Knowledge-based system on optimum design of liquid retaining structures with genetic algorithms

This paper delineates the development of a prototype hybrid knowledge-based system for the optimum design of liquid retaining structures by coupling the blackboard architecture, an expert system shell VISUAL RULE STUDIO and genetic algorithm (GA). Through custom-built interactive graphical user interfaces under a user-friendly environment, the user is directed throughout the design process, which includes preliminary design, load specification, model generation, finite element analysis, code compliance checking, and member sizing optimization. For structural optimization, GA is applied to the minimum cost design of structural systems with discrete reinforced concrete sections. The design of a typical example of the liquid retaining structure is illustrated. The results demonstrate extraordinarily converging speed as near-optimal solutions are acquired after merely exploration of a small portion of the search space. This system can act as a consultant to assist novice designers in the design of liquid retaining structures.

A coupled knowledge-based expert system for design of liquid-retaining structures

This paper describes a coupled knowledge-based system (KBS) for the design of liquid-retaining structures, which can handle both the symbolic knowledge processing based on engineering heuristics in the preliminary synthesis stage and the extensive numerical crunching involved in the detailed analysis stage. The prototype system is developed by employing blackboard architecture and a commercial shell VISUAL RULE STUDIO. Its present scope covers design of three types of liquid-retaining structures, namely, a rectangular shape with one compartment, a rectangular shape with two compartments and a circular shape. Through custom-built interactive graphical user interfaces, the user is directed throughout the design process, which includes preliminary design, load specification, model generation, finite element analysis, code compliance checking and member sizing optimization. It is also integrated with various relational databases that provide the system with sectional properties, moment and shear coefficients and final member details. This system can act as a consultant to assist novice designers in the design of liquid-retaining structures with increase in efficiency and optimization of design output and automated record keeping. The design of a typical example of the liquid-retaining structure is also illustrated. (C) 2003 Elsevier B.V All rights reserved.

Multilayer transverse gradient coil design

In small, cylindrical gradient coils consisting of a single layer of wires, the limiting factor in achieving large magnetic field gradients is the rapid increase in coil resistance with efficiency. This behavior results from the decrease in the maximum usable wire diameter as the number of turns is increased. By adopting a multilayer design in which the coil wires are allowed to spread out into multiple layers wound at increasing radii, a more favorable scaling of resistance with efficiency is achieved, thus allowing the design of more powerful gradient coils with acceptable resistance values. By extending the theory used to design standard cylindrical gradient coils, mathematical expressions have been developed that allow the design of multilayer coils. These expressions have previously been applied to the design of a four-layer z-gradient coil. As a further development, the equations have now been modified to allow the design of multilayer transverse gradient coils. The variation in coil performance with the number of layers employed has been investigated for coils of a size suitable for use in NMR microscopy, and the effect of constructing the coil using wires or cuts in a continuous conducting surface has also been assessed. We find that at fixed resistance a small wire-wound two-layer coil offers an increase in efficiency of a factor of about 1.5 compared with a single-layer coil. In addition, a two-layer coil of 10-mm inner diameter has been designed and built. This coil had an efficiency of 0.41 Tm-1 A(-1), a resistance of 0.96 +/- 0.01 Omega, and an inductance of 22.3 +/- 0.2 muH. The coil produces a gradient that deviates from linearity by less than 5% over a central cylindrical region of interest of height and length 6.2 mm. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc.

Balancing the number and size of sites: An economic approach to the optimal design of cluster samples

The design of randomized controlled trials entails decisions that have economic as well as statistical implications. In particular, the choice of an individual or cluster randomization design may affect the cost of achieving the desired level of power, other things being equal. Furthermore, if cluster randomization is chosen, the researcher must decide how to balance the number of clusters, or sites, and the size of each site. This article investigates these interrelated statistical and economic issues. Its principal purpose is to elucidate the statistical and economic trade-offs to assist researchers to employ randomized controlled trials that have desired economic, as well as statistical, properties. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Effect of lifter design on drying performance in rotary dryers

Lifter use in dryers improves mass transfer by increasing the amount of surface area available for transfer and also by increasing the velocity of gas over the particle surface. An even cross-sectional distribution of particles in a dryer improves the efficiency of operation by ensuring that evaporation from falling particles is taking place for the maximum fraction of the rotation period of the drier. Studies on lifter design to improve the cross-sectional particle distribution were performed on angled lifters. A single lifter was used and the mass-transfer rate examined as a function of angular lifter displacement. Analysis of the mass transfer characteristics of single lifters allowed performance comparisons and recommendations for lifter design.

A investigação da construção de modelos no estudo de um tópico de física utilizando um ambiente de modelagem computacional qualitativo

A integração de tecnologias de informação e comunicação no contexto educacional tem sido tema de diversos congressos e simpósios ao redor do mundo e no Brasil. Neste sentido, vários estudos têm sido realizados com o objetivo de se obter metodologias que tornem efetivo o emprego das novas tecnologias no ensino. Este artigo mostra um estudo que investigou a interação entre estudantes universitários da área de ciências exatas e um ambiente de modelagem computacional qualitativo em atividades de modelagem expressiva. Os resultados obtidos mostram que os estudantes foram capazes de criar e modificar o modelo do sistema proposto a partir de suas próprias concepções.

