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The aim of this paper is to investigate the unstable nature of pressure computation focusing on incompressible flow modeling through the projection-based particle methods. A new approach from the original viewpoint of the momentum conservation regarding particle-level collisions, hereinafter refered to as time-scale correction of particle-level impulses (TCPI), is proposed to derive new source terms of pressure Poisson equation (PPE). This results in more stable computations with drastic reduction of unphysical pressure oscillations and more robust simulation with pressure magnitudes almost independent to time step. Moreover, compared to other strategies, no additional computational effort is required, its implementation is extremely simple, and the only numerical parameter is the propagation speed of the perturbations, of which the calibration is much more straightforward due to its physical meaning. Simulations were carried out using moving particle semi-implicit (MPS) method improved by the proposed approach. The comparisons of computed results with theoretical and experimental ones confirmed the effectiveness of the proposed approach., Comment: 70 Pages, 35 Figures

In a companion paper, Ojeda-Rojas et al. (2021) [1] describe a stochastic agent-based simulation (ABS) model of a cow-calf operation on a commercial farm in São Paulo, Brazil. The model's parameterization was based on data collected from two sources: a real beef cattle herd and related scientific literature. Based on the mentioned simulation model, this study aims to assess the economic outcome of 10 different reproductive scenarios: Natural mating only (ONM); one timed artificial insemination (TAI) plus natural mating (NM) (1TAI + NM); two TAI plus NM, with 24, 32, and 40 days between TAI (2TAI/24 + NM, 2TAI/32 + NM, and 2TAI/40 + NM, respectively); three TAI without NM, with 24, 32, and 40 days between TAI (3TAI/24, 3TAI/32, and 3TAI/40, respectively); and three TAI plus NM, with an interval between TAI of 24 (3TAI/24 + NM) and 32 days (3TAI/32 + NM). The simulation was performed on an animal-by-animal basis over a time horizon of 5000 days. Each scenario had 32 farms, and each farm kept up to 400 adult females. According to the scenario, a bull population was composed of 0, 7, or 15 individuals. The outcomes, represented as means ± standard deviations, were assessed after reaching a steady-state (1825 days). The model outcomes showed that the 3TAI/24 + NM scenario resulted in higher incomes (US$ 96,479.19 ± 709.81), whereas the ONM scenario had the lowest incomes (US$ 79,753.37 ± 741.87). The 3TAI/24 + NM (US$ 101.720.63 ± 79.21) and ONM (US$ 90.898.58 ± 59.17) scenarios presented the highest and lowest total operating costs (TOC), respectively. However, when TOC was evaluated per kg of the weaned calf, the highest and lowest costs were associated with the ONM (US$ 2.81 ± 0.03/kg) and 2TAI/24 + NM (US$ 2.17 ± 0,04/kg) scenarios, respectively. Our model suggests that reproductive strategies that use TAI have a better economic performance than those under NM. However, when performing three TAI with an interval of 40 days, the benefit was lower; in some cases, it was even worse than the ONM. Combining TAI with early pregnancy diagnosis resulted in better economic performance than other TAI programs and NM. The 2TAI/24 + NM scenario outperformed the others due to the contrast between its high income and moderate costs. Beef cattle production is a highly complex system. Simulations models, specifically ABS models, could make the decision-making process on complex systems straightforward and effective. Furthermore, ABS models can overcome the limitations of conventional research approaches, such as high costs and long experimentation periods.

