Otimização da implementação em GPUs de um algoritmo de simulação de materiais granulares

As simulações que pretendam modelar fenómenos reais com grande precisão em tempo útil exigem enormes quantidades de recursos computacionais, sejam estes de processamento, de memória, ou comunicação. Se até há pouco tempo estas capacidades estavam confinadas a grandes supercomputadores, com o advento dos processadores multicore e GPUs manycore os recursos necessários para este tipo de problemas estão agora acessíveis a preços razoáveis não só a investigadores como aos utilizadores em geral. O presente trabalho está focado na otimização de uma aplicação que simula o comportamento dinâmico de materiais granulares secos, um problema do âmbito da Engenharia Civil, mais especificamente na área da Geotecnia, na qual estas simulações permitem por exemplo investigar a deslocação de grandes massas sólidas provocadas pelo colapso de taludes. Assim, tem havido interesse em abordar esta temática e produzir simulações representativas de situações reais, nomeadamente por parte do CGSE (Australian Research Council Centre of Excellence for Geotechnical Science and Engineering) da Universidade de Newcastle em colaboração com um membro da UNIC (Centro de Investigação em Estruturas de Construção da FCT/UNL) que tem vindo a desenvolver a sua própria linha de investigação, que se materializou na implementação, em CUDA, de um algoritmo para GPUs que possibilita simulações de sistemas com um elevado número de partículas. O trabalho apresentado consiste na otimização, assente na premissa da não alteração (ou alteração mínima) do código original, da supracitada implementação, de forma a obter melhorias significativas tanto no tempo global de execução da aplicação, como no aumento do número de partículas a simular. Ao mesmo tempo, valida-se a formulação proposta ao conseguir simulações que refletem, com grande precisão, os fenómenos físicos. Com as otimizações realizadas, conseguiu-se obter uma redução de cerca de 30% do tempo inicial cumprindo com os requisitos de correção e precisão necessários.

Desenvolvimento e aplicação do algoritmo enxame de partículas na determinação da máxima injeção nodal em redes de energia elétrica

O objetivo desta dissertação é a determinação da máxima injeção nodal numa rede de energia elétrica, ou seja, qual o valor total máximo de potência ativa que é possível injetar e qual a sua distribuição pelos diversos nós da rede simultaneamente. Determinámos esta máxima injeção nodal em duas situações distintas: injeção não simultânea, injetando potência em um só nó de cada vez e injeção simultânea, injetando potência em todos os nós da rede simultaneamente. Sendo este um problema de natureza combinatória, utilizámos para esta determinação o algoritmo conhecido como nuvem ou enxame de partículas, adaptando-o ao nosso problema. Desenvolvemos o software na linguagem de programação Python utilizando o ambiente Eclipse. Para resolver o trânsito de energia utilizámos o programa PSSE University.Para os exemplos de aplicação utilizámos duas redes de energia elétrica, uma de 6 e outra de 14 barramentos. Estas redes foram baseadas nas redes IEEE 6 BUS e IEEE 14 BUS respetivamente. Concluímos que o algoritmo nuvem ou enxame de partículas cumpriu o objetivo traçado, obtendo as melhores soluções para cada um dos casos, máxima injeção nodal não simultânea e máxima injeção nodal simultânea. No contexto deste problema, o parâmetro chave do algoritmo, comprovado pelos ensaios feitos, é a velocidade máxima de deslocação das partículas, tomando valores típicos de 7 a 10 para a rede de 6 barramentos e de 20 a 25 para a de 14 barramentos.

Discriminação de fitofisionomias de floresta de várzea a partir do algoritmo Iterated Conditional Modes aplicado aos dados SAR/R99 (QUAD-POL/Banda L)

Utilizando-se dados do sensor aerotransportado SAR R99, adquiridos na banda L (1,28 GHz) em amplitude e com quatro polarizações (HH, VV, HV e VH), avaliou-se a distinção de fitofisionomias de floresta de várzea existentes nas Reservas de Desenvolvimento Sustentável Amanã e Mamirauá e áreas adjacentes, com a aplicação do algoritmo Iterated Conditional Modes (ICM) de classificação polarimétrica pontual/contextual. Os resultados mostraram que o uso das distribuições multivariadas em amplitude, conjuntamente com uma banda de textura, produziu classificações de qualidade superior àquelas obtidas com dados polarimétricos uni/bivariados. Esta abordagem permitiu a obtenção de um índice Kappa de 0,8963, discriminando as três classes vegetacionais de interesse, comprovando assim o potencial dos dados do SAR R99 e do algoritmo ICM no mapeamento de florestas de várzea da Amazônia.

