Simulação tridimensional adaptativa da separação das fases de uma mistura bifásica usando a equação de Cahn-Hilliard

Simulamos a separação dos componentes de uma mistura bifásica com a equação de Cahn-Hilliard. Esta equação contém intrincados termos não lineares e derivadas de alta ordem. Além disso, a delgada região de transição entre os componentes da mistura requer muita resolução. Assim, determinar a solução numérica da equação de Cahn-Hilliard não é uma tarefa fácil, principalmente em três dimensões. Conseguimos a resolução exigida no tempo usando uma discretização semi-implícita de segunda ordem. No espaço, obtemos a precisão requerida utilizando malhas refinadas localmente com a estratégia AMR. Essas malhas se adaptam dinamicamente para recobrir a região de transição. O sistema linear proveniente da discretização é solucionado por intermédio de técnicas multinível-multigrid.

O efeito país sobre o desempenho da firma: uma abordagem multinível

Este trabalho analisou a influência do país sobre o desempenho das firmas. A análise empírica tomou por base uma amostra de 83.641 observações de 10.927 firmas em 37 países e 224 indústrias, em um período de 10 anos. Um modelo linear hierárquico de três níveis com classificação cruzada permitiu identificar que a importância relativa dos efeitos país, indústria e interação indústria-país é semelhante e, em conjunto, aproximadamente da mesma magnitude do efeito firma. Além de estimar a importância do efeito país, o trabalho analisou a infl uência individual de cada país sobre o desempenho das fi rmas, o que permitiu a elaboração de um ranking de países com base na lucratividade das fi rmas.

Conversor multinível NPC de cinco níveis como ondulador de tensão ligado à rede

O crescimento da utilização de accionamentos electromecânicos de velocidade variável entre outros dispositivos que necessitam de tensões elevadas, na ordem dos kV e com elevados níveis de qualidade, despertou o interesse pelos conversores multinível. Este tipo de conversor consegue alcançar elevadas tensões de funcionamento e simultaneamente melhorar a qualidade das formas de onda de tensão e corrente nas respectivas fases. Esta dissertação de mestrado tem por objectivo apresentar um estudo sobre o conversor multinível com díodos de ligação ao neutro (NPC – neutral point clamped), de cinco níveis utilizado como ondulador de tensão ligado à rede. O trabalho começa por desenvolver o modelo matemático do conversor multinível com díodos de ligação ao neutro de cinco níveis e a respectiva interligação com a rede eléctrica. Com base no modelo do conversor são realizadas simulações numéricas desenvolvidas em Matlab-Simulink. Para controlo do trânsito de energia no conversor é utilizando controlo por modo de deslizamento aplicado às correntes nas fases. As simulações efectuadas são comparadas com resultados de simulação obtidos para um ondulador clássico de dois níveis. Resultados de simulação do conversor multinível são posteriormente comparados com resultados experimentais para diferentes valores de potências activa e reactiva. Foi desenvolvido um protótipo experimental de um conversor multinível com díodos de ligação ao neutro de cinco níveis e a respectiva electrónica associada para comando e disparo dos semicondutores de potência.

Fatores associados à evolução ponderal de gestantes: uma análise multinível

OBJETIVO: Avaliar a influência de fatores socioeconômicos, reprodutivos e comportamentais sobre a evolução do peso durante a gestação. MÉTODOS: O peso corporal foi mensurado prospectivamente em uma coorte de 215 gestantes saudáveis atendidas por um serviço público de pré-natal do Município de São Paulo, no período de 1997 a 1998. Os critérios de inclusão foram: idade > 18 anos e início do pré-natal com idade gestacional < 16 semanas. A relação entre as variáveis independentes com a evolução do peso durante a gestação foi avaliada mediante análise multinível linear hierarquizada, analisada pelo teste de máxima verossimilhança. RESULTADOS: Na análise multinível, os fatores significantemente associados ao ganho de peso gestacional foram IMC inicial, escolaridade, situação marital e paridade. As equações obtidas permitiram identificar o efeito individualizado de cada uma das características: IMC inicial eutrófico, escolaridade >4 anos, ausência de companheiro e primiparidade proporcionam acréscimos de 3,0 kg, 1,9 kg, 2,3 kg e 2,4 kg, respectivamente, no ganho de peso total durante a gestação. CONCLUSÕES: O IMC inicial, escolaridade e paridade são características maternas que, com o estado marital, devem ser consideradas no desenvolvimento de estratégias para a promoção de um ganho de peso adequado durante a gestação.