O conceito de Tecnologia da Informação Verde, cujo termo em inglês é Green IT, refere-se a tecnologias e sistemas de informação sustentáveis, além de práticas ambientalmente corretas no âmbito da TI (Tecnologia da Informação). As Universidades, que possuem papel de propagar e aplicar conhecimentos, detêm importante função como difusoras das ideias relacionados a Green IT. Portanto, faz-se necessário o estudo de maneiras de se alcançar medidas sustentáveis nestas instituições de ensino. Baseando-se neste pressuposto o objetivo principal da presente pesquisa é avaliar, via simulação computacional, o impacto ambiental de laboratórios de informática de uma universidade quanto ao consumo de energia e emissão de CO2, ressaltando que, por meio destas métricas, foi possível calcular o valor do indicador de ecoeficiência. Realizou-se, também, a revisão na literatura referente a abordagem integrada dos temas Green IT e Universidade Sustentável, utilizou-se o método de análise de cocitações em múltiplas perspectivas que permitiu o estudo de quais são os autores mais assíduos em pesquisas sobre os temas, palavras chaves mais utilizadas e quais são os tópicos mais abordados quando os temas são estudados em conjunto. A novidade é que a integração dos conceitos de Universidade Sustentável e Green IT ainda não foram abordados de forma conjunta no Campus que será objeto de estudo da pesquisa. Logo, os resultados gerados com a pesquisa são de importância para o desenvolvimento científico da universidade. Os resultados obtidos com a junção destas abordagens contribuirão para o alcance de algumas abordagens referentes a universidades sustentáveis e poderão ser utilizados por universidades nacionais e internacionais. Além disso, torna-se possível o fortalecimento de pesquisas científicas que possuem cunhos interdisciplinar/transversal. The concept of Green IT refers to sustainable technologies and information systems, as well as environmentally correct practices in the field of Information Technology. Universities, which have the role of propagating and applying knowledge, play an important role as disseminators of ideas related to Green IT. Therefore, it is necessary to study ways to achieve sustainable measures in these educational institutions. Based on this assumption, the main objective of the present research is to evaluate, through computer simulation, the environmental impact of a university's computer laboratories in terms of energy consumption and CO2 emission. Through these metrics, it was possible to calculate the value of the eco-efficiency indicator. A review of the literature on the integrated approach of green it and sustainable university themes was also carried out. The method of analysis of cocitations in multiple perspectives was used, which allowed the evaluation of which authors are most frequent in research on the themes , most commonly used keywords, and which topics are best covered when themes are studied together. The novelty is that the integration of the concepts of Sustainable University and Green IT have not yet been approached together in the Campus that will be the target of the research. Therefore the results generated with the research are of importance for the scientific development of the university. The results obtained by joining these approaches will contribute to the achievement of some approaches to sustainable universities, and may be used by national and international universities. In addition, it becomes possible to strengthen scientific researches that have interdisciplinary / transversal traits.

Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-10-18T21:08:21Z No. of bitstreams: 1 IgorGiraoPeresVianna.pdf: 1924891 bytes, checksum: 20d42f49090ebeb1b441e283fc2f0992 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-18T21:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IgorGiraoPeresVianna.pdf: 1924891 bytes, checksum: 20d42f49090ebeb1b441e283fc2f0992 (MD5) Previous issue date: 2019-03 As atividades de exploração e produção de óleo e gás (E&P) offshore têm imposto grandes desafios à área de planejamento e operação de recursos e infraestrutura logísticos. A utilização adequada das embarcações supridoras é fundamental para a manutenção de uma operação eficiente e com custo aceitável, dado que a quantidade de cargas movimentada é grande. Neste trabalho são apresentadas e comparadas quatro estratégias diferentes de alocação de barcos às cargas e às unidades marítimas: a primeira conhecida como regra FIFO, duas heurísticas gulosas de alocação e um método exato de otimização. Para a realização dessa comparação foi desenvolvido um simulador de eventos discretos que visa replicar as condições operacionais presentes no cenário offshore brasileiro e selecionado um grupo de indicadores que forneçam um panorama geral dos principais pontos da operação. Ao final são apresentados resultados que demonstram a validade da utilização de estratégias baseadas em heurísticas, já que apresentam valores próximos dos obtidos com o método exato de otimização, porém, em um menor tempo computacional e sem a necessidade da utilização de programas externos. Offshore oil and gas exploration and production activities have imposed major challenges to planning and operation of resources and logistics infrastructure. Proper dimensioning and use of supply vessels are essential tasks to hold an efficient and costeffective operation, since the amount of cargo handled is substantial. In this work, four different approaches for vessels allocation to maritime units and cargos are presented: one known as FIFO rule, two allocation greedy heuristics and one exact optimization method. To be possible compare the approaches the development of a discrete-event system simulator, which represents the operating conditions of Brazilian offshore scenario, was necessary. Associate with the simulator, the selection of a group of indicators that allowed an operation overview. The results evidence the useful of the approaches based on heuristics, because they present values close to the optimization method, but with shorter execution time.

