Dinâmica de interações tróficas de Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) com Telenomus podisi e Trissolcus basalis (Hymenoptera: Platygastridae)

Dentre os insetos que causam prejuízo a produção de soja, os percevejos fitófagos destacam-se como o principal grupo de pragas, sendo Euschistus heros (Fabricius, 1798), atualmente, a principal espécie de praga da cultura, que está distribuída em todas as regiões brasileiras de cultivo da leguminosa. Para o controle das populações destes insetos, o método mais utilizado é o controle químico. No entanto, as exigências tem sido crescentes no que diz respeito à redução do uso de agroquímicos. Dentre as alternativas, o uso dos parasitoides de ovos Telenomus podisi Ashmead, 1881 e Trissolcus basalis Wollaston, 1858 emerge com bom potencial para programas de controle biológico. O uso desses agentes de controle deve ser baseado em estudos que assegurem a eficiência dos insetos no manejo da população da praga. O presente estudo combina experimentação laboratorial e de campo com modelagem matemática para investigar o potencial dos parasitoides como controladores do percevejo da soja. Foram realizados estudos relacionados aos parâmetros biológicos e potenciais reprodutivos de T. podisi e T. basalis através de tabelas de vida de fertilidade. Foram determinadas as exigências térmicas de ambos os parasitoides de ovos e observou-se o efeito da idade dos ovos de E. heros no parasitismo por T. podisi e T. basalis. Foi também avaliada a interação entre as duas espécies de parasitóides e determinado o número ideal de cada espécie de parasitoide a ser liberado de acordo com a densidade de ovos do hospedeiro. Finalmente um modelo matemático foi proposto visando simular interações e liberações em parasitoides, para o controle de E. heros. Com a combinação entre os experimentos e a implementação de metodologia analítica através de modelagem ecológica espera-se incrementar estratégias de controle da praga, para fundamentar a recomendação do uso do parasitoide mais eficiente para controlar E. heros, ou mesmo a melhor forma de combinar o o uso das espécies de inimigos naturais.

Simulação e modelagem computacional de dados de espalhamento à baixos ângulos - enfoque em estruturas de alta simetria

Esta tese apresenta uma abordagem para a criação rápida de modelos em diferentes geometrias (complexas ou de alta simetria) com objetivo de calcular a correspondente intensidade espalhada, podendo esta ser utilizada na descrição de experimentos de es- palhamento à baixos ângulos. A modelagem pode ser realizada com mais de 100 geome- trias catalogadas em um Banco de Dados, além da possibilidade de construir estruturas a partir de posições aleatórias distribuídas na superfície de uma esfera. Em todos os casos os modelos são gerados por meio do método de elementos finitos compondo uma única geometria, ou ainda, compondo diferentes geometrias, combinadas entre si a partir de um número baixo de parâmetros. Para realizar essa tarefa foi desenvolvido um programa em Fortran, chamado de Polygen, que permite modelar geometrias convexas em diferentes formas, como sólidos, cascas, ou ainda com esferas ou estruturas do tipo DNA nas arestas, além de usar esses modelos para simular a curva de intensidade espalhada para sistemas orientados e aleatoriamente orientados. A curva de intensidade de espalhamento é calculada por meio da equação de Debye e os parâmetros que compõe cada um dos modelos, podem ser otimizados pelo ajuste contra dados experimentais, por meio de métodos de minimização baseados em simulated annealing, Levenberg-Marquardt e algorítmicos genéticos. A minimização permite ajustar os parâmetros do modelo (ou composição de modelos) como tamanho, densidade eletrônica, raio das subunidades, entre outros, contribuindo para fornecer uma nova ferramenta para modelagem e análise de dados de espalhamento. Em outra etapa desta tese, é apresentado o design de modelos atomísticos e a sua respectiva simulação por Dinâmica Molecular. A geometria de dois sistemas auto-organizado de DNA na forma de octaedro truncado, um com linkers de 7 Adeninas e outro com linkers de ATATATA, foram escolhidas para realizar a modelagem atomística e a simulação por Dinâmica Molecular. Para este sistema são apresentados os resultados de Root Mean Square Deviations (RMSD), Root Mean Square Fluctuations (RMSF), raio de giro, torção das hélices duplas de DNA além da avaliação das ligações de Hidrogênio, todos obtidos por meio da análise de uma trajetória de 50 ns.

