Paralelizações de métodos numéricos em clusters empregando as bibliotecas MPICH, DECK e Pthread

Este trabalho tem como objetivo desenvolver e empregar técnicas e estruturas de dados agrupadas visando paralelizar os métodos do subespaço de Krylov, fazendo-se uso de diversas ferramentas e abordagens. A partir dos resultados é feita uma análise comparativa de desemvpenho destas ferramentas e abordagens. As paralelizações aqui desenvolvidas foram projetadas para serem executadas em um arquitetura formada por um agregado de máquinas indepentes e multiprocessadas (Cluster), ou seja , são considerados o paralelismo e intra-nodos. Para auxiliar a programação paralela em clusters foram, e estão sendo, desenvolvidas diferentes ferramentas (bibliotecas) que visam a exploração dos dois níveis de paralelismo existentes neste tipo de arquitetura. Neste trabalho emprega-se diferentes bibliotecas de troca de mensagens e de criação de threads para a exploração do paralelismo inter-nodos e intra-nodos. As bibliotecas adotadas são o DECK e o MPICH e a Pthread. Um dos itens a serem analisados nestes trabalho é acomparação do desempenho obtido com essas bibliotecas.O outro item é a análise da influência no desemepnho quando quando tulizadas múltiplas threads no paralelismo em clusters multiprocessados. Os métodos paralelizados nesse trabalho são o Gradiente Conjugação (GC) e o Resíduo Mínmo Generalizado (GMRES), quepodem ser adotados, respectivamente, para solução de sistemas de equações lineares sintéticos positivos e definidos e não simétricas. Tais sistemas surgem da discretização, por exemplo, dos modelos da hidrodinâmica e do transporte de massa que estão sendo desenvolvidos no GMCPAD. A utilização desses métodos é justificada pelo fato de serem métodos iterativos, o que os torna adequados à solução de sistemas de equações esparsas e de grande porte. Na solução desses sistemas através desses métodos iterativos paralelizados faz-se necessário o particionamento do domínio do problema, o qual deve ser feito visando um bom balanceamento de carga e minimização das fronteiras entre os sub-domínios. A estrutura de dados desenvolvida para os métodos paralelizados nesse trabalho permite que eles sejam adotados para solução de sistemas de equações gerados a partir de qualquer tipo de particionamento, pois o formato de armazenamento de dados adotado supre qualquer tipo de dependência de dados. Além disso, nesse trabalho são adotadas duas estratégias de ordenação para as comunicações, estratégias essas que podem ser importantes quando se considera a portabilidade das paralelizações para máquinas interligadas por redes de interconexão com buffer de tamanho insuficiente para evitar a ocorrência de dealock. Os resultados obtidos nessa dissertação contribuem nos trabalhos do GMCPAD, pois as paralelizações são adotadas em aplicações que estão sendo desenvolvidas no grupo.

Análise integrada da carga física de trabalho para a prevenção da fadiga

A presente dissertação tem como objetivo a avaliação da relação entre as abordagens biomecânica, fisiológica e psicofisica da carga de trabalho. Para tanto, foi avaliado,dentro do enfoque macroergonômico, o trabalho do setor de pintura de uma empresa do ramo automotivo (JOHN DEERE BRASIL) , e o trabalho das centrais de armaçao, de carpintaria e de pré-moldados de uma empresa de construção civil pesada (ODEBRECHT). Os metodos utilizados no estudo foram a análise macroergonômica do trabalho- AMT (Guimarães,1999); a avaliação biomecânica das posturas assumidas pelo método WmOWAS@(Kivi&MattiI 1991); a avaliaçao fisiológica pela mensuração das variações da freqüência cardíaca, pulso de trabalho - PT (Grandjean, 1998) e a avaliação psicofisica da carga de trabalho (Corlett, 1995). Os dados foram tabulados, analisados e comparados com limites e critérios fisiológicos deteminados na literatura. A AMT, nos dois estudos de caso, pemitiu explicar os resultados na visão dos sujeitos e dos experts. As infomações coletadas nas entrevistas e questionários da fase de apreciação fornecem a base para entender os constrangimentos biomecânicos e as alterações fisiológicas identificadas. Além disso, pemitem apontar soluções e dar validade às propostas sugeridas, inclusive, quanto a fatores organizacionais, envolvendo as questões relativas ao leiaute, ritmo e rotinas de trabalho, visto que a avaliação biomecânica concentra-se nos constrangimentos biomecânicos geralmente relacionados com posturas de trabalho, a avaliação fisiológica em fatores que impactam no esforço, tais como o calor e falta de pausas no trabalho, e a avaliação psicofisica calca na percepção do sujeito quanto à carga de trabalho.