There are many available methods capable of producing High-Fidelity Models (HFM) of electromagnetic systems. If the required precision is very high or the nature of the phenomenon that is being modeled is complex, a very large number of equations may have to be solved. If the model is used for applications where many different geometries or parameters must be considered, as is the case in design optimization, solving these equations many times can be very time consuming. To avoid the burden of this computation, Model Order Reduction (MOR) algorithms have been developed. They consist in procedures of finding Reduced Order Models (ROMs) that accurately describe the input/output behavior of the High-Fidelity Model but using only a very small number of equations. In this work, MORs techniques are analyzed and improved. Special attention is paid to Moment Matching. Problems like placement of expansion points, stability and numerical robustness are investigated. This has allowed the simulation and optimization of complex electromagnetic device. As examples of application we have presented a laminates bus bar and a wave scattering problem. In addition to that, a smart adaptive way of sampling the design space to allow fast optimization has been developed. The sampled points are used to perform interpolation and approximate the objective function in a very fast manner. Classic optimization techniques have also been coupled with the Reduced Order Models, accelerating the computations. The proposed approaches have been tested mainly in electromagnetic problems obtained by the Partial Equivalent Circuit Element (PEEC) method. Il y a des nombreuses méthodes capables de produire des modèles numériques très précis des systèmes électromagnétiques. Si la précision demandée est très importante ou la nature du phénomène modélisé est très complexe, il faudra résoudre un nombre élevé d’équations. Si le modèle est utilisé dans des applications où de nombreux paramètres doivent être pris en compte, comme c’est le cas de la conception optimale, la résolution de ces équations est souvent très couteuse. Pour éviter ce calcul, des algorithmes de réduction de modèle ont été développés. Il s’agit de procédures permettant de trouver des modèles réduits qui représentent la relation entrée/sortie du modèle fin de manière très précise mais en utilisant un nombre réduit d’équations. Dans cette thèse, les techniques de réduction de modèles sont analysées et améliorées. Une attention particulière est faite à la technique de correspondance des moments. Les problèmes de placement des points d’expansion, de stabilité et de précision sont plus particulièrement étudiés. Cela a permit la simulation et conception optimale de modèles électromagnétiques complexes qu’un jeu de bus-bar et un problème de diffusion d’ondes. De plus, nous avons développé une méthode d’échantillonnage adaptatif. Des algorithmes classiques d’optimisation ont été couplés aux modèles réduits permettant l’accélération des calculs. Les méthodes proposées ont été testés dans des problèmes électromagnétiques obtenus par la méthode « Partial Equivalent Circuit Element (PEEC) ».

Submitted by António Freitas (amsf@uma.pt) on 2017-01-05T14:25:00Z No. of bitstreams: 1 MestradoIvoFerreira.pdf: 2706263 bytes, checksum: aa09f5279187adf92fc250fcddd94c74 (MD5) Made available in DSpace on 2017-01-05T14:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MestradoIvoFerreira.pdf: 2706263 bytes, checksum: aa09f5279187adf92fc250fcddd94c74 (MD5) Previous issue date: 2016-09

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:13:16Z No. of bitstreams: 1 Felix do Rego Barros.pdf: 1256953 bytes, checksum: 43ed1221fa5efb9c826ae01e4dad3d60 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:13:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felix do Rego Barros.pdf: 1256953 bytes, checksum: 43ed1221fa5efb9c826ae01e4dad3d60 (MD5) Previous issue date: 2015-12-17 This dissertation aims to present an application developed in JAVA programming language to optimize solar water heating systems with central forced circulation (SAS) and generation of photovoltaic energy (PV) based on f-chart method. The program uses data from the Australian Solar Atlas, data collectors and thermal plans of standardized tests are performed within the Brazilian Labeling Program reservoirs, and the values of water consumption of the devices defined by ABNT. The program checks the slope of the collector that maximizes the annual solar fraction, or for the winter, and allows the use of arrays in series and parallel collectors. From the investment costs and O & M of solar heating systems, the program conducts economic analysis using classics like net present value, discounted return and internal rate of return with parameters. The program was validated through examples from the book of Duffie & Beckman and also by comparison with the results of a project developed at UFRGS, and obtained good agreement. Esta dissertação tem como objetivo apresentar um aplicativo desenvolvido em linguagem de programação JAVA para otimizar os sistemas de geração de energia fotovoltaico (FV) e de aquecimento solar de água com circulação forçada (SAS), com base no método f-Chart. O programa usa os dados do Atlas Solar brasileiro, os dados de coletores planos e de reservatórios térmicos cujos testes padronizados são executados dentro do Programa Brasileiro de Etiquetagem, e os valores de consumo de água dos aparelhos definidos pela ABNT. O programa verifica a inclinação do coletor que maximiza a fração solar anual, e permite o uso de matrizes em série e coletores paralelos. A partir dos custos de investimento e O & M de sistemas de aquecimento solar, o programa realiza a análise econômica usando parâmetros clássicos como valor presente líquido, retorno com desconto e taxa interna de retorno. O programa foi validado através de exemplos do livro de Duffie & Beckman e também pela comparação com os resultados de um projeto desenvolvido na UFRGS, tendo obtido êxito.