Análise multinível das variações no índice de massa corporal entre adultos, Brasil, 2006

OBJETIVO: Analisar variações do índice de massa corporal (IMC) entre adultos segundo fatores individuais e características ambientais das cidades. MÉTODOS: Foram utilizados dados de 2006 do Sistema de Vigilância de Fatores de Risco e Proteção para Doenças Crônicas por Inquérito Telefônico (VIGITEL). Trata-se de inquérito baseado em entrevistas telefônicas realizadas em amostras probabilísticas da população com idade >18 anos nas 26 capitais estaduais brasileiros e no Distrito Federal. A análise de fatores associados incluiu variáveis socioeconômicas e demográficas, individuais e ambientais da cidade referentes a 49.395 participantes do VIGITEL. O consumo alimentar foi avaliado por escore de alimentação saudável e pelo consumo de frutas e hortaliças cinco ou mais vezes por dia. Atividade física foi avaliada pela freqüência e duração de exercícios, e pela presença local de equipamentos para realizá-los. As associações foram testadas em modelos lineares multinível (p<0,05). RESULTADOS: As associações do IMC com as variáveis explicativas individuais diferiram entre os sexos. Escolaridade associou-se positivamente ao IMC em homens e negativamente em mulheres. Consumo de frutas e hortaliças associou-se positivamente ao IMC em homens. Para ambos, a existência de localidades para realizar exercícios associou-se negativamente com o IMC. CONCLUSÕES: Embora haja grande discrepância nas médias de IMC entre as cidades brasileiras, a existência de local para atividade física, características econômicas e de consumo alimentar pouco explicaram a variação no IMC.

Fatores associados à incapacidade funcional dos idosos no Brasil: análise multinível

OBJETIVO: Analisar a influência dos fatores demográficos, socioeconômicos, de condições de saúde e do contexto das unidades da federação na incapacidade funcional dos idosos. MÉTODOS: Estudo transversal que utilizou dados da Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílio (PNAD) de 2003, do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Ipea). A amostra foi constituída de 33.515 indivíduos com 60 anos ou mais de idade. A variável dependente foi a incapacidade funcional, mensurada pela dificuldade por subir ladeira ou escada. As variáveis independentes foram divididas em dois níveis: individual (características demográficas, socioeconômicas e relativas à saúde) e de contexto (Índice de Gini e Produto Interno Bruto per capita por unidade da federação em 2000). Um modelo de regressão logística multinomial multinível foi utilizado para estimar o efeito das variáveis independentes na incapacidade funcional dos idosos. RESULTADOS: A incapacidade funcional foi associada com fatores demográficos, socioeconômicos e de saúde. Em nível individual, o sexo, a educação, a renda, a ocupação, a autopercepção de saúde e as doenças crônicas foram os fatores mais fortemente relacionados. Em nível de contexto, a desigualdade de renda exibiu uma importante influência. CONCLUSÕES: A autopercepção de saúde é o fator mais fortemente relacionado com a incapacidade funcional dos idosos no Brasil, seguida das doenças crônicas. Sexo, ocupação, escolaridade e renda também são altamente associados. Ações que abordam os principais fatores associados à incapacidade funcional podem contribuir significativamente para o bem-estar e qualidade de vida dos idosos.

Desigualdades sociais e doença periodontal no estudo SBBrasil 2010: abordagem multinível

OBJETIVO: Estimar a prevalência e a distribuição geográfica da doença periodontal na população adulta brasileira e sua associação com desigualdades sociais contextuais e individuais. MÉTODOS: Foram utilizados dados dos adultos de 35 a 44 anos de idade da Pesquisa Nacional de Saúde Bucal – SBBrasil 2010 (n = 9.564). O Índice Periodontal Comunitário (CPI) e o Índice de Perda Periodontal (PIP) foram usados para definir a doença periodontal em “moderada a grave” (CPI > 2 e PIP > 0) e “grave” (CPI > 2 e PIP > 1). As desigualdades sociais contextuais incluíram o índice de desenvolvimento humano e a desigualdade de renda (Índice de Gini). Outras variáveis contextuais foram a cobertura de equipes de saúde bucal da Estratégia de Saúde da Família e o percentual de adultos fumantes. Modelos de regressão logística multinível para os participantes com dados completos (n = 4.594) foram usados para estimar odds ratios (OR) e intervalos de 95% de confiança (IC95%) entre desigualdades sociais e doença periodontal. RESULTADOS: A prevalência da doença periodontal “moderada a grave” em brasileiros adultos foi de 15,3% e 5,8% para a condição “grave”, com variações consideráveis entre os municípios. Dentre as variáveis contextuais, a desigualdade de renda foi independentemente associada com a doença periodontal “grave” (OR = 3,0; IC95% 1,5;5,9). A menor cobertura de equipes de saúde bucal foi associada com as duas formas de doença periodontal, enquanto o percentual de fumantes manteve-se associado com a doença periodontal “moderada a grave”. Adultos com idade mais avançada, de cor de pele parda, sexo masculino, menor renda familiar e menor escolaridade apresentaram maiores chances para ambas as condições periodontais investigadas. CONCLUSÕES: No Brasil, a prevalência da doença periodontal variou conforme o município e a definição de doença empregada. A desigualdade de renda teve um papel importante na ocorrência da doença periodontal “grave”. Características individuais de posição social foram associadas com as duas formas de doença periodontal.

