Desenvolvimento de Interface gráfica como suporte para soluções numéricas das equações de Maxwell em coordenadas gerais – 3D

Neste trabalho, é implementada uma interface gráfica de usuários (GUI) usando a ferramenta Qt da Nokia (versão 3.0). A interface visa simplificar a criação de cenários para a realização de simulações paralelas usando a técnica numérica Local Nonorthogonal Finite Difference Time-Domain (LN-FDTD), aplicada para solucionar as equações de Maxwell. O simulador foi desenvolvido usando a linguagem de programação C e paralelizado utilizando threads. Para isto, a biblioteca pthread foi empregada. A visualização 3D do cenário a ser simulado (e da malha) é realizada por um programa especialmente desenvolvido que utiliza a biblioteca OpenGL. Para melhorar o desenvolvimento e alcançar os objetivos do projeto computacional, foram utilizados conceitos da Engenharia de Software, tais como o modelo de processo de software por prototipagem. Ao privar o usuário de interagir diretamente com o código-fonte da simulação, a probabilidade de ocorrência de erros humanos durante o processo de construção de cenários é minimizada. Para demonstrar o funcionamento da ferramenta desenvolvida, foi realizado um estudo relativo ao efeito de flechas em linhas de baixa tensão nas tensões transitórias induzidas nas mesmas por descargas atmosféricas. As tensões induzidas nas tomadas da edificação também são estudadas.

A conversão de registros de representações semióticas no estudo de sistemas de equações algébricas lineares

Este trabalho consiste na proposta de uma sequencia didática para o ensino de Sistemas de Equações Algébricas Lineares na qual estabelecemos uma conexão entre o Método da Substituição e o buscando a conversão de registros de representação. O objetivo da proposta foi verificar se os alunos conseguem realizar a conexão entre os dois métodos desenvolvendo a conversão do método da substituição no Método do escalonamento caracterizando assim, o aprendizado do objeto matemático estudado, segundo a teoria de registros de representação semiótica de Raimund Duval. A pesquisa foi realizada com alunos do ensino médio em uma escola da rede pública estadual da cidade de Belém e os resultados apontaram para o estabelecimento de uma conexão entre os dois métodos empregados no processo de resolução de sistemas.

Predição dos campos elétricos na faixa de ondas médias em ambiente rural utilizando equações parabólicas

O Brasil está realizando testes para selecionar o padrão de transmissão digital a ser adotado. Sistemas como Digital Radio Mondiale (DRM) e Rádio de Alta Definição (HD Radio), desenvolvido apenas para frequências abaixo de 30 MHz permitem a operação com largura de banda compatível com a utilizada no país, abrindo a possibilidade de coexistência de radiodifusão analógica e digital. Para qualquer sistema a ser adotado são necessários estudos que permitem uma melhor gestão do espectro eletromagnético, que exige conhecimento real do alcance do sinal. A propagação de ondas eletromagnéticas na faixa de ondas médias (MW) é caracterizada pela dependência do campo em relação aos parâmetros elétricos do solo. Para contribuir para o planejamento e adaptação do Plano Básico de Radiodifusão em Onda Média – PMWB, a inclusão de novas estações que operam principalmente em simulcast-canal, torna-se necessário desenvolver ferramentas que permitem a avaliação das características do solo onde não fornece dados precisos, permitindo uma revisão de modelos teóricos para prever a adoção, contribuindo para a implantação do rádio digital em nosso país. Este trabalho apresenta os resultados dos ensaios de campo realizados pela ANATEL (Agência Nacional de Telecomunicações) e Radiobrás para analisar um sistema de DRM (Digital Radio Mondiale) na faixa de ondas médias. Foi gerada uma potência de 50kW, com antenas omni-direcionais operando na frequência de 980kHz e utilizando um veículo de medição para recepção fixa e móvel. Várias vias radiais foram percorridas a partir do transmissor localizado em uma área urbana e rural nos entorno da capital do Brasil, Brasília. A partir desses dados é proposto um modelo para avaliação das características elétricas do solo correspondente ao campo elétrico, através da aplicação do método de Equações Parabólicas e comprovação da eficácia do modelo proposto.

Equações com impasse e problemas de perturbação singular

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

Metodologia de discretização espacial para o método radial de interpolação por pontos (RPIM) aplicada para solução numérica das equações de Maxwell

Neste trabalho, foi desenvolvido e implementado um método de discretização espacial baseado na lei de Coulomb para geração de pontos que possam ser usados em métodos meshless para solução das equações de Maxwell. Tal método aplica a lei de Coulomb para gerar o equilíbrio espacial necessário para gerar alta qualidade de discretização espacial para um domínio de análise. Este método é denominado aqui de CLDM (Coulomb Law Discretization Method ) e é aplicado a problemas bidimensionais. Utiliza-se o método RPIM (Radial Point Interpolation Method) com truncagem por UPML (Uniaxial Perfectlly Matched Layers) para solução das equações de Maxwell no domínio do tempo (modo TMz).