ResumoAlgoritmos Genéticos (AG) constituem-se numa técnica heurística de busca de soluções que pode ser aplicada em uma variedade de problemas na área de gestão da manufatura e estoques. Este artigo detalha a aplicação de um AG implementado em um simulador de plano de negócios, cujo objetivo é a determinação aproximada do mixde produção envolvendo mais de um produto, considerando ainda os preços estimados no mercado e restrições via gargalos de produção. O simulador contém os dados referentes à estrutura de matéria-prima e ao fluxo de produção, permitindo o cálculo de forma dinâmica do resultado operacional e lucratividade. Uma série de cenários é explorada, nela o AG tende a encontrar soluções heurísticas na tentativa de maximização do lucro líquido, calculado a partir do demonstrativo de resultado gerado no simulador, considerando-se, em alguns casos, um fator de penalização como restrição ao problema. AbstractGenetic Algorithms (GAs) consist of a set of robust search techniques that can be applied in a variety of problems in the manufacturing area and inventory management. This article details the use of a GA in a business plan simulation software, with the aim of determining the optimal mix of production involving more than one product, considering the market prices and restrictions on production bottlenecks. The simulator contains data on the structure of raw material and production flow, providing a dynamic calculation of operating income and profitability. Several scenarios are dealt, with the AG tending to find optimal solutions maximizing the net profit, taking into account production constraints, in some cases, through the use of objective function with a penalty factor.

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015 Submitted by Cristina Manessiez (camanessiez@fc.ul.pt) on 2016-01-08T14:59:24Z No. of bitstreams: 1 ulfc115926_tm_Artur_Vilela.pdf: 3174195 bytes, checksum: bca9938c9c96cae008832e52451bd4e7 (MD5) Made available in DSpace on 2016-01-08T14:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc115926_tm_Artur_Vilela.pdf: 3174195 bytes, checksum: bca9938c9c96cae008832e52451bd4e7 (MD5) Previous issue date: 2015

