Modelagem Matemática e Computacional de fenômenos eletrocinéticos em meios porosos carregados eletricamente

In this work we present a mathematical and computational modeling of electrokinetic phenomena in electrically charged porous medium. We consider the porous medium composed of three different scales (nanoscopic, microscopic and macroscopic). On the microscopic scale the domain is composed by a porous matrix and a solid phase. The pores are filled with an aqueous phase consisting of ionic solutes fully diluted, and the solid matrix consists of electrically charged particles. Initially we present the mathematical model that governs the electrical double layer in order to quantify the electric potential, electric charge density, ion adsorption and chemical adsorption in nanoscopic scale. Then, we derive the microscopic model, where the adsorption of ions due to the electric double layer and the reactions of protonation/ deprotanaç~ao and zeta potential obtained in modeling nanoscopic arise in microscopic scale through interface conditions in the problem of Stokes and Nerst-Planck equations respectively governing the movement of the aqueous solution and transport of ions. We developed the process of upscaling the problem nano/microscopic using the homogenization technique of periodic structures by deducing the macroscopic model with their respectives cell problems for effective parameters of the macroscopic equations. Considering a clayey porous medium consisting of kaolinite clay plates distributed parallel, we rewrite the macroscopic model in a one-dimensional version. Finally, using a sequential algorithm, we discretize the macroscopic model via the finite element method, along with the interactive method of Picard for the nonlinear terms. Numerical simulations on transient regime with variable pH in one-dimensional case are obtained, aiming computational modeling of the electroremediation process of clay soils contaminated

Unicidade e discretização para problemas de valor inicial

This paper has two objectives: (i) conducting a literature search on the criteria of uniqueness of solution for initial value problems of ordinary differential equations. (ii) a modification of the method of Euler that seems to be able to converge to a solution of the problem, if the solution is not unique

Parâmetro de regularização em problemas inversos: estudo numérico com a transformada de Radon

In general, an inverse problem corresponds to find a value of an element x in a suitable vector space, given a vector y measuring it, in some sense. When we discretize the problem, it usually boils down to solve an equation system f(x) = y, where f : U Rm ! Rn represents the step function in any domain U of the appropriate Rm. As a general rule, we arrive to an ill-posed problem. The resolution of inverse problems has been widely researched along the last decades, because many problems in science and industry consist in determining unknowns that we try to know, by observing its effects under certain indirect measures. Our general subject of this dissertation is the choice of Tykhonov´s regulaziration parameter of a poorly conditioned linear problem, as we are going to discuss on chapter 1 of this dissertation, focusing on the three most popular methods in nowadays literature of the area. Our more specific focus in this dissertation consists in the simulations reported on chapter 2, aiming to compare the performance of the three methods in the recuperation of images measured with the Radon transform, perturbed by the addition of gaussian i.i.d. noise. We choosed a difference operator as regularizer of the problem. The contribution we try to make, in this dissertation, mainly consists on the discussion of numerical simulations we execute, as is exposed in Chapter 2. We understand that the meaning of this dissertation lays much more on the questions which it raises than on saying something definitive about the subject. Partly, for beeing based on numerical experiments with no new mathematical results associated to it, partly for being about numerical experiments made with a single operator. On the other hand, we got some observations which seemed to us interesting on the simulations performed, considered the literature of the area. In special, we highlight observations we resume, at the conclusion of this work, about the different vocations of methods like GCV and L-curve and, also, about the optimal parameters tendency observed in the L-curve method of grouping themselves in a small gap, strongly correlated with the behavior of the generalized singular value decomposition curve of the involved operators, under reasonably broad regularity conditions in the images to be recovered

Função quadrática

In general, the study of quadratic functions is based on an excessive amount formulas, all content is approached without justification. Here is the quadratic function and its properties from problems involving quadratic equations and the technique of completing the square. Based on the definitions we will show that the graph of the quadratic function is the parabola and finished our studies finding that several properties of the function can be read from the simple observation of your chart. Thus, we built the whole matter justifying each step, abandoning the use of decorated formulas and valuing the reasoning

Usando a história da resolução de alguns problemas para introduzir conceitos: sistemas lineares, determinantes e matrizes.