Desenvolvimento de célula de carga para medir força aplicada durante a escovação dental

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de medição para a análise biomecânica da força desenvolvida durante a escovação dental, com aquisição e processamento de dados de dinamometria para a análise da escovação dental como um processo eficaz de higiene bucal. Foi desenvolvida uma célula de carga com extensômetros de resistência elétrica, montada em uma escova dental. A célula de carga foi construída com 2 Strain Gages montados em meia ponte de Wheatstone, medindo força em flexão, e 4 Strain Gages montados em ponte completa de Wheatstone medindo força de torque. A aquisição dos dados e análise foi feita através do software SAD2. Foram selecionados 6 indivíduos, dois do sexo masculino e 4 do sexo feminino, todos destros, e instruídos a escovarem os dentes por 1 minuto. Os valores medidos para a força de flexão média variam de 24gf à 526gf e para o esforço de torque médio de –76gfmm à 1890gfmm. A célula de carga desenvolvida mostrou-se repetitiva, com boa sensibilidade e confiável com um erro em flexão de 2,7% e 5,5% em torque. A célula de carga apresentou resultados semelhantes a de outros trabalhos publicados anteriormente, sendo estes válidos para uma análise quantitativa inicial no processo de escovação.

Desenvolvimento de modelo de gestão da capacidade produtiva de unidades de tratamento manual de carga postal

O presente trabalho, inserido na área de Planejamento, Programação e Controle da Engenharia de Produção, aborda especificamente as questões ligadas à gestão da capacidade produtiva, desenvolvendo um modelo sistêmico voltado a unidades de tratamento manual de objetos postais, os chamados Centros de Triagem. A partir do levantamento de um arcabouço teórico que fundamenta a proposta e da realização de estudos e trabalhos práticos efetuados pelo autor no Centro de Triagem de Porto Alegre, Rio Grande do Sul, os diversos níveis de planejamento, programação e controle de capacidade produtiva são discutidos e encadeados em uma seqüência lógica de entradas e saídas de informações fundamentais para a gestão dessas unidades operacionais. Dessa maneira, uma série de conceitos tradicionais de Engenharia de Produção foram adaptados à realidade de sistemas postais, desenvolvendo, dessa maneira, um método de gestão de capacidade produtiva customizada ao escopo do estudo. Embora o resultado prático do trabalho seja de utilidade específica para a gestão de Centros de Triagem manuais de carga postal, os conceitos discutidos e mesmo o modelo desenvolvido podem ser facilmente adaptados a outras unidades operacionais de correios e de outras indústrias, em especial as de operações de serviços.