Brazil is one of the greatest sugarcane producers of the world, with figures that exceeds 620 million tons in 2010/2011 harvest season. There is an expectation of strong increase of Brazilian sugarcane production in next years due to increase in sales estimulated by the low production cost of sugar and alcohol and also the increase of the internal and external demands for ethanol, in substitution to fossil fuels. At the same time, environmental issues led the publication of a specific legislation that established a schedule to the next years to stop sugarcane burning previous to hand cutting, a traditional activity. This legal restriction brought a new scenario, as an increasing amount of biomass, that used to be burnt, will be available for other uses such as ethanol extra production, by technologies still in development or to energy generation, similar to what is done with bagasse (by means of cogeneration). Independent of its use, sugarcane and its biomass processing configures a complex operation as big volumes of materials are handled using high cost equipment which a high interaction among them. Several systems can be configured to do this task, varying equipments and settings of the operations performed by them. The selection of equipment and operational proceedings is one of the main tasks of managers at sugarcane mills. In order to help in decision taking situations, in this study, a discrete event simulation model was designed and modeled to represent sugarcane harvesting systems with biomass recovery. Conventional sugarcane harvesting and partial cleaning sugarcane harvesting were represented in a unique simulation model, as well as the correspondent alternatives of biomass recovery and delivery at mills. The operational characteristics of these systems were previously set in the model and can be modified through electronic spreadsheets, interfaced with the simulation model that manages the input and output of data. Field tests were done to evaluate equipment performance and generate data to the simulation model, which was used in two studies. In the first study, three sugarcane harvesting and biomass recovery systems were simulated using the data collected at each field test, representing those systems differently, under their own observed conditions. In the second study, the three systems were again compared, however, under the same conditions, with the same set of assumptions, in order to permit their comparison in equal basis. All scenarios considered a typical mill operation that processes two million tons of sugarcane per harvest season. The simulation model enabled the evaluation of the selected systems considering sugarcane and biomass production as well as their economic evaluation. O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de cana-de-açúcar, com processamento superior a 620 milhões de toneladas na safra 2010/2011. A perspectiva para os próximos anos é de forte crescimento da produção de açúcar e de etanol, impulsionada pelo aumento das vendas decorrentes do baixo custo de produção e do aumento do consumo de etanol, interno e externo, em substituição ao uso de combustíveis fósseis. Simultaneamente, a maior preocupação ambiental levou à implantação de leis que estipulam a redução gradativa da queima controlada, tradicionalmente utilizada no manejo da cana-de-açúcar previamente ao corte manual. Este fato estabeleceu uma mudança de cenário, pois, a biomassa que outrora era queimada, surgiu como subproduto passível de utilização, seja para a fabricação de etanol, por tecnologias ainda em desenvolvimento para escala comercial, ou para a geração de energia, da mesma forma que o bagaço (cogeração). Independente da destinação, o processamento da cana-de-açúcar e de sua biomassa caracteriza um sistema logístico complexo, pois grandes volumes de material são movimentados, utilizando equipamentos de alto custo e com algo grau de interação. Diversos sistemas podem ser configurados com a finalidade de processamento da cana e da biomassa, variando equipamentos e operações. A seleção destas opções constitui uma das principais tarefas da gestão das operações das usinas. Com o objetivo de auxiliar tomadas de decisão, neste trabalho desenvolveu-se um modelo de simulação de eventos discretos dos sistemas de colheita de cana-de-açúcar com aproveitamento da biomassa. Os processos de colheita de cana-de-açúcar com limpeza convencional e colheita com limpeza parcial foram representados em um único modelo, bem como as alternativas de recolhimento e entrega da biomassa. As características operacionais dos sistemas foram parametrizadas, sendo possível configurar cenários de interesse por meio de planilhas eletrônicas, que interagem com o modelo e facilitam a inserção de dados e a análise de resultados. Ensaios de campo foram conduzidos para testar o desempenho dos equipamentos e gerar dados para o modelo de simulação, que foi usado para realizar dois estudos. No primeiro estudo simularam-se três alternativas de sistemas de colheita de cana-deaçúcar e processamento de biomassa diferentemente, reproduzindo as condições operacionais observadas em cada ensaio de campo. No segundo estudo, os três sistemas foram novamente comparados, porém em igualdade de condições, com o mesmo conjunto de premissas, de forma a poder compará-los. Em todos os cenários adotou-se como padrão uma usina com capacidade de processamento de dois milhões de toneladas de cana por safra. O modelo permitiu avaliar os sistemas selecionados, tanto do ponto de vista operacional, com análise das produções de cana-de-açúcar e de biomassa, como também do ponto de vista econômico.