In this work we studied the method to solving linear equations system, presented in the book titled "The nine chapters on the mathematical art", which was written in the first century of this era. This work has the intent of showing how the mathematics history can be used to motivate the introduction of some topics in high school. Through observations of patterns which repeats itself in the presented method, we were able to introduce, in a very natural way, the concept of linear equations, linear equations system, solution of linear equations, determinants and matrices, besides the Laplacian development for determinants calculations of square matrices of order bigger than 3, then considering some of their general applications

On Fuzzy Implication Classes - Towards Extensions of Fuzzy Rule-Based Systems

Atualmente, há diferentes definições de implicações fuzzy aceitas na literatura. Do ponto de vista teórico, esta falta de consenso demonstra que há discordâncias sobre o real significado de "implicação lógica" nos contextos Booleano e fuzzy. Do ponto de vista prático, isso gera dúvidas a respeito de quais "operadores de implicação" os engenheiros de software devem considerar para implementar um Sistema Baseado em Regras Fuzzy (SBRF). Uma escolha ruim destes operadores pode implicar em SBRF's com menor acurácia e menos apropriados aos seus domínios de aplicação. Uma forma de contornar esta situação e conhecer melhor os conectivos lógicos fuzzy. Para isso se faz necessário saber quais propriedades tais conectivos podem satisfazer. Portanto, a m de corroborar com o significado de implicação fuzzy e corroborar com a implementação de SBRF's mais apropriados, várias leis Booleanas têm sido generalizadas e estudadas como equações ou inequações nas lógicas fuzzy. Tais generalizações são chamadas de leis Boolean-like e elas não são comumente válidas em qualquer semântica fuzzy. Neste cenário, esta dissertação apresenta uma investigação sobre as condições suficientes e necessárias nas quais três leis Booleanlike like — y ≤ I(x, y), I(x, I(y, x)) = 1 e I(x, I(y, z)) = I(I(x, y), I(x, z)) — se mantém válidas no contexto fuzzy, considerando seis classes de implicações fuzzy e implicações geradas por automorfismos. Além disso, ainda no intuito de implementar SBRF's mais apropriados, propomos uma extensão para os mesmos

Fator de correção para indivíduos com capacidade acomodativa baseado no uso do refrator automático

OBJETIVO: Pesquisar um fator de correção para avaliação do erro refrativo sem a utilização da cicloplegia. MÉTODOS: Foram estudados 623 pacientes (1.246 olhos), de ambos os sexos, com idade entre 3 e 40 anos. As refratometrias estática e dinâmica foram obtidas usando-se o refrator automático Shin-Nippon Accuref-K 9001. A cicloplegia foi obtida com a instilação de uma gota de colírio ciclopentolato a 1%, com refratometria estática 30 minutos após. Os dados foram submetidos à análise estatística usando a técnica do modelo de regressão linear e modelo de regressão múltipla do valor dióptrico com e sem cicloplegia, em função da idade. RESULTADOS: A correlação entre valores dióptricos sem e com cicloplegia quanto ao erro astigmático variou de 81,52% a 92,27%. Quanto ao valor dióptrico esférico, a correlação foi menor (53,57% a 87,78%). O mesmo se observou em relação ao eixo do astigmatismo (28,86% a 58,80%). O modelo de regressão múltipla em função da idade mostrou coeficiente de determinação múltiplo maior para a miopia (86,38%) e astigmatismo (79,79%). O menor coeficiente foi observado para o eixo do astigmatismo (17,70%). CONCLUSÃO: Avaliando-se os erros refrativos com e sem cicloplegia, observou-se alta correlação nas ametropias cilíndricas. Foram desenvolvidas equações matemáticas como fator de correção para refratometrias dos pacientes sem cicloplegia, portadores de ametropias cilíndricas e esféricas.