Modelos de regressão multinível no estudo do desempenho escolar

Dissertação de mestrado em Estatística

Maturidade do endividamento, desenvolvimento financeiro e instituições legais: análise multinível em empresas latino-americanas

RESUMONesta pesquisa, investiga-se a influência de diferentes grupos de fatores na variância da maturidade do endividamento corporativo na América Latina. Para isso, foi utilizado o Modelo Linear Hierárquico, que possibilita o aninhamento de variáveis em diferentes níveis. Ao longo do estudo, procedeu-se à análise fatorial com o objetivo de mensurar o nível de desenvolvimento financeiro e da qualidade das instituições dos países da amostra. Os resultados sugerem que as variações, ao longo do tempo e entre as empresas, são as maiores fontes de variações na maturidade do endividamento. Além disso, o tamanho e a liquidez da empresa, a taxa real de juros e o desenvolvimento financeiro do país sobressaem-se como principais determinantes da maturidade das dívidas. Finalmente, as medidas de desenvolvimento financeiro e qualidade das instituições impactaram indiretamente na maturidade do endividamento por meio da variável tamanho.

O efeito da concentração regional das indústrias sobre o desempenho das firmas: uma abordagem multinível

Este trabalho teve como objetivo avaliar a relação entre as concentrações industriais e o desempenho financeiro das empresas nelas instaladas. A revisão de literatura sustentou a formulação das hipóteses deste trabalho, que partiram do pressuposto de que a localização em concentrações industriais proporciona às firmas maior retorno sobre ativos, retorno operacional sobre ativos, giro dos ativos e slack organizacional, em relação às empresas não concentradas. A indústria de manufatura do estado de São Paulo foi o setor escolhido para análise. Para o mapeamento das concentrações industriais, foram utilizados os dados da base de empregos e estabelecimentos da RAIS, referentes ao período 1996-2005. A identificação das concentrações industriais permitiu à SERASA, empresa de análises e informações para decisões de crédito e apoio a negócios, elaborar uma base de dados de empresas localizadas no estado de São Paulo, mediante o fornecimento da relação dos setores industriais caracterizados pela presença de concentrações. Inicialmente com 8.637 registros, a base foi reduzida a 4.280 registros, correspondentes a 509 firmas pertencentes a 23 diferentes indústrias. Após a seleção dos dados, a variável que identifica as áreas do estado de São Paulo com concentrações industriais foi inserida na base da SERASA, permitindo, dessa forma, a realização das análises deste trabalho. Por meio da técnica estatística de modelos multiníveis, foi possível constatar que não há evidências suficientes para afirmar que a localização em concentrações industriais proporciona às empresas maior retorno sobre ativos, retorno operacional sobre ativos, giro dos ativos ou slack organizacional, em relação às empresas não localizadas em concentrações. No entanto, a decomposição da variância desses indicadores permitiu constatar que o município e a forma como um município e uma indústria interagem são determinantes na variabilidade desses indicadores. Este resultado sugere que a localização importa, e muito, na forma como as empresas irão se desempenhar. As análises ainda permitiram estimar o efeito de cada interação entre indústria e município sobre os indicadores propostos. Além da constatação de uma grande variabilidade desses efeitos, não foi detectada uma diferença significativa entre os efeitos das interações com e sem concentrações industriais. Portanto, outros fatores específicos a essas interações, que não a concentração industrial, seriam capazes de explicar porque algumas interações possuem efeitos muitos positivos sobre suas empresas, enquanto outras, efeitos muito pequenos ou negativos. As limitações inerentes a este trabalho impedem a generalização de seus resultados. No entanto, acredita-se que as suas contribuições sejam capazes de mostrar novas possibilidades de pesquisa no campo das concentrações industriais, a fim de compreender a real importância deste fenômeno para a competitividade das empresas.