O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, sendo responsável pela geração de 3 milhões de empregos em toda a sua cadeia de suprimentos. A alimentação constante das moendas durante o período de safra depende do bom gerenciamento das operações de corte, carregamento e transporte de cana-de-açúcar das fazendas para as usinas. A entrega de cana-de-açúcar deve ser garantida para que o risco de parada da produção industrial de açúcar e álcool seja evitado. Este trabalho foca o desenvolvimento e a utilização de um modelo de simulação discreta para a determinhação do sistema de turnos de trabalho dos operadores de equipamentos agrícolas de uma usina no Estado de São Paulo, considerando os requisitos de moagem, o risco da falta de matéria-prima e o limite permitido das jornadas de trabalho. Quatro cenários foram propostos para avaliação, sendo o primeiro com a troca de turnos unificada às 7 e às 19 horas; e os demais com a entrada em operação de uma das frentes de corte e carregamento com 2, 4 e 6 horas de defasagem em relação às demais frentes (escalonamento). O cenário com escalonamento de quatro horas de defasagem apresentou o melhor desempenho ao conciliar a entrega de cana, as jornadas de trabalho e o risco de desabastecimento. A discussão é focada no caso selecionado, mas estudos similares podem ser aplicados a outras usinas de açúcar e álcool ou a outros processos do setor sucroalcooleiro. Brazil is the world´s greatest producer of sugarcane generating 3 million jobs within its supply chain. The continuous feeding of sugarcane mills during the harvest season strongly depends on the good management of harvest and operations of loading and transporting the sugarcane from farms to mills. A guaranteed delivery of sugarcane must be developed to avoid the risk of stopping the production of sugar and alcohol. This study focuses on the development and use of a computer simulation model to evaluate and select a suitable work shift system for agricultural equipment operators of a cane sugar mill in the State of São Paulo, Brazil based on three criteria: sugarcane delivery requirements, lack of sugarcane, and legal restrictions on daily working hours. Four scenarios were selected for evaluation. The scenario that presents a 4-hour shift system was considered the best option since it fulfilled most of the requirements under analysis. The discussion is focused on work shift planning, but similar studies can be applied in other sugar and alcohol mills and other sugar and alcohol processes of the sugarcane sector.

O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, sendo responsável pela geração de 3 milhões de empregos em toda a sua cadeia de suprimentos. A alimentação constante das moendas durante o período de safra depende do bom gerenciamento das operações de corte, carregamento e transporte de cana-de-açúcar das fazendas para as usinas. A entrega de cana-de-açúcar deve ser garantida para que o risco de parada da produção industrial de açúcar e álcool seja evitado. Este trabalho foca o desenvolvimento e a utilização de um modelo de simulação discreta para a determinhação do sistema de turnos de trabalho dos operadores de equipamentos agrícolas de uma usina no Estado de São Paulo, considerando os requisitos de moagem, o risco da falta de matéria-prima e o limite permitido das jornadas de trabalho. Quatro cenários foram propostos para avaliação, sendo o primeiro com a troca de turnos unificada às 7 e às 19 horas; e os demais com a entrada em operação de uma das frentes de corte e carregamento com 2, 4 e 6 horas de defasagem em relação às demais frentes (escalonamento). O cenário com escalonamento de quatro horas de defasagem apresentou o melhor desempenho ao conciliar a entrega de cana, as jornadas de trabalho e o risco de desabastecimento. A discussão é focada no caso selecionado, mas estudos similares podem ser aplicados a outras usinas de açúcar e álcool ou a outros processos do setor sucroalcooleiro.

FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais A modelagem computacional do coração tem se mostrado uma ferramenta de destaque da bioinformática funcional. Os modelos, cada vez mais realistas, oferecem uma melhor compreensão dos complexos fenômenos biofísicos associados à atividade elétrica do coração, como por exemplo, das arritmias cardíacas. Ao mesmo tempo, a complexidade crescente dos modelos tem gerado grandes desafios para a computação de alto desempenho. Este trabalho apresenta de forma inédita um simulador do coração baseado nas Equações do Bidomínio que explora a arquitetura vetorial das unidades de processamento gráfico (GPU) de uso geral. Os resultados iniciais são bastante promissores. O uso da GPU acelerou a execução do simulador cardíaco em aproximadamente 6 vezes se comparado ao melhor desempenho obtido em um processador de uso geral (CPU). The computational modelling of the heart has shown to be a very useful tool in the functional bioinformatics field. The models, becoming more realistic each day, provide a better understanding of the complex biophysical processes related to the electrical activity in the heart as in the case of cardiac arrhythmias. However, the increasing complexity of the models challenges high performance computing in many aspects. This work presents a cardiac simulator based on the bidomain equations that exploits the vectorial architecture of the graphics processing units (GPU). The initial results are promising. The use of the GPU has accelerated the cardiac simulator in about 6 times compared to the best performance obtained in a general purpose processor (CPU).