Sistemas inteligentes no transporte público coletivo por ônibus

Desenvolvimentos recentes na tecnologia de informação têm proporcionado grandes avanços no gerenciamento dos sistemas de transportes. No mundo já existem várias tecnologias testadas e em funcionamento que estão auxiliando na tarefa de controle da operação do transporte público por ônibus. Esses sistemas geram informações úteis para o planejamento e operação dos sistemas de transportes. No Brasil, os investimentos em tecnologias avançadas ainda são muito modestos e estão focados em equipamentos que auxiliam no controle da evasão da receita. No entanto, percebe-se um crescente interesse, por parte dos órgão gestores e operadores, em implementar sistemas automatizados para auxiliar na melhoria da qualidade dos sistemas de transportes e como forma de aumentar a produtividade do setor. Esse trabalho traz à discussão os sistemas avançados desenvolvidos para o transporte público coletivo, com o objetivo de definir o perfil da tecnologia avançada que está de acordo com as necessidades dos gestores e operadores brasileiros. Na realização do trabalho foi empregada uma ferramenta de planejamento denominada Desdobramento da Função Qualidade – QFD (Quality Function Deployment), bastante utilizada para direcionar os processos de manufatura e produto, e para hierarquizar os atributos considerados importantes para o gerenciamento do transporte público urbano no Brasil. O resultado do trabalho indica um grande interesse em implantar tecnologia avançada para auxiliar no monitoramento dos tempos de viagem e tempos perdidos durante a operação do transporte público. Essa tecnologia também é tida como capaz de melhorar o desempenho das linhas, através da manutenção da regularidade e pontualidade. Ainda, sistemas inteligentes que propiciam informações precisas aos usuários contribuem para melhorar a imagem do modal ônibus.

A segurança viária e o fator humano : verificação da presença de álcool-direção no sistema de transporte rodoviário do RGS

Esta dissertação examina a situação geral dos Acidentes Viários, no contexto do transporte rodoviário, cujas evidências apontam o Fator Humano como o maior responsável por tais eventos. Entende-se que um maior conhecimento sobre ele possibilitará melhorar a segurança do tráfego e da produção transporte. O estudo pretende destacar a importância das análises relacionadas com a atividade transporte rodoviário, as variações da demanda do sistema de circulação e a tarefa do motorista, sob a ótica da ergonomia. Objetiva ele, também, mostrar importância desses estudos para melhor avaliar as interações dos fatores homemmáquina- ambiente viário e para o desenvolvimento de novas tecnologias e produtos de segurança viária. A revisão bibliográfica dos capítulos iniciais revelam o estado da arte e a importância da segurança de trânsito, em nível internacional. Também revelaram que todas nações sofrem do mesmo mal em suas redes viárias, que varia de acordo com a realidade de cada um. Embora o acidente de trânsito seja um fenômeno comum às nações, aqui eles atingiram a dimensão de flagelo social, em razão da sua severidade; e de calamidade econômica, face a elevação dos custos de produção na atividade do transporte rodoviário. São analisadas as características do fator humano, fundamentais na tarefa de condução, e o respectivo nexo causal das falhas com a gênese do acidente, num sistema multifatorial e interativo. O trabalho fundamenta-se em extensa revisão bibliográfica. O estudo de caso, desenvolvido a partir da revisão dos dados de uma pesquisa anterior, comprova a hipótese que o “álcool-direção”, considerado na literatura como o maior causador de acidentes viários, tem sua presença marcada por elevados índices nas rodovias do RS, contrariando a conclusão da pesquisa anterior. Ao final, também oferece recomendações para o desenvolvimento de ações objetivas para melhorar a segurança viária.

Determinação dos índices de vulnerabilidade física através de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento - Municípios de Tavares e São José do Norte - Litoral médio leste do RS.

Nos últimos anos a preocupação com a preservação dos recursos naturais, dos solo e das águas tem aumentado significativamente. Desta forma, a intensificação de estudos nestas áreas se faz necessária para tentar minimizar os impactos causados pela ação do homem, com vistas a recuperação. A área de estudo abrange os municípios de Tavares e S. José do Norte, situado no Litoral Médio Leste do Rio Grande do Sul, entre as coordenadas 31° 00’ e 32° 10’ de latitude Sul e 50° 00’ e 52° 10’ de longitude Oeste. Este trabalho busca fornecer subsídios para a identificação dos índices da vulnerabilidade física associados ao uso do solo da área de estudo visando a adequação do uso da terra, bem como o planejamento e o desenvolvimento de novas atividades. O estudo foi desenvolvido utilizando técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento, onde os fatores foram cruzados via regra de decisão fazendo uso do SIG. Os resultados evidenciaram a necessidade de cuidados especiais no desenvolvimento de atividades sustentadas e ocupação humana.