Los entornos virtuales como herramienta sustituta del laboratorio "real" y como complemento de la enseñanza de Química a alumnos de Ingeniería. Virtual environments as substitute tools for the "conventional" laboratories and as a complement for Chemistry teaching to Engineering students.

El presente proyecto se plantea el siguiente problema de investigación:¿Cuál es la eficacia de los entornos virtuales de enseñanza para optimizar los aprendizajes de Química? Se sostiene la hipótesis de que los entornos virtuales de enseñanza, empleados como mediación instrumental, son eficaces para optimizar los aprendizajes de química, particularmente facilitando la vinculación y reversibilidad entre "mundo micro y macroscópico"; capacidad que usualmente sólo se atribuye al trabajo experimental de laboratorio. Los objetivos propuestos son: Determinar la eficacia de entornos virtuales de enseñanza, como mediaciones instrumentales, para optimizar los aprendizajes de química en estudiantes de ingeniería. Implementar un entrono virtual de enseñanza de química, diseñado como mediación instrumental y destinado a estudiantes de dos carreras de ingeniería del IUA. Evaluar el desarrollo y los resultados de la innovación introducida. Comparar los resultados de la innovación con los resultados de la enseñanza usual. Derivar conclusiones acerca de la eficacia de la innovación propuesta. Socializar el conocimiento producido en ámbitos científico-tecnológicos reconocidos. Se generará un aula virtual en plataforma Educativa y utilidzando el laboratorio de computación de la institución se buscará desarrollar laboratorios virtuales donde se propondrán actividades de simulación de trabajo experimental. Los resultados esperados son: - Un Aula Virtual que cumpla funciones análogas a las de un laboratorio experimental. - Información válida y confiable acerca de la eficacia de la misma como medio para optimizar los aprendizajes de química. - Publicaciones en ámbitos científico-tecnológicos reconocidos que sometan a juicio público la innovación y la investigación efectuadas. La importancia del proyecto radica principalmente en poner a prueba la eficacia de los entornos virtuales para optimizar los aprendizajes de química, analogando tareas usualmente limitadas al trabajo experimental de laboratorio. Su pertinencia apunta a un replanteo del curriculo de los cursos de Química para estudiantes de Ingeniería.

Adaptação e aplicabilidade de um algoritmo de diurético para pacientes com insuficiência cardíaca

FUNDAMENTO: Estados congestivos podem ser identificados e manejados através de algoritmos como o Diuretic Treatment Algorithm (DTA) para ajuste de diurético por telefone, com enfoque na avaliação clínica. Porém, o DTA está disponível somente em língua inglesa. OBJETIVO: Adaptar o DTA e testar sua aplicabilidade para uso no Brasil em pacientes ambulatoriais com IC. MÉTODOS: Seguiram-se as etapas de tradução, síntese, retrotradução, avaliação por comitê de especialistas e pré-teste (aplicabilidade clínica por meio de ensaio clínico randomizado). O DTA foi denominado, na versão para o Brasil, algoritmo de ajuste de diurético (AAD). Os pacientes foram randomizados para grupo intervenção (GI) - ajuste de diurético conforme o AAD - ou grupo controle (GC) - ajuste convencional. Foi avaliado o escore clínico de congestão (ECC) e o peso para ambos os grupos. RESULTADOS: Foram realizadas 12 modificações no DTA. Incluíram-se 34 pacientes. Para aqueles congestos, o aumento de diurético guiado pelo AAD resultou em maior resolução da congestão, com redução de dois pontos no ECC para 50% da amostra -2 (-3,5; -1,0), enquanto a mediana para o GC foi 0 (-1,25; -1,0), (p < 0,001). A mediana de variação de peso foi maior no GI -1,4 (-1,7; -0,5) quando comparado ao GC 0,1 (1,2; -0,6), p = 0,001. CONCLUSÕES: O ADD mostrou-se aplicável na prática clínica após adaptação e parece resultar em melhor controle da congestão em pacientes com IC. A efetividade clínica da ferramenta merece ser testada em amostra maior de pacientes visando sua validação para uso no Brasil (Universal Trial Number: U1111-1130-5749) (Arq Bras Cardiol. 2013; [online]. ahead print, PP.0-0).

Control of spiral wave dynamics by feedback mechanism via a triangular sensory domain

Spiral wave,feedback mechanism, photosensitive BZ reaction, excitable media, drift vetor field plot, planewave approximation, BZ, nonlinear

lectin-like domain of thrombomodulin ameliorates diabetic glomerulopathy via complement inhibition

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2014

Refilling meridians in a genus 2 handlebody complement

Suppose a genus two handlebody is removed from a 3-manifold M and then a single meridian of the handlebody is restored. The result is a knot or link complement in M and it is natural to ask whether geometric properties of the link complement say something about the meridian that was restored. Here we consider what the relation must be between two not necessarily disjoint meridians so that restoring each of them gives a trivial knot or a split link.