Sólitons latentes, cordas negras, membranas negras e equações de estado em modelos de Kaluza-Klein

Neste trabalho investigamos soluções solitônicas em modelos de Kaluza-Klein com um número arbitrário de espaços internos toroidais, que descrevem o campo gravitacional de um objeto massivo compacto. Cada toro d_i-dimensional possui um fator de escala independente C_i, i = 1, ..., N, que é caracterizado pelo parâmetro ᵞi. Destacamos a solução fisicamente interessante correspondente à massa puntual. Para a solução geral obtemos equações de estado nos espaços externo e interno. Estas equações demonstram que a massa pontual solitônica possui equações de estado tipo poeira em todos os espaços. Obtemos também os parâmetros pósnewtonianos que nos possibilitam encontrar as fórmulas da precessão do periélio, do desvio da luz e do atraso no tempo de ecos de radar. Além disso, os experimentos gravitacionais levam a uma forte limitação nos parâmetros do modelo: T = ƩNi=1 diYi = −(2, 1±2, 3)×10⁻⁵. A solução para massa pontual com Y1 = . . . = YN = (1+ƩNi=1 di)⁻¹ contradiz esta restrição. A imposição T = 0 satisfaz essa limitação experimental e define uma nova classe de soluções que são indistinguíveis para a relatividade geral. Chamamos estas soluções de sólitons latentes. Cordas negras e membranas negras com Yi = 0 pertencem a esta classe. Além disso, a condição de estabilidade dos espaços internos destaca cordas/membranas negras de sólitons latentes, conduzindo exclusivamente para as equações de estado de corda/membrana negra p_i = −ε/2, i = 1, . . . ,N, nos espaços internos e ao número de dimensões externas d₀ = 3. As investigações do fluido perfeito multidimensional estático e esfericamente simétrico com equação de estado tipo poeira no espaço externo confirmam os resultados acima.

Desenvolvimento de equações para estimativa do VO2PICO pelo teste de 9 minutos

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

Controlabilidade para sistemas de equações diferenciais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de órbitas periódicas em equações diferenciais não autônomas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicabilidade das equações isotermas de Freundlich e Langmuir na interação biossortiva de corantes têxteis com Saccharomyces cerevisiae liofilizada

This paper presents a study of the applicability of adsorption isotherms, known as Langmuir and Freundlich isotherm, between the biosorptive interaction of yeast lyophilized Saccharomyces cerevisiae and textile dyes. To that end, we prepared stock solutions of the textile dyes Direct Red 23 and Direct Red 75 in the concentration of 1.000μg/mL and a yeast suspension at 2,5%. We did experiments for two cases, firstly for the case that we have a fix concentration of yeast at 0,500mg/mL and an variable concentration of dye range from40, 50, 60, 80 and 100μg/mL, then for the case that we fixed the concentration of dye at 100μg/mL and the yeast concentration was variable range from 0,250, 0,500, 0,750, 1,000, 1,250mg/mL. For the dye Direct Red 23 we did analysis in the pH 2,5, 4,5 and 6,5; for the Direct Red 75, we just did for the pH 2,5. We leave the dye solution in contact with the yeast for 2 hours at a constant temperature of 30°C and then centrifuged and analyzed the sample in a spectrophotometer and finally made and analysis of parameters for the removal and study of the isotherms. After the biosorption, was observed that for the Direct Red 23 in the pH 2,5 was needed 1,407mg/mL of yeast for total removal, while for the pH 4,5 was needed 8,806mg/mL and in pH 6,5 was 9,286mg/mL; for the Direct Red 75 in pH 2,5 was needed 1,337mg/mL. This difference can be explain by the adsorption isotherms, was observed that in the case when the yeast was fix when we had in a acid pH the behavior of the system was compatible with the Langmuir isotherm, and thus, an monolayer pattern. And that when we decrease the acidity of the medium the system became more compatible with a Freundlich isotherm, and thus, a multilayer pattern; for the case that the yeast was variable this is not much evident, however for the pH 2,5 she became compatible with a Langmuir isotherm... (Complete abstract click electronic access below)

Equações de taxa aplicadas na modelagem de dispositivos fotodetectores baseados em poços quânticos

In this work, it is presented a novel method for calculating some intrinsic parameters such as capture mean time, thermic emission mean time, capture probability and noise gain on quantum well infrared photodetectors. Such devices are built by depositing layers of semiconductors of different energy gap, forming quantum wells. The present method uses rate equations to describe the occupation of discrete states of the quantum wells, that together with noise gain equations given in literature, are solved self consistently. The input data of the method is experimental measurement of dark current (current measured with no relevant incident photon) versus applied bias. In order to validate this approach, the values obtained were compared with results from literature

Existência de soluções para equações integrodiferenciais em epaços de Banach

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Captura gravitacional de pequenos corpos por arrasto em um gás modelado usando equações hidrodinâmicas

In this work we have developed an apparatus in order to study the capture of asteroids by planets surrounded by a gas envelope during y-by, to do this we have brought an innovation by using a hydrodynamical gas. We began such project by studying particles trajectories with a code based on the analytical gas. After being used to this model we have started a process to elaborate a code which uses the gas in a numerical way. The hydrodynamical gas is described by equations which are not solved analytically. Therefore, it was used an algorithm able to model the gas by keeping all information of the gas in cells. Thus we have made a code to read such cell`s information and then to solve all calculations. Once this process is done, the program inform us all date about the simulated trajectories

Equações de Painlevé mistas e modelo PIII-PV simétrico

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

Soluções numéricas de Equações Diferenciais Fracionária e Ordinária para o cálculo da distribuição da concentração em um sistema de compartimento

The purpose of this work was the study of numerical methods for differential equations of fractional order and ordinary. These methods were applied to the problem of calculating the distribution of the concentration of a given substance over time in a given physical system. The two compartment model was used for representation of this system. Comparison between numerical solutions obtained were performed and, in particular, also compared with the analytical solution of this problem. Finally, estimates for the error between the solutions were calculated