (PEI) destes alunos. Assim, o presente estudo visa analisar a área curricular de matemática dos PEI de alunos a frequentar o 2º e 3º ciclo de ensino básico ao abrigo da medida educativa currículo específico individual (CEI); visa igualmente constatar que seleção de conteúdos programáticos são percecionados como prioritários para a equipa que elabora o PEI. Em suma, o estudo visa compreender alguns aspetos que, de forma direta ou indireta, interagem com a elaboração do currículo. Tem, ainda, um caráter exploratório e está apoiado numa metodologia de natureza qualitativa e quantitativa (numa dimensão descritiva) que procede à análise documental de excertos (área curricular de matemática) dos Programas Educativos Individuais (PEI). Para o efeito foram analisados 50 PEI que identificaram regularidades relativas aos diferentes conteúdos e à extensão de cada conteúdo. Os resultados evidenciam uma escolha maioritária de conteúdos matemáticos associados ao programa do 1º ano do 1º ciclo do ensino básico e, simultaneamente, de descritores associados aos números e operações. Os resultados permitem extrapolar acerca da interação entre níveis de programação e de funcionalidade dos alunos em CEI e requerem mais estudos que sustentem aquelas evidências e clarifiquem variáveis que interagem na elaboração do currículo.

Programação genética

A Programação Genética (PG) é uma técnica de Aprendizagem de Máquina (Machine Learning (ML)) aplicada em problemas de otimização onde pretende-se achar a melhor solução num conjunto de possíveis soluções. A PG faz parte do paradigma conhecido por Computação Evolucionária (CE) que tem como inspiração à teoria da evolução natural das espécies para orientar a pesquisa das soluções. Neste trabalho, é avaliada a performance da PG no problema de previsão de parâmetros farmacocinéticos utilizados no processo de desenvolvimento de fármacos. Este é um problema de otimização onde, dado um conjunto de descritores moleculares de fármacos e os valores correspondentes dos parâmetros farmacocinéticos ou de sua atividade molecular, utiliza-se a PG para construir uma função matemática que estima tais valores. Para tal, foram utilizados dados de fármacos com os valores conhecidos de alguns parâmetros farmacocinéticos. Para avaliar o desempenho da PG na resolução do problema em questão, foram implementados diferentes modelos de PG com diferentes funções de fitness e configurações. Os resultados obtidos pelos diferentes modelos foram comparados com os resultados atualmente publicados na literatura e os mesmos confirmam que a PG é uma técnica promissora do ponto de vista da precisão das soluções encontradas, da capacidade de generalização e da correlação entre os valores previstos e os valores reais.

Da modelação matemática à simulação computacional: a experimentação matemática no ensino

Tese de Doutoramento em Ciências (área de especialização em Matemática).

Da modelação matemática à simulação computacional: a experimentação matemática no ensino

Tese de Doutoramento em Ciências (área de especialização em Matemática).