Análise energética e exergética de um ciclo rankine com aquecimento distrital : estudo de uma planta termelétrica

Este trabalho tem por objetivo simular e analisar uma usina termelétrica a carvão em várias condições de funcionamento. A usina simulada neste trabalho é a AVV 1 localizada em Copenhague, Dinamarca. A AVV 1 é uma usina de geração de potência e aquecimento distrital que pode funcionar em várias condições de carga. A simulação da usina supracitada foi tema de um concurso de simuladores proposto no congresso ECOS 2003 realizado em Copenhague, Dinamarca. Para a realização deste trabalho foi construído um programa na linguagem FORTRAN 90. Cada componente da usina é modelado através de equações de balanço de massa e energia, e o sistema completo tem sua solução obtida pelo método de substituição sucessiva. Para viabilizar essa solução é necessário também implementar uma rotina de cálculo de propriedades do fluido de trabalho. No caso estudado, o fluido de trabalho da usina é a água e a formulação utilizada para o cálculo de suas propriedades nos diversos estados é a IAPWS IF-97. A usina é simulada em dois modos de operação: modo de condensação, onde ocorre apenas geração de eletricidade, e em modo de contrapressão, onde há geração de eletricidade e aquecimento distrital, conforme nomenclatura sugerida pela organização do concurso No modo de condensação, são feitas quatro séries de simulações variando a carga de 100% a 40%. Cada série contém um conjunto de hipóteses quanto à variação das eficiências isoentrópicas e pressões das turbinas em função da vazão mássica. No modo de contrapressão, a usina é simulada funcionando com 100% da carga. O programa desenvolvido calcula as propriedades para qualquer ponto de trabalho ao longo da planta, assim como a eficiência da mesma, a potência gerada, e todas as vazões mássicas pertinentes. Além disso, é feita também uma análise exergética da planta. A simulação demonstrou que a planta possui uma eficiência global de 42,02% com uma geração de 250,2 MW em 100% de carga no modo de condensação. Nessas mesmas condições, do ponto de vista exergético, a eficiência encontrada é de 37,21%. No modo de contrapressão, a usina apresenta uma eficiência exergética de 40,19% com um aproveitamento energético de 90,55%. Por fim, é possível também verificar a comportamento da eficiência da planta e a variação de água de resfriamento do condensador com a carga. Os resultados gerados são próximos àqueles encontrados pelos diversos pesquisadores que abordaram o problema.

Previsão de capacidade de carga em estacas escavadas com a utilização de ensaios de cone em solos residuais