Spiral Split

Combined media on photographic paper. 55" x 53"

Contribution to the study of immune hemolysis by toad complement

EA (sheep erythrocytes carrying rabbit antibody) are lysed by toad complement under optimal conditions which include a low concentration of cells (1.54 x 10*8/ml), a low temperature of incubation (30°C) and the same amounts of Ca++ and Mg++ as required for the titration of guinea-pig complement. Kinetic studies of the role of cations mentioned above in immune lysis by toad C have disclosed a fundamental difference as compared to guinea-pig C. In a limited complement system, the lysis by amphibian C is completely blocked by EDTA, even when the chelating agent is added as late as 15 minutes after zero-time. Inhibition by EGTA is only partial and the findings suggest that Mg++ is required not only at the beginning, but also at late stages of the lytic process. It has been speculated that the activation of amphibian complement proceeds mainly by the alternative pathway.

Decay accelerating factor (DAF) as the host antigen with protective activity to complement killing of schistosomula

The acquisition of host antigens by Schistosoma mansoni was studied by evaluating the resistance of schistosomula to the complement attack mediated by lethal antibody. Schistosomula cultured for 24 hours with intact human erythrocytes (N-HuE) or ghosts of any type of ABO or Rh blood group, showed a marked resistance to complement damage. Sheep red blood cells, pronase-treated N-HuE or erythrocytes from patients with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, which are complement-sensitive cells, were unable to protect schistosomula. Schistosomula protected by N-HuE became again susceptible to complement killing after incubation with a monoclonal antibody anti-DAF. These results indicate that, in vitro, host DAF from N-HuE can be acquired by schistosomula surface in a biological active form that protects the parasite from the complement lesion.

Mechanisms of evasion of Schistosoma mansoni schistosomula to the lethal activity of complement

Schistosomula of Schistosoma mansoni became resistant to antibody-dependent complement damage in vitro after pre-incubation with normal human erythrocytes (NHuE) whatever the ABO or Rh blood group. Resistant parasites were shown to acquire host decay accelerating factor (DAF) , a 70 kDa glycoprotein attached to the membrane of NHue by a GPI anchor. IgG2a mAb anti-human DAF (IA10) immunoprecipitated a 70 kDa molecule from 125I-labeled schistosomula pre-incubated with NHuE and inhibited their resistance to complement-dependent killing in vtro. Incubationof schistosomula with erytrocytes from patients with paroxsimal nocturnal hemoglobinuria (PNHE) or SRBC, wich are DAF-deficient, did not protect the parasites from complement lesion. Supernatant of 100,000 x g collected from NHuE incubated for 24 h in defined medium was shown to contain a soluble form of DAF and to protect schistosomula from complement killing. Schistosomula treated with trypsin before incubation with NHuE ghosts did not become resistant to complement damage. On the other hand, pre-treatment with chymotrypsin did not interfere with the acquisition of resistance by the schistosomula. These results indicate that, in vitro, NHuE DAF can be transferred to schistosomula in a soluble form and that the binding of this molecule to the parasite surface is dependent upon trypsin-sensitive chymotrypsin-insensitive polipeptide(s) present on the surface of the worm.

Three-dimensional cholangio-spiral CT demonstration of a post-traumatic bile leak in a child.

Bilioma is a rare complication of traumatic liver injury, and the precise site of bile leak is often difficult to demonstrate with a non-invasive technique. We report a case of post-traumatic bile leak in a 15-year-old girl in whom spiral CT after intravenous cholangiography allowed excellent preoperative demonstration of the extent of the liver rupture and an exact location of the bile leak. We think that spiral-CT cholangiography could be an accurate, non-invasive technique to investigate the biliary system in cases of paediatric liver trauma.

Planificación de la producción en sistemas poco complejos. (Algoritmo de planificación de BOLD APS)

BOLD APS es un software diseñado para solventar el problema de la planificación de la producción. Como tal, cuenta con un algoritmo, en continuo desarrollo, cuya función es tomar las decisiones oportunas para obtener una buena programación de tareas. Este proyecto consta de dos fases: la principal comprende el diseño e implementación de una nueva sección dentro del algoritmo de planificación de la producción que utiliza la empresa Global Planning Solution, con el objetivo de ofrecer mejoras en la calidad de las soluciones actuales; la fase secundaria consiste en una labor de depuración, limpieza y ordenación del código, para facilitar su comprensión y posterior modificación.