Supported by the concept of strategic activity, theBrazilian business logistics have been characterized by innovation and the search for alternative systems for disposing the production, especially in light of the bottlenecks of transport for exports and supply of the internal market. One of the great examples is the market for bulk, the basis for all the productive chains, that the great demand for transport, suffers the restrictions of "logistical Brazilian blackout." In the state of Pará, the situation is not different. Many alternative transport have been developed. It is the multimodal transport of iron ore by the Tocantins River. The cargo, transported on a large scale by the river, suffers transhipment road only by a stretch of four kilometers in the city of Tucuruí, depending on the bus from the river resulting from the hydroelectric of the same name. This dissertation proposes the application of modeling and simulation for the diagnosis and analysis of the multimodal transport system. Initially, it built a theoretical framework for the context of the transport system, the modeling and simulation. Then, the models are structured as a conceptual and computational system. The computer model that is developed in the work, are carried out sensitivitysanalyses by changes in the values of input variables predetermined. The evaluation of the influence of the results obtained with all stages of the system, enables one to reacha suitable operational size. Finally, suggestions and recommendations are submitted for possible deepening of this research. Apoiada no conceito de atividade estratégica, a logística empresarial brasileira vem se caracterizando pela inovação e pela busca de sistemas alternativos de escoamento da produção, sobretudo em função dos gargalos de transporte para a exportação e abastecimento do mercado interno. Um dos grandes exemplos é o mercado de granéis, base de todas as cadeias produtivas, que, pela grande demanda por transporte, sofre as restrições do “apagão logístico brasileiro”. No Estado do Pará, a situação encontrada não é diferente. Inúmeras alternativas de transporte vêm sendo desenvolvidas. Destaca-se o transporte multimodal de minério de ferro pelo rio Tocantins. A carga, transportada em larga escala através do modal hidroviário, sofre transbordo rodoviário por um trecho de apenas quatro quilômetros, na cidade de Tucuruí,em função do barramento do rio, decorrente da hidrelétrica de mesmo nome. Este trabalho propõe-se à aplicação de modelagem e simulação para o diagnóstico e análise deste sistema de transporte multimodal. Inicialmente, é construído um arcabouço teórico, referente ao contexto do sistema de transporte, à modelagem e à simulação. Em seguida, são estruturados os modelos conceitual e computacional do sistema. Com o modelo computacional estruturado, são realizadas análises de sensibilidades, através de alterações nos valores de variáveis de entrada pré-determinadas. A partir da avaliação das influências dos resultados obtidos em todas as etapas do sistema, pôde-se chegar a um dimensionamento operacional adequado. Por fim, são apresentadas sugestões e recomendações para eventuais aprofundamentos desta pesquisa.

Financiadora de Estudos e Projetos Distributed and parallel simulations can be used to create virtual collaborative environments that involve human beings in applications of training, entertainment, etc. The High Level Architecture - HLA, developed by the Defense Modeling and Simulation Office (DMSO) of the North American Department of Defense - DoD and adopted by IEEE for modeling and simulation of high level, is a framework of simulation standardization that basically aims at the reuse and interoperability of/among simulations. The HLA comprises the following services: Federation Management, Declaration Management, Object Management, Ownership Management, Time Management and Distribution of Data Management (DDM). RTI (Run-Time Infrastructure) is the implementation of the interface specification of HLA, whose main objective is to separate the communication from the simulation. A version of the RTI (RTI kit version 1.3 from Georgia Institute of Technology - Georgia Tech) was installed in the cluster of the Computer Department of the Federal University of São Carlos. This version consists of a set of support libraries for real-time distributed simulation. The problem with this version of the RTI is that it has many limitations, such as lack of support for human interaction. In order to overcome these limitations, an architecture was developed and evaluated, as part of this work, that uses the JXTA platform to initiate federates (simulations) and federations (set of federates) at runtime web services. This architecture aims to manage the distribution of data among federates, one of the most important services for distributed simulations. Simulações paralelas e distribuídas podem ser utilizadas para criar ambientes virtuais colaborativos que envolvem seres humanos em aplicações de treinamento, entretenimento, etc. A Arquitetura de Alto Nível (High Level Architecture - HLA) desenvolvida pelo Escritório de Modelagem e Simulação de Defesa (DMSO) do Departamento de Defesa Norte-Americano DoD e adotada pelo IEEE para modelagem e simulação de alto nível é um framework de padronização de simulações que visa, basicamente, o reuso e a interoperabilidade de/entre simulações. A HLA compreende os seguintes serviços: Gerenciamento de Federação (conjunto de federados), Gerenciamento de Declaração, Gerenciamento de Objetos, Gerenciamento de Posse, Gerenciamento de Tempo e Gerenciamento de Distribuição de Dados (DDM). A RTI (Run-Time Infrastructure) é a implementação da especificação de interface da HLA, cujo objetivo principal é separar a comunicação da simulação. Uma versão da RTI (kit RTI versão 1.3 do Instituto de Tecnologia da Georgia - Georgia Tech) foi instalada no cluster do DC da UFSCar. Esta versão consiste de um conjunto de bibliotecas de suporte a simulações de tempo-real distribuídas. O problema com esta versão da RTI é que ela possui várias limitações, dentre elas, a falta de suporte à interação. De modo a superar essas limitações uma arquitetura foi desenvolvida e avaliada, como parte deste trabalho, que utiliza a plataforma JXTA para iniciar federados (simulações) e federações (conjunto de federados) em tempo de execução por meio de serviços web. Esta arquitetura visa gerenciar a distribuição de dados entre os federados, um dos serviços mais importantes de simulações distribuídas.

