Scielo RSS <![CDATA[TEMA (São Carlos)]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=2179-845120160001&lang=en vol. 17 num. 1 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br <![CDATA[Notas Editoriais]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100001&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[Estimação de Probabilidade de Transbordo do <strong><em>Buffer</em></strong> em Redes OFDM-TDMA utilizando Cadeias de Markov e Curva de Serviço]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100003&lng=en&nrm=iso&tlng=en RESUMO Este trabalho apresenta duas abordagens para estimação de probabilidade de transbordo do buffer em redes OFDM-TDMA. A primeira abordagem, se baseia em Cadeias de Markov e em Teoria de Filas para descrever o desempenho do enlace de transmissão em sistemas OFDM-TDMA. A segunda abordagem se baseia em curva de serviço e no conceito de Processo Envelope. Mais especificamente, foi proposta uma equação para estimação de probabilidade de transbordo do buffer em sistemas OFDM-TDMA. Para tal, também deduziu-se uma equação para a curva de serviço de Sistemas OFDM-TDMA. Os resultados obtidos mostram que as estimativas de probabilidade de transbordo baseadas na curva de serviço do sistema se aproximam bem dos resultados da simulação e a complexidade computacional do cálculo necessário para obtê-los é significativamente reduzida em relação ao modelo baseado em Cadeias de Markov.<hr/>ABSTRACT This paper presents two approaches for estimating buffer overflow probability in OFDM-TDMA networks. The first approach is based on Queuing Theory and Markov Chains and is used to evaluate the performance of the transmission link in OFDM-TDMA systems. The second approach is based on Network Service Curve and Envelope Processes of the traffic flows. More specifically, it is proposed an equation to estimate the probability of buffer overflow in OFDM-TDMA systems. To this end, an equation for the Service Curve of the considered system, is also proposed. The results show that the estimates are very close to those obtained by simulations and that the computational complexity to obtain them are significantly reduced due to the absence of matrix computation. <![CDATA[Uma Abordagem Hìbrida GRASP-ILS para o Problema de Projeto de Redes com Topologia Anel-Estrela]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100021&lng=en&nrm=iso&tlng=en RESUMO As mudanças decorrentes do crescimento das redes de telecomunicações trazem consigo a elevação dos problemas de organização, dificuldades de transmissão, localização e custo. Dentro deste cenário, o presente trabalho aborda o Problema do Ciclo Mediano sem Restrições de Capacidade (PCMRC), aplicado a uma rede de telecomunicação com topologia anel-estrela. Com o intuito de obter a menor soma resultante do custo do anel principal e do custo da atribuição dos elementos, foi utilizado um algoritmo heurístico baseado nos conceitos dos procedimentos Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) e Iterated Local Search (ILS). Experimentos com um conjunto de problemas de teste da literatura mostram que o algoritmo desenvolvido produz boas soluções.<hr/>ABSTRACT The changes that came with the development of telecommunication networks have increased some problems such as organization, transmission difficulties, location, and cost issues. In this scenario, the present work approaches the Ring Star Problem (RSP) applied to a ring star topology telecommunication network.With the objective of achieving the lowest net sums of the main ring cost and of the element assignment cost, it is used a heuristic algorithm based on the concepts of Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) and Iterated Local Search (ILS). Some experiments have been performed with a set of test problems in the literature and results have shown that the presented algorithm provides good solutions. <![CDATA[Adaptividade e Estimativas de Erro Orientadas por Metas Aplicadas a um <strong><em>Benchmark Test</em></strong> de Propagação de Onda]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100035&lng=en&nrm=iso&tlng=en RESUMO O objetivo deste artigo é estudar a eficiência e a robustez de técnicas adaptativas e estimativas de erro orientadas por metas para um benchmark test. As técnicas utilizadas aqui são baseadas em um simples pós-processo das aproximações de elementos finitos. As estimativas de erro orientadas por metas são obtidas por analisar o problema direto e um problema auxiliar, o qual está relacionado com a quantidade de interesse específico. O procedimento proposto é válido para quantidades lineares e não-lineares. Além disso, são discutidas diferentes representações para o erro e é analisada a influência do erro de dispersão. Os resultados numéricos mostram que as estimativas de erro fornecem boas aproximações ao erro real e que a técnica de refino adaptativo proposta conduz a uma redução mais rápida do erro.<hr/>ABSTRACT The aim of this paper is to study the efficiency and robustness of adaptive techniques and goal-oriented error estimates for a benchmark test. The techniques used here are based on a simple post-process of the finite element approximations. The goal-oriented error estimates are obtained by analyzing the direct problem and an auxiliary problem related to a specific quantity of interest. The proposed procedure is valid for both linear and non-linear quantities. Different error representations are discussed and the influence of the dispersion error is analyzed. The numerical results show that the error estimates provide fairly good approximations of the actual error and that the proposed adaptive refinement technique leads to a faster reduction of the error. <![CDATA[Utilização de Modelos Autoregressivos na Quantificação de Incertezas em Problemas de Transporte Linea]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100055&lng=en&nrm=iso&tlng=en RESUMO O fenômeno físico do processo de escoamentos de traçadores em um meio poroso heterogêneo é modelado por um sistema de equações diferenciais parciais, sujeitas a certas condições de