Uma análise multinível do efeito país sobre o desempenho das firmas

A importância relativa de diversas origens da heterogeneidade do desempenho das firmas tem sido discutida em termos teóricos e testada empiricamente, com ênfase nos efeitos da indústria, da corporação, dos recursos idiossincráticos da firma e do ano. Este trabalho estudou a influência do país sobre o desempenho das firmas. Efeitos significantes e significativos do país e da interação indústria-país foram identificados. A amostra analisada incluiu mais de 80.000 observações e 11.000 firmas em 37 países e 256 indústrias em um período de 10 anos. Um modelo linear hierárquico com quatro níveis permitiu identificar que os efeitos país, indústria e indústria-país têm aproximadamente a mesma importância relativa e, em conjunto, quase a mesma magnitude do efeito firma. A relevância destes efeitos foi consistente entre as diferentes divisões do SIC (Standard Industrial Classification) assim como se manteve estável ao longo do tempo. Um modelo para explicação da variância do desempenho entre países foi proposto e estimado, em caráter exploratório, na análise da relação entre competitividade das nações e rentabilidade das firmas.

Métodos multigrid paralelos em malhas não estruturadas aplicados à simulação de problemas de dinâmica de fluidos computacional e transferência de calor

Fenômenos naturais, tecnológicos e industriais podem, em geral, ser modelados de modo acurado através de equações diferenciais parciais, definidas sobre domínios contínuos que necessitam ser discretizados para serem resolvidos. Dependendo do esquema de discretização utilizado, pode-se gerar sistemas de equações lineares. Esses sistemas são, de modo geral, esparsos e de grande porte, onde as incógnitas podem ser da ordem de milhares, ou até mesmo de milhões. Levando em consideração essas características, o emprego de métodos iterativos é o mais apropriado para a resolução dos sistemas gerados, devido principalmente a sua potencialidade quanto à otimização de armazenamento e eficiência computacional. Uma forma de incrementar o desempenho dos métodos iterativos é empregar uma técnica multigrid. Multigrid são uma classe de métodos que resolvem eficientemente um grande conjunto de equações algébricas através da aceleração da convergência de métodos iterativos. Considerando que a resolução de sistemas de equações de problemas realísticos pode requerer grande capacidade de processamento e de armazenamento, torna-se imprescindível o uso de ambientes computacionais de alto desempenho. Uma das abordagens encontradas na literatura técnica para a resolução de sistemas de equações em paralelo é aquela que emprega métodos de decomposição de domínio (MDDs). Os MDDs são baseados no particionamento do domínio computacional em subdomínios, de modo que a solução global do problema é obtida pela combinação apropriada das soluções obtidas em cada um dos subdomínios Assim, neste trabalho são disponibilizados diferentes métodos de resolução paralela baseado em decomposição de domínio, utilizando técnicas multigrid para a aceleração da solução de sistemas de equações lineares. Para cada método, são apresentados dois estudos de caso visando a validação das implementações. Os estudos de caso abordados são o problema da difusão de calor e o modelo de hidrodinâmica do modelo UnHIDRA. Os métodos implementados mostraram-se altamente paralelizáveis, apresentando bons ganhos de desempenho. Os métodos multigrid mostraram-se eficiente na aceleração dos métodos iterativos, já que métodos que utilizaram esta técnica apresentaram desempenho superior aos métodos que não utilizaram nenhum método de aceleração.

"MGLTSmn" : aproximação angular "multigrid" em uma placa plana

Neste trabalho, desenvolve-se um método “multigrid” para a aproximação angular da solução da equação de transporte de partículas em uma placa plana, baseado na formulação LTSN com dependência contínua na variável angular. Para tanto, aplica-se a formulação LTSN sobre o conjunto de equações SN para determinar o fluxo angular de partículas nas N direções discretas referentes a uma malha grossa (N pequeno) e em seguida, usando os fluxos conhecidos, aplica-se a formulação LTSN com dependência angular contínua, para avaliar o fluxo angular nas M direções discretas referentes a uma malha fina (M grande). São apresentadas simulações numéricas que ilustram a capacidade desse método, denotado por MGLTSMN , no que diz respeito à redução do esforço computacional na aproximação da solução para problemas que requerem elevadas ordens de quadratura e alto grau de anisotropia.