Análise preditiva da densidade mineral óssea em adolescentes brasileiros eutróficos do sexo masculino

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ultra-sonografia para predição da composição da carcaça de bovinos jovens

Neste estudo, avaliou-se a utilização da ultra-sonografia como técnica para predição da composição da carcaça de 115 bovinos jovens (Nelore, ½ Angus Nelore, ½ Simental Nelore e Canchim), com peso inicial médio de 329 kg, de dois tamanhos à maturidade (pequeno e grande), criados no sistema de produção do novilho superprecoce. Após 120 dias de confinamento, foram realizadas a pesagem e a medida da área de olho-de-lombo (AOL) e da gordura subcutânea (ECG), via ultra-sonografia. Após o abate, foram registradas as medidas de AOL e ECG na carcaça, os pesos de traseiro, dianteiro, cortes cárneos comerciais e a composição corporal dos animais. Foram calculados os rendimentos de carcaça, de cortes cárneos e de traseiro, não se observando diferença na composição entre os dois grupos de tamanho à maturidade, provavelmente em razão da pequena variação entre eles. Embora a ultra-sonografia não tenha apresentado alta precisão na predição da musculosidade da carcaça e do rendimento de cortes cárneos, os coeficientes de determinação das equações de predição da composição da carcaça foram semelhantes, e algumas vezes superiores (quantidade de ossos), aos obtidos nas equações em que se utilizaram as medidas na carcaça após o abate, demonstrando que a ultra-sonografia pode ser utilizada para predição da composição da carcaça de bovinos de corte em determinadas situações.

Parâmetros e tendência genética da produção de leite de cabra no Brasil

A caprinocultura leiteira no Brasil, apesar de ser uma atividade rural consolidada há algumas décadas, tem se mostrado totalmente dependente de outros países no que se refere ao melhoramento genético. A maioria dos plantéis existentes atualmente tem como base animais importados, e a renovação do material genético é feita por meio da importação de sêmen. Inexistem informações sobre o valor genético dos animais e sua evolução no decorrer dos anos. No presente trabalho, foram estimadas a herdabilidade e a repetibilidade da produção de leite utilizando o REML. Os valores obtidos foram 0,21557 e 0,21564, respectivamente. Para a predição do valor gênico dos animais, foi usado o procedimento BLUP com modelo animal. A mudança na tendência genética anual estimada por um modelo quadrático foi -0,8109 kg/ano², indicando desaceleração no ganho genético. A correlação de Pearson entre os valores gênicos dos bodes estimados com base na média da capacidade provável de produção das filhas obtida pelo método de mínimos quadrados com as estimadas pelas equações do modelo misto foi de 0,5751. A correlação de SPEARMAN entre as classificações dos bodes obtidos pelos dois métodos foi de 0,5813.

Efeito da temperatura sobre o desempenho da rã-touro (Rana catesbeiana Shaw, 1802)

Este estudo foi realizado para avaliar os efeitos do ambiente sobre a performance de rã-touro (Rana catesbeiana Shaw, 1802), criada em gaiolas de fibra de vidro instaladas no interior de estufas climatizadas. Após um período inicial de 15 dias de adaptação às instalações, à temperatura constante de 25,0ºC, os seguintes tratamentos foram aplicados: temperaturas de 23,0; 26,0; 29,0; 32,0; e 35,0ºC, por 30 dias, para rãs com 100 g PV inicial; 24,5; 26,0; 27,5; 29,0; 30,5; e 32,0ºC, também por 30 dias, para rãs com 20 g PV inicial; e a combinação das temperaturas de 26,0 e 29,0ºC com os fotoperíodos de 8, 12 e 16 h de luz a cada 24 horas, para rãs com 100 g PV inicial. Derivando-se as equações de regressão que explicam os efeitos de temperatura sobre o desempenho das rãs, estimaram-se melhores ganhos de peso à temperatura de 27,6e30,1ºC, para rãs com 100 e 20 g PV inicial, respectivamente, com melhor crescimento a 28,2ºC, para as rãs de 100 g PV inicial, e a 29,7ºC, para as rãs de 20 g PV inicial. A temperatura interagiu com fotoperíodo nos seus efeitos sobre ganho de peso e crescimento corporal, peso e rendimento de carcaça, consumo de alimentos e conversão alimentar.