Fusarium Head Blight (FHB) is a disease of great concern in wheat (Triticum aestivum). Due to its relatively narrow susceptible phase and environmental dependence, the pathosystem is suitable for modeling. In the present work, a mechanistic model for estimating an infection index of FHB was developed. The model is process-based driven by rates, rules and coefficients for estimating the dynamics of flowering, airborne inoculum density and infection frequency. The latter is a function of temperature during an infection event (IE), which is defined based on a combination of daily records of precipitation and mean relative humidity. The daily infection index is the product of the daily proportion of susceptible tissue available, infection frequency and spore cloud density. The model was evaluated with an independent dataset of epidemics recorded in experimental plots (five years and three planting dates) at Passo Fundo, Brazil. Four models that use different factors were tested, and results showed all were able to explain variation for disease incidence and severity. A model that uses a correction factor for extending host susceptibility and daily spore cloud density to account for post-flowering infections was the most accurate explaining 93% of the variation in disease severity and 69% of disease incidence according to regression analysis. O curto período relativo de suscetibilidade da planta e a dependência ambiental, fazem com que epidemias de giberela do trigo possam ser modeladas matematicamente. No presente trabalho, foi desenvolvido um modelo mecanístico para previsão da epidemia de giberela. O modelo é dividido em sub-processos, os quais são governados por taxas, regras e coeficientes que definem: progresso do espigamento; extrusão de anteras; densidade de inóculo aéreo e frequência de infecção. Esta última é influenciada pela temperatura durante a ocorrência de evento de infecção (EI). A combinação de dados diários de precipitação e umidade relativa média é que determina a ocorrência do EI. O índice diário de infecção é calculado em função da proporção de tecido suscetível presente, freqüência de infecção e densidade da nuvem de esporos, durante cada EI. A avaliação do modelo foi feita com dados de cinco anos de epidemia variando de não epidemica a severa epidemia observada na localidade de Passo Fundo. Quatro modelos que combinam diferentes fatores foram avaliados. Todos os modelos explicaram consideravelmente a variação da incidência e severidade. Um modelo que utiliza um fator de correção no hospedeiro para contabilizar infecções após o florescimento um outro fator para a densidade diária da nuvem de esporos, produziu estimativas mais acuradas, explicando 93% da variação da severidade da doença e 69% da variação de incidência, conforme sugerido pela análise de regressão.

O presente trabalho apresenta uma proposta de modelo econômico de empresa do setor sucroalcooleiro. O modelo apresentado foi adaptado do Modelo Econômico de Processos com Produção de Produtos Conjuntos. Acrescenta-se a utilização de elementos da Teoria da Decisão ao modelo, mediante utilização da Simulação Monte Carlo de variáveis externas relacionadas a preços e parâmetros de produtividade da fase agrícola. Os resultados foram analisados com base no critério da dominância estocástica. This work describes an Economic Model for a Sugarcane Company. The model was adapted from the Economic Model of a Company with process of conjuct process. In addition, we present the utilization of Simulation Systems, and the analysis of the output was based in Stochastic Dominance criteria.