A utilização da modelagem computacional semiquantitativa no estudo do sistema mola-massa

O artigo apresenta resultados da investigação sobre a integração de ambientes de modelagem computacional ao aprendizado exploratório de Física. Os resultados aqui apresentados são relativos ao estudo da interação e desempenho de alunos de ensino superior durante a utilização do ambiente de modelagem computacional semiquantitativo WLinkIt em uma atividade de conteúdo específico em Física: o sistema mola-massa. Os resultados mostram que os estudantes apresentaram habilidades para desenvolver um modelo sobre a situação proposta e relacionar o comportamento apresentado pelo modelo com o esperado por eles, alterar o modelo e explicar o comportamento apresentado pelas variáveis. Os resultados mostram também que as dificuldades apresentadas foram relacionadas à delimitação do sistema a ser estudado, ao entendimento da influência de uma variável sobre a outra, ao entendimento de quem é o agente causal do sistema, ao entendimento da função de uma ligação entre duas variáveis e ao entendimento dos conceitos envolvidos. Assim, o mapeamento desses aspectos é fundamental para o delineamento de pesquisas futuras no sentido de promover, na prática, a integração de Ambientes de Modelagem Computacional Semiquantitativos na sala de aula, mais especificamente para o estudo de tópicos de Física.

Os sentidos da escola no contexto de crise de sentido : uma análise a partir do programa educação em valores humanos/projeto escola sustentável em Serra-ES

À luz dos autores Berger e Luckmann (2005); De Bastiani (2008); Ferreira (2009); Peruzzo (2010) e Maia (2011), esta pesquisa aborda o que os autores chamam de crise de sentido, contexto em que se percebe uma radical mudança das condições básicas da vida humana e uma crescente transformação dos valores sociais. Esse cenário revela a condição de estar em um mundo onde o que é valorizado é o fugaz, o aparente, o superficial, o sem sentido. Desse modo, propõe uma análise sobre a educação como processo de formação humana, afirmando a instituição escolar como espaço privilegiado de possibilidades emancipatórias de existência. Tendo como contexto de investigação o Programa Educação em Valores Humanos (PEVH) / Projeto Escola Sustentável (PES) desenvolvido em uma das escolas do município de Serra-ES, as questões orientadoras tiveram como objetivo investigar como essa experiência se articula aos enunciados da crise de sentido e como tem favorecido o desenvolvimento da ideia de formação humana no âmbito escolar. A metodologia privilegiada foi o estudo de caso tendo como instrumentos de pesquisa a observação participante, a análise documental e as entrevistas. A partir da perspectiva qualitativa, a pesquisa em campo evidenciou que, embora os sentidos pretendidos pelo desenvolvimento do PEVH / PES nas escolas tenham despertado atenção a questões atuais e relevantes, circunscreveram-se alheios a um debate mais amplo e profundo acerca da escola na atualidade distanciando-se de uma perspectiva crítica. Logo, pela via da responsabilização individual, desconsiderou as contradições históricas.

Hibridizações curriculares nos cotidianos de uma escola de ensino médio: ou sobre a força dos jovens na invenção de uma vida bonita

O texto apresenta os percursos da investigação realizada numa escola pública de ensino médio do município de Santa Teresa, interior do Espírito Santo. Afirma que, nas ações e inventividades cotidianas dos sujeitos praticantes, são tecidos os processos curriculares que dão movimento à pesquisa, considerando esses praticantes como protagonistas das teoriaspráticas curriculares. Problematiza os modos de ser jovem ao discutir os processos de singularização que acontecem nas relações cotidianas, defendendo uma perspectiva teoricoepistemológica que considera os jovens como sujeitos híbridos que habitam entre-lugares culturais, impossibilitando sua localização em identidades idealizadas ou fixas. Aposta nas relações e criações cotidianas, nos movimentos e tessituras dos currículos que se dão em redes coletivas e compartilhadas de saberesfazessentidos, tecidas entre os jovenspraticantes, seus professores e demais habitantes dos cotidianos escolares para além das uniformidades, padronizações e hierarquias das políticas oficiais de currículos. Assume o processo de hibridação que acontece nessas relações, nas discussões ligadas às teoriaspráticas cotidianas e associa a educação e a produção curricular aos processos culturais mais amplos, reconhecendo os limites da criação de uma definição única e precisa de “currículo”. Nesse sentido, defende o fazer curricular como produção de sentidos, argumentando a favor da criação de currículos hibridizados que se constituem em meio a práticas culturais híbridas, onde os movimentos, usos e negociações devem ser considerados nos processos complexos que os constituem, em meio às criações anônimas que se proliferam nos cotidianos. Assume como opção teoricometodologicopolítica as pesquisas com os cotidianos, utilizando narrativastextuaisimagéticas produzidas nos diferentes contextos da pesquisa pelos praticantes. Evidencia, ainda, que a criação da tese se faz no próprio movimento da escrita, num processo de ficção, discutindo questões ligadas às juventudes, à educação profissionalizante, ao ensino médio, aos modos de pesquisa, às relações cotidianas, às redes de singularidades, aos currículos, aos modelos de escola, às magensnarrativas desses processos, entre outras, sem, no entanto, definir os limites desses campos enunciativos, compondo-se, numa mistura intrigante e complexa de sons, gostos, fazeres, dizeres e calares dos percursos de conhecer, compreendendo a maior “marca cotidiana do cotidiano”.