Na prática Brasileira os projetos de fundações são elaborados fi-eqüentemente com base em resultados de ensaios de SPr. Desde a década de 1960, novos ensaios de investigação de subsolo tem sido incorporados à prática geotécnica, complementando as infonnações obtidas no SPr, e fornecendo uma descrição mais detalhada das características do subsolo. Este trabalho tem como objetivo principal a análise do desempenho da metodologia corrente de previsão de capacidade de carga de estacas escavadas, a partir dos resultados de ensaios de Conepenetrometria (CPT), realizados em solos residuais. A experiência acumulada do ensaio de Cone a 1Úvel internacional é restrita a depósitos de solos sedimentares, havendo a necessidade de ampliação do banco de dados de provas de carga em solos de origem residual. Com o oQjetivo de relacionar resultados de ensaios de Cone (CPT) com o dimensionamento de estacas escavadas em solos residuais, foram utilizadas as metodologias propostas por Aoki & Velloso (1975), Bustamante & Gianeselli (1982) e Philipponnat (1986), comparando cargas de ruptura medidas e estimadas. As análises são aplicadas tanto à estimativa da resistência de atrito lateral (Pl) como da carga de ponta (PP) das estacas O banco de dados utilizado neste estudo é composto de 22 estacas escavadas com diâmetro entre 400 e 700 mm e comprimento entre 7,5 e 25,0 m, bem como 31 sondagens CPT com profundidades variando de 5,0 a 25,0 m. São utilizados resultados de Provas de carga no Estado do Rio Grande do Sul, sendo posteriormente ampliado para outros casos publicados da prática brasileira. Todas as 22 estacas escavadas analisadas foram ensaiadas através de Prova de carga do tipo SML, sendo o Método de Van der Veen (1953) utilizado como referência para obtenção da carga de ruptura. Conclui-se a partir do estudo dos casos que nenhum dos três métodos analisados, propostos por Aoki & Velloso (1975), Bustamante & Gianeselli (1982) e Philipponnat (1986), apresentou desempenho satisfatório para o conjunto de dados analisados. Em geral as cargas previstas foram superiores às cargas medidas, o que caracteriza uma condição contrária à segurança. Entre os métodos analisados, o proposto por Aoki & Velloso (1975) produziu a melhor relação entre cargas medidas com cargas estimadas, porém sugere-se a ampliação deste banco de dados previamente ao uso generalizado deste método na prática de engenharia sempre que as estimativas forem realizadas com base em resultados de ensaios CPr.

Transporte atômico e incorporação de oxigênio em filmes de HfSiO e HfSiON depositados sobre Si

Esse trabalho estuda a estabilidade térmica e o transporte atômico em filmes dielétricos de HfSiO e HfSiON depositados por sputtering reativo sobre c-Si. Esses materiais possuem alta constante dielétrica (high- ) e são candidatos a substituir o óxido de silício como dielétrico de porta em dispositivos do tipo transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor (MOSFETs). Esses filmes foram submetidos a diferentes seqüências de tratamentos térmicos em atmosferas inerte e de O2, e foram caracterizados através de análises de feixe de íons e espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X (XPS). Nesse estudo foi observado que a incorporação de oxigênio se dá através da troca com N ou O previamente existente nos filmes. Em filmes de aproximadamente 50 nm de espessura foi observado que a presença do N limita a difusão de oxigênio de forma que a frente de incorporação avança em direção ao interior do filme com o aumento do tempo de tratamento, enquanto nos filmes de HfSiO/Si o oxigênio é incorporado ao longo de todo o filme, mesmo para o tempo mais curto de tratamento. Diferentemente de outros materiais high- estudados, não foi possível observar migração de Si do substrato em direção a superfície dos filmes de HfSiON/Si com aproximadamente 2,5 nm de espessura. Os resultados obtidos nesse trabalho mostram que filmes de HfSiON/Si são mais estáveis termicamente quando comparados com outros filmes dielétricos depositados sobre Si anteriormente estudados, mas antes que ele se torne o dielético de porta é ainda necessário que se controle a difusão de N em direção ao substrato como observado nesse trabalho.

Roubos e furtos no sistema de transporte coletivo por ônibus de Porto Alegre

Este trabalho apresenta uma síntese de informação sobre diversos conceitos relacionados com a violência no transporte público, especificamente no sistema de transporte coletivo por ônibus - STCO. Inclue-se um levantamento de estratégias para melhorar a segurança do usuário contra a violência. Estas estratégias foram selecionadas em função da viabilidade de implementação ao STCO da área de estudo da pesquisa, no caso, a zona urbana de Porto Alegre – Brasil. O estudo de caso consistiu em uma pesquisa de opinião sobre a avaliação das medidas propostas por parte dos usuários e as empresas do STCO - empresas operadoras e órgão gestor –. O ranking das prioridades para ambos os grupos e suas estratificações foi realizado através da utilização da Análise Hierárquica de Processos - AHP. Os resultados indicam que existem diferenças significativas nas prioridades dadas as diferentes medidas contra a violência quando comparados ambos os grupos -usuários e empresas.