Análise da distribuição de um simulador multinível

A validação de projetos de sistemas eletrônicos pode ser feita de diversas maneiras, como tem sido mostrado pelas pesquisas em síntese automática e verificação formal. Porém, a simulação ainda é o método mais utilizado. O projeto de um sistema digital típico pode ser desenvolvido em diversos níveis de abstração, como os níveis algorítmico, lógico ou analógico. Assim, a simulação também deve ser executada em todos esses níveis. A simulação apresenta, contudo, o inconveniente de não conseguir conciliar uma alta acuracidade de resultados com um baixo tempo de simulação. Quanto mais detalhada é a descrição do circuito, maior é o tempo necessário para simulá-lo. O inverso também é verdadeiro, ou seja, quanto menor for a acuracidade exigida, menor será o tempo dispendido. A simulação multinível tenta conciliar eficiêencia e acuracidade na simulação de circuitos digitais, propondo que partes do circuito sejam descritas em diferentes níveis de abstração. Com isso, somente as partes mais críticas do sistema são descritas em detalhes e a velocidade da simulação aumenta. Contudo, essa abordagem não é suficiente para oferecer um grande aumento na velocidade de simulação de grandes circuitos. Assim, surge como alternativa a aplicação de técnicas de processamento distribuído à simulação multinível. Os aspectos que envolvem a combinação dessas duas técnicas são abordados nesse trabalho. Como plataforma para os estudos realizados, optou-se por usar duas ferramentas desenvolvidas nessa Universidade: os simuladores do Sistema AMPLO e o Sistema Operacional HetNOS. São estudadas técnicas de sincronização em sistemas distribuídos, fundamentais para o desenvolvimento dos simuladores e, finalmente, são propostas alternativas para a distribuição dos simuladores. É realizada, ainda, uma análise comparativa entre as versões propostas.

Recessão e desempenho das firmas: uma abordagem multinível de curva de crescimento

Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento do desempenho das firmas durante um período de contração da atividade econômica. Mais especificamente, abordou-se a recessão norte-americana de 2001. A amostra de empresas analisada, proveniente da Compustat, incluía observações anuais entre 1998 e 2004 de 510 firmas atuantes em 55 diferentes indústrias de manufatura. O desempenho foi operacionalizado por três indicadores de natureza contábil. Um modelo multinível de curva de crescimento permitiu a análise do impacto da crise sobre o desempenho das empresas. A decomposição da variabilidade do impacto da recessão sobre o desempenho indicou que o efeito firma é predominante, ou seja, a variação da performance na crise é determinada principalmente por características idiossincráticas das firmas e não por atributos dos setores em que estas atuam. No entanto, o efeito setor mostrou-se mais relevante durante a recessão do que em momentos de estabilidade econômica. Os achados relativos à correlação entre o impacto da crise e o desempenho anterior das empresas indicaram que a recessão não amplificou as diferenças de desempenho existentes entre as firmas antes da crise, mas alterou a posição relativa de suas performances. Esses resultados sugerem que características das firmas que oferecem vantagem competitiva em momentos de crescimento econômico não as tornam necessariamente menos sensíveis ao efeito de uma recessão. A folga organizacional disponível, que tem como componente fundamental as reservas de caixa, foi analisada como variável explicativa do impacto da recessão sobre o desempenho no nível das firmas. A hipótese de uma relação em forma de “U” invertido foi testada e não confirmada. Uma relação linear negativa e significante foi identificada, ou seja, empresas com elevados níveis de caixa sofreram mais durante a recessão. Esse resultado é justificado, em termos teóricos, pela complacência gerada nos gestores pelo excesso de folga, que pode levá-los a não se adaptar ao novo contexto econômico, mas apenas a utilizar os recursos líquidos para pagar o preço do descompasso das firmas com o ambiente externo. Esse achado mostrou-se robusto nas três diferentes operacionalizações de desempenho e em duas medidas de folga organizacional disponível. O crescimento das firmas durante a recessão também foi controlado, de maneira que esse resultado não representou apenas um trade-off entre crescimento e rentabilidade; ou seja, não derivou da escolha das firmas de utilizarem a crise como oportunidade para expandir sua participação no mercado, mesmo que em detrimento da rentabilidade de curto prazo. Em termos de implicações gerenciais, esses achados sugerem que as crises econômicas merecem atenção especial das firmas, e que um bom desempenho em momentos de estabilidade não assegura o sucesso durante a recessão. O simples acúmulo de caixa, no entanto, não se mostra como uma medida preventiva adequada, e a tendência de acúmulo de reservas de recursos líquidos das firmas como precaução frente a flutuações macroeconômicas deve ser tomada com cautela. Apesar da amplitude do estudo, a amostra utilizada incluiu apenas firmas que se mantiveram ativas entre 1998 e 2000, reduzindo o espectro de aplicações dos resultados auferidos