Desenvolvimento da modelagem de turbulência e interação fluido-estrutura para as vibrações induzidas por vórtices de cilindro rígido.

Esta tese apresenta o desenvolvimento e aplicação de modelos de turbulência, transição laminar-turbulenta e de interações fluido-estrutura ao escoamento externo em cilindro rígido estacionário e em vibrações induzidas por vórtices. Tais desenvolvimentos foram realizados no código ReFRESCO, baseado em técnicas de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Realizou-se um estudo quanto ao desempenho do modelo k- SST em extensa faixa de números de Reynolds, segundo o qual se identificaram as deficiências de modelagem para este escoamento. A modelagem adaptativa das escalas (SAS) e o modelo de transição por correlações locais (LCTM), ambos combinados ao SST, melhoraram a aderência aos resultados experimentais para este escoamento, em uma contribuição original deste trabalho. A aplicação de técnicas de verificação e validação possibilitou a estimação de incertezas e erros para os modelos e números de Reynolds e também de identificada como outra contribuição deste trabalho. A combinação da modelagem em SST, SAS e LCTM com movimentos impostos de realizada para números de Reynolds moderados, diferentes frequências e amplitudes de vibração, algo que poucas publicações abordam em detalhes. Com relação aos movimentos livres, este trabalho traz contribuições com a aplicação dos modelos SST e SAS ao estudo de vibrações induzidas por vórtices em dois graus de liberdade, baixa razão de massa e números de Reynolds moderados, mais altos do que normalmente observados na literatura. Por fim, a investigação da importância relativa de efeitos da turbulência aos casos de movimentos livres e impostos, com relação ao caso de cilindro estacionário, comprovou a conjetura formulada na parte inicial deste trabalho, no que tange à escolha do modelo de turbulência em determinadas aplicações. Tal escolha mostrou-se menos decisiva no caso do cilindro em movimento imposto e ainda menos nos movimentos livres, em comparação ao caso estacionário, uma vez que a resposta em movimentos do corpo filtra grande parte dos efeitos turbulentos de ordem superior. Esta observação mostra-se relevante, uma vez que pode permitir simplificações na modelagem e aplicação de ferramentas de CFD em uma classe importante de projetos de engenharia.

Modelagem e simulação de redes em chip sem fio.

O paradigma das redes em chip (NoCs) surgiu a fim de permitir alto grau de integração entre vários núcleos de sistemas em chip (SoCs), cuja comunicação é tradicionalmente baseada em barramentos. As NoCs são definidas como uma estrutura de switches e canais ponto a ponto que interconectam núcleos de propriedades intelectuais (IPs) de um SoC, provendo uma plataforma de comunicação entre os mesmos. As redes em chip sem fio (WiNoCs) são uma abordagem evolucionária do conceito de rede em chip (NoC), a qual possibilita a adoção dos mecanismos de roteamento das NoCs com o uso de tecnologias sem fio, propondo a otimização dos fluxos de tráfego, a redução de conectores e a atuação em conjunto com as NoCs tradicionais, reduzindo a carga nos barramentos. O uso do roteamento dinâmico dentro das redes em chip sem fio permite o desligamento seletivo de partes do hardware, o que reduz a energia consumida. Contudo, a escolha de onde empregar um link sem fio em uma NoC é uma tarefa complexa, dado que os nós são pontes de tráfego os quais não podem ser desligados sem potencialmente quebrar uma rota preestabelecida. Além de fornecer uma visão sobre as arquiteturas de NoCs e do estado da arte do paradigma emergente de WiNoC, este trabalho também propõe um método de avaliação baseado no já consolidado simulador ns-2, cujo objetivo é testar cenários híbridos de NoC e WiNoC. A partir desta abordagem é possível avaliar diferentes parâmetros das WiNoCs associados a aspectos de roteamento, aplicação e número de nós envolvidos em redes hierárquicas. Por meio da análise de tais simulações também é possível investigar qual estratégia de roteamento é mais recomendada para um determinado cenário de utilização, o que é relevante ao se escolher a disposição espacial dos nós em uma NoC. Os experimentos realizados são o estudo da dinâmica de funcionamento dos protocolos ad hoc de roteamento sem fio em uma topologia hierárquica de WiNoC, seguido da análise de tamanho da rede e dos padrões de tráfego na WiNoC.