Transporte aéreo doméstico: uma análise econômica para o período recente

Esta dissertação visa investigar a estrutura de custos do setor aéreo doméstico brasileiro. A fim de realizar essa investigação com maior detalhamento, faz-se, respectivamente, nos capítulos 1 e 2, descrições histórica e econômica desse setor. Essa investigação permitirá dar uma resposta a polêmica sobre a quantidade de empresas que esse setor comporta; além disso, fornecerá indicações de políticas públicas, para que se possa fazer uma melhor avaliação de possíveis mudanças no comportamento das empresas aéreas existentes.

Gerenciamento da qualidade no transporte coletivo de longa distância por ônibus

O presente trabalho trata do desenvolvimento e aplicação de uma metodologia de gerenciamento da qualidade para o transporte coletivo de longa distância por ônibus. Essa metodologia é dividida em duas partes, uma parte relacionada à qualidade sistêmica ou tangível, e outra referente à qualidade percebida ou intangível. A qualidade tangível é desenvolvida a partir do gerenciamento de processos em uma empresa padrão do setor, e divide-se em 12 etapas. Esta parte tangível objetiva levantar os processos determinantes da qualidade de serviço e seus respectivos indicadores de monitoramento. A avaliação da qualidade intangível é realizada a partir da análise dos gaps ou lacunas da qualidade em uma linha de ônibus, objetivando selecionar os processos críticos a serem melhorados entre os processos definidos na parte tangível. Finalmente, são definidos os processos a serem monitorados na linha de ônibus analisada, e sugeridos alguns indicadores de desempenho para esses processos.

Pico de força das articulações do membro inferior e ativação muscular da coluna dorso-lombar durante o manuseio de carga com estilo livre

o objetivo do presente estudo foi analisar o pico de força articular (FA) do tornozelo, joelho e quadril do membro inferior direito, e a ativação eletromiográfia (AE) da musculatura da coluna dorso-lombar no manuseio de carga, no movimento de colocar e retirar uma caixa situada no chão e na altura dos olhos. Foram utilizadas cargas correspondentes a I% e 10% da massa corporal do sujeito, totalizando-se oito tarefas. A amostra foi composta por 4 mulheres e 4 homens, na faixa etária entre 23 a 36 anos. Nenhuma instrução foi dada em relação à forma de execução da tarefa caracterizando-a como estilo livre. Para a análise do pico de FA utilizou-se a dinâmica inversa 2D, com auxílio de rotinas desenvolvidas no software MATLAB. Para análise da AE foi utilizada a eletromiografia de superfície. Adotou-se um Índice Postural (IP) nas tarefas de altura baixa para quantificar a postura no início da retirada da carga, e no final da colocação da mesma. Para o tratamento estatístico foi realizado o teste de normalidade de Shapiro-Wlik, e de homogeneidade de Levene após a ANOVA e post-hoc Tukey-b. O nível de significância foi p< 0.05. Em todas as situações o pico de FA apresentou um padrão em que os valores foram maiores no tornozelo, seguidos pelo joelho e depois pelo quadril. O fator que influenciou significativamente o pico de FA, o valor RMS e pico de AE foi a altura, sendo os maiores valores encontrados na altura baixa com peso pesado no movimento de retirar. Em uma relação temporal, os picos de FA e picos de AE na tarefa da altura baixa no movimento de retirar, em sua maioria, ocorreram na primeira metade do movimento, e no movimento de colocar na segunda metade. Já em uma relação temporal na tarefa da altura alta, não houve um padrão. O IP identificou que a amostra realizou uma postura predominantemente de agachamento, não havendo diferença intra e entre os sujeitos. Durante o manuseio de carga na altura baixa, o instante do pico de FA ocorreu quando o joelho e o quadril estavam em flexão máxima, e o tornozelo em desiflexão. Infere-se, então, que as articulações estudadas podem estar mais suscetíveis a lesões nestes espaços temporais ao se manusearem cargas que se encontram ao nível do chão.