Crescimento relativo e composição do ganho de tecidos na carcaça de bubalinos Mediterrâneo jovens abatidos com diferentes pesos

Utilizaram-se 32 bubalinos machos não-castrados, da raça Mediterrâneo, divididos aleatoriamente em cinco categorias. Os animais de uma categoria foram abatidos imediatamente, enquanto os demais foram alimentados, à vontade, com ração contendo 70% de concentrado (na matéria seca) e abatidos ao atingirem 450, 480, 510 ou 540 kg de peso corporal. Adotou-se a equação de regressão do logaritmo da quantidade corporal de carcaça e de seus tecidos (muscular, adiposo e ósseo) em função do logaritmo do peso de corpo vazio. A carcaça apresentou valor de alometria, o que indica desenvolvimento proporcionalmente igual ao do peso corporal vazio. Derivando as equações, obtiveram-se as equações de predição da participação dos componentes corporais no ganho de 1 kg de peso de corpo vazio. Na carcaça, o tecido adiposo teve maior impulso de crescimento em idade mais tardia, enquanto os tecidos ósseo e muscular tiveram maior impulso para crescimento em idade mais precoce.

Predição da digestibilidade da matéria seca de rações em coelhos em crescimento

O experimento foi realizado com o objetivo de predizer a digestibilidade da matéria seca (MS) de rações para coelhos em crescimento mediante equações baseadas no conceito de entidade nutritiva ideal. Foram usados 100 coelhos do Grupo Genético Botucatu, com 42 dias de idade. Testaram-se 16 rações contendo alimentos volumosos (papel, sabugo de milho, bagaço de cana ou maravalha de pínus), mais milho, farelo de soja, óleo de soja, caulim e sal comum. Os volumosos foram incluídos em quatro níveis, para se obter 22, 28, 34 ou 40% de fibra em detergente neutro (FDN) e 16% de proteína bruta (PB). O experimento foi realizado em duas fases, em delineamento experimental de blocos ao acaso. Observou-se efeito linear positivo da FDN sobre o consumo de MS. As médias de digestibilidade da MS variaram entre 60,10 e 80,78%. Houve efeito linear negativo da FDN, bem como interação do teor de FDN × volumoso, sobre a digestibilidade aparente da MS. Ao contrário dos componentes fibrosos, a proteína bruta PB e o conteúdo celular comportaram-se como entidade nutritiva ideal. Para predizer a digestibilidade da MS, testaram-se três modelos e o melhor baseou-se no teor de conteúdo celular, com digestibilidade verdadeira fixada em 1; outro no teor de FDN, cuja digestibilidade foi predita mediante uma equação empírica; e o terceiro, na perda endógena de conteúdo celular, considerada proporcional ao consumo de MS. A principal dificuldade na formulação de modelos para predizer a digestibilidade aparente da MS em coelhos é estimar com precisão a digestibilidade da FDN e a perda endógena de conteúdo celular. É necessário avaliar em estudos futuros o uso de maiores níveis de fibra nas rações. Para rações com níveis de fibra situados na amplitude deste estudo, recomenda-se usar o modelo 3, que inclui, além da fibra em detergente neutro, a fibra em detergente ácido e a lignina.

Determinação da razão isotópica delta13C em bebidas comerciais a base de laranja

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

VO2máx estimado e sua velocidade correspondente predizem o desempenho de corredores amadores

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)