Modelagem e análise de desempenho de sistema para geração de energia elétrica através de ondas marítimas.

Mediante a crescente necessidade de aumento na oferta de energia elétrica devido à constante elevação na demanda mundial, esta dissertação avalia o desempenho de um sistema conversor de energia de ondas marítimas em energia elétrica. O sistema em análise é o de coluna de água oscilante com turbina de dupla ação instalado na costa. Utiliza-se um modelo regular de ondas como perturbação à dinâmica de uma câmara semi-submersa gerando fluxo de ar através de uma turbina à ar de dupla ação. O sistema final é não linear e com parâmetros variantes no tempo. A dissertação investiga possibilidades para o aumento do rendimento da turbina em diferentes condições de mar através do método de simulação numérica. Após a modelagem física e matemática do sistema escolhido, inicia-se a síntese de um controlador proporcional derivativo para controle da pressão de ar na turbina em torno da pressão ideal de trabalho da mesma. A análise inclui o comparativo entre os resultados do sistema com e sem controlador e a avaliação de robustez utilizando ondas com amplitude variável. O trabalho apresenta ainda propostas de otimização do sistema para trabalhar em condições similares a região de Pecém no Brasil. Pelos resultados obtidos nas simulações, conclui-se que o rendimento e a robustez do sistema podem melhorar utilizando um sistema controlado. O rendimento do sistema poderá ainda ser otimizado para a região de instalação.

AdaptMCloud: uma estratégia para adaptação dinâmica de aplicações Multi-Cloud

Multi-Cloud Applications are composed of services offered by multiple cloud platforms where the user/developer has full knowledge of the use of such platforms. The use of multiple cloud platforms avoids the following problems: (i) vendor lock-in, which is dependency on the application of a certain cloud platform, which is prejudicial in the case of degradation or failure of platform services, or even price increasing on service usage; (ii) degradation or failure of the application due to fluctuations in quality of service (QoS) provided by some cloud platform, or even due to a failure of any service. In multi-cloud scenario is possible to change a service in failure or with QoS problems for an equivalent of another cloud platform. So that an application can adopt the perspective multi-cloud is necessary to create mechanisms that are able to select which cloud services/platforms should be used in accordance with the requirements determined by the programmer/user. In this context, the major challenges in terms of development of such applications include questions such as: (i) the choice of which underlying services and cloud computing platforms should be used based on the defined user requirements in terms of functionality and quality (ii) the need to continually monitor the dynamic information (such as response time, availability, price, availability), related to cloud services, in addition to the wide variety of services, and (iii) the need to adapt the application if QoS violations affect user defined requirements. This PhD thesis proposes an approach for dynamic adaptation of multi-cloud applications to be applied when a service is unavailable or when the requirements set by the user/developer point out that other available multi-cloud configuration meets more efficiently. Thus, this work proposes a strategy composed of two phases. The first phase consists of the application modeling, exploring the similarities representation capacity and variability proposals in the context of the paradigm of Software Product Lines (SPL). In this phase it is used an extended feature model to specify the cloud service configuration to be used by the application (similarities) and the different possible providers for each service (variability). Furthermore, the non-functional requirements associated with cloud services are specified by properties in this model by describing dynamic information about these services. The second phase consists of an autonomic process based on MAPE-K control loop, which is responsible for selecting, optimally, a multicloud configuration that meets the established requirements, and perform the adaptation. The adaptation strategy proposed is independent of the used programming technique for performing the adaptation. In this work we implement the adaptation strategy using various programming techniques such as aspect-oriented programming, context-oriented programming and components and services oriented programming. Based on the proposed steps, we tried to assess the following: (i) the process of modeling and the specification of non-functional requirements can ensure effective monitoring of user satisfaction; (ii) if the optimal selection process presents significant gains compared to sequential approach; and (iii) which techniques have the best trade-off when compared efforts to development/modularity and performance.

Modelagem molecular voltada para a construção de um nanobiossensor para detecção do herbicida Imazaquin

In this study, our goal was develop and describe a molecular model of the enzyme-inhibiting interaction which can be used for an optimized projection of a Microscope Force Atomic nanobiosensor to detect pesticides molecules, used in agriculture, to evaluate its accordance with limit levels stipulated in valid legislation for its use. The studied herbicide (imazaquin) is a typical member of imidazolinone family and is an inhibitor of the enzymatic activity of Acetohydroxiacid Synthase (AHAS) enzyme that is responsible for the first step of pathway for the synthesis of side-chains in amino acids. The analysis of this enzyme property in the presence of its cofactors was made to obtain structural information and charge distribution of the molecular surface to evaluate its capacity of became immobilized on the Microscopy Atomic Force tip. The computational simulation of the system, using Molecular Dynamics, was possible with the force-field parameters for the cofactor and the herbicides obtained by the online tool SwissParam and it was implemented in force-field CHARMM27, used by software GROMACS; then appropriated simulations were made to validate the new parameters. The molecular orientation of the AHAS was defined based on electrostatic map and the availability of the herbicide in the active site. Steered Molecular Dynamics (SMD) Simulations, followed by quantum mechanics calculations for more representative frames, according to the sequential QM/MM methodology, in a specific direction of extraction of the herbicide from the active site. Therefore, external harmonic forces were applied with similar force constants of AFM cantilever for to simulate herbicide detection experiments by the proposed nanobiosensor. Force value of 1391 pN and binding energy of -14048.52 kJ mol-1 were calculated.

Modelo para formação dinâmica de rede de fornecedores em empresas estendidas

Supply chains have become an important focus for competitive advantage. The performance of a company increasingly depends on its ability to maintain effective and efficient relationships with its suppliers and customers. The extended enterprise (i.e. composed of several partners) needs to be dynamically formed in order to be agile and adaptable. According to the Digital Manufacturing paradigm, companies have to be able to quickly share and disseminate information regarding planning, designing and manufacturing of products. Additionally, they must be responsive to all technical and business determinants, as well as be assessed and certified for guaranteed performance. The current research intends to present a solution for the dynamic composition of the extended enterprise, formed to take advantage of market opportunities quickly and efficiently. A construction model was developed. This construction model consists of: information model, protocol model and process model. The information model has been defined based on the concepts of Supply Chain Operations Reference model (SCOR®). In this model is defined information for negotiating the participation of candidate companies in the dynamic establishment of a network for responding to a given demand for developing and manufacturing products, in seven steps as follows: request for information; request for qualification; alignment of strategy; request for proposal; request for quotation; compatibility of process; and compatibility of system. The protocol model has been elaborated and inspired in the OSI, this model provides a framework for linking customers and suppliers, indicates a sequence to be followed, in order to selecte companies to become suppliers. The process model has been implemented by means of process modeling according to the BPMN standard and, in turn, implemented as a web-based application that runs the process through its several steps, which uses forms to gather data. An application example in the context of the oil and gas industry is used for demonstrating the solution concept.

Modelagem univariada e regressão múltipla na análise da oferta e do preço do boi gordo no mercado brasileiro

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronegócios, 2016.

Análise estequiométrica da dinâmica não-linear de redes de reações químicas

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016.

Modelling early transitions toward autonomous protocells.

252 p.

Análise de modelos geológicos utilizando percolação dinâmica

In the present study we elaborated algorithms by using concepts from percolation theory which analyze the connectivity conditions in geological models of petroleum reservoirs. From the petrophysical parameters such as permeability, porosity, transmittivity and others, which may be generated by any statistical process, it is possible to determine the portion of the model with more connected cells, what the interconnected wells are, and the critical path between injector and source wells. This allows to classify the reservoir according to the modeled petrophysical parameters. This also make it possible to determine the percentage of the reservoir to which each well is connected. Generally, the connected regions and the respective minima and/or maxima in the occurrence of the petrophysical parameters studied constitute a good manner to characterize a reservoir volumetrically. Therefore, the algorithms allow to optimize the positioning of wells, offering a preview of the general conditions of the given model s connectivity. The intent is not to evaluate geological models, but to show how to interpret the deposits, how their petrophysical characteristics are spatially distributed, and how the connections between the several parts of the system are resolved, showing their critical paths and backbones. The execution of these algorithms allows us to know the properties of the model s connectivity before the work on reservoir flux simulation is started

Enriquecimento semântico de modelos ecológicos baseados em raciocínio qualitativo : um estudo de caso sobre a dinâmica de comunidades de vegetação lenhosa no cerrado brasileiro

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2015.

Dinâmica do desflorestamento em lotes de uso alternativo do projeto de desenvolvimento sustentável esperança, Anapu, PA.

A região da rodovia Transamazônica, Estado do Pará, constitui uma das áreas críticas de desflorestamento na Amazônia, fruto das transformações socioeconômicas que tem atravessado. Neste trabalho é avaliada espacialmente, a partir de imagens Landsat (2008 e 2015), a dinâmica do desflorestamento em lotes de uso alternativo do Projeto de Desenvolvimento Sustentável Esperança. Verificou-se que no ano de 2008 foi registrada uma incidência mínima de desflorestamento nesses lotes, em oposição ao seu incremento decorridos sete anos, ainda que em taxas consideradas baixas. Uma tipologia estabelecida para o grau de desflorestamento enquadra a maioria dos lotes em 2008 na categoria de fraco desflorestamento, enquanto que em 2015 os registros desta categoria apresentaram redução, em detrimento do crescimento de lotes com intenso e moderado desflorestamento.

A IMPORTÂNCIA DA GERAÇÃO DO FATOR TOPOGRÁFICO (LS) DA EUPS PARA MODELAGEM EROSIVA DE BACIA HIDROGRÁFICA

A erosão é um grande problema para a sociedade e resulta em problemas ambientais e econômicos. Assim, o presente trabalho tem como objetivo analisar e identificar, através da elaboração e interpretação do Mapa de Fator Topográfico (Fator LS) da EUPS (Equação Universal de Perdas de Solo) em ambiente computacional, setores potencialmente susceptíveis aos processos erosivos na Bacia do Córrego Ibitinga na cidade de Rio Claro (Brasil - SP). Nos procedimentos metodológicos, é utilizada a abordagem sistêmica, onde o relevo e os seus componentes são analisados de forma integrada. Para a elaboração da Carta é necessária a criação das Cartas de Extensão de Vertentes e Classes de Declividade e, posteriormente cruzamento em ambiente GIS, produzindo a Carta de Fator Topográfico que indica os setores mais susceptíveis à dinâmica erosiva. Observou-se que as linhas de cumeada são suaves e possuem baixas vulnerabilidades erosivas. No entanto, uma ruptura topográfica representa uma diferenciação erosiva e aumento da declividade, gerando suscetibilidade do setor à erosão. Este maior potencial de erosão produz-se nos altos cursos d' água e também acompanhando toda a linha de ruptura topográfica que contorna o lado esquerdo do curso principal.