contorno e inicial. As variações significativas das propriedades do meio poroso (porosidade e permeabilidade) são responsáveis pela introdução das incertezas contidas no modelo matemático. Com intuito de reduzir asincertezas dos modelos geológicos, deferentes metodologias tem sido desenvolvidas e testadas em diversos problemas de escoamentos de fluidos em meios porosos heterogêneo. O objetivo deste trabalho é o estudo da quantificação de incertezas em problemas de escoamentos de traçadores em meios porosos heterogêneos empregando uma abordagem Bayesiana para a seleção dos campos de permeabilidades, baseada em um conjunto de medições da concentração do traçador em pontos específicos do meio poroso. O método da Soma Sucessiva de Campos Gaussianos Independentes (SSCGI) é utilizado na parametrização das incertezas contidas nos meios porosos heterogêneos. Na resolução do problema inverso, emprega-se o método de Monte Carlo via Cadeias de Markov (MCMC) a dois estágios que utiliza o algoritmo de Metropolis-Hastings baseado em passeios aleatórios do tipo autoregressivo. Através deste procedimento, gera-se uma cadeia Markov que converge para a distribuição estacionária, que neste caso é a distribuição a posterioride interesse. Resultados numéricos são apresentados para um conjunto de realizações dos campos de permeabilidades.<hr/>ABSTRACT The goal of this work is to study the uncertainty quantification in inverseproblems of miscible flows in heterogeneous porous media in Bayesian framework and propose a permeability update based on observed measurements of spatially sparse tracer concentration at certain times. The Successive Sum of Independent Gaussian Fields method is used to parametrization of the uncertainty in heterogeneous porous media. A two-stageMarkov chain Monte Carlo (MCMC) method is used to solving the inverse problem. For the construction of Markov chains is used the Metropolis-Hastings algorithm based on a random walk sampling process employs an auto-regressive instrumental distribution. The main idea of MCMC is to generate a Markov chain with an equilibrium distribution equal to the posterior distribution of interest. Numerical results are presented for a set sampled realizations of the permeability fields. <![CDATA[Bifurcações Sela-Nó da Região de Estabilidade de Sistemas Dinâmicos Autônomos não Lineares]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100071&lng=en&nrm=iso&tlng=en RESUMO. O comportamento da região de estabilidade de sistemas dinâmicos sujeitos a variação de parâmetros é estudado neste artigo. O comportamento da região de estabilidade e de sua fronteira quando o sistema vai de encontro a uma bifurcação sela-nó do tipo-k, com k≥0 na fronteira da região de estabilidade é investigado. Uma caracterização completa da fronteira da região de estabilidade na vizinhança de um valor de bifurcação sela-nó do tipo-k, com k≥0 é apresentado neste artigo.<hr/>ABSTRACT. The behavior of the stability region of dynamic systems subject to parameter variation is studied in this paper. The behavior of the stability region and its boundary when the system undergoes a type-k saddle-node bifurcation, with k≥0 on the stability boundary is investigated. A complete characterization of the stability boundary in the neighborhood of a type-k saddle-node bifurcation value, with k≥0 is presented in this paper. <![CDATA[Existence of Solutions for Optimal Control Problems on Time Scales whose States are Absolutely Continuous]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100081&lng=en&nrm=iso&tlng=en ABSTRACT This paper considers a class of optimal control problems on time scales described by dynamic equations on time scales. For this class, the states are absolutely continuous. We have established sufficient conditions for the existence of optimal controls.<hr/>RESUMO Este artigo considera uma classe de problemas de controle ótimo em escalas temporais descritos por equações dinâmicas em escalas temporais. Para essa classe, os estados são absolutamente contínuos. Nós estabelecemos condições suficientes para a existência de controles ótimos. <![CDATA[Melhorando o Desempenho Computacional de um Esquema de Diferenças Finitas para as Equações de Maxwell]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100093&lng=en&nrm=iso&tlng=en RESUMO As equações de Maxwell têm um papel crucial na teoria do eletromagnetismo e suas aplicações. Entretanto, nem sempre é possível resolver essas equações de forma analítica. Por isso, precisamos de métodos numéricos para obter soluções aproximadas das equações de Maxwell. O método FDTD (Finite-Diference Time-Domain), proposto por K. Yee, é amplamente usado devido a sua simplicidade e eficiência. No entanto, esse método apresenta um alto custo computacional. Neste trabalho, propomos uma implementação paralela do método FDTD para execução em GPUs, usando a plataforma CUDA. Nosso objetivo é reduzir o tempo de processamento requerido para viabilizar o uso do método FDTD para a simulação da propagação de ondas eletromagnéticas. Avaliamos o algoritmo proposto considerando condições de contorno de tipo Dirichlet e também condições absorventes. Obtivemos ganhos de desempenho que variam de 7 a 8 vezes, comparando a implementação paralela proposta com uma versão sequencial otimizada.<hr/>ABSTRACT Maxwell's equations play a crucial role in electromagnetic theory and applications. However, it is not always possible to solve these equations analytically. Consequently, we have to use numerical methods in order to get approximate solutions of the Maxwell's equations. The FDTD (Finite-diference Time-Domain) method, proposed by K. Yee, is widely used to solve Maxwell's equations, due to its efficiency and simplicity. However, this method has a high computational cost. In this paper, we propose a parallel implementation of the FDTD method to run on GPUs by using CUDA platform. Our goal is to reduce the processing time required, allowing the use of the FDTD method in the simulation of electromagnetic wave propagation. We evaluate the proposed algorithm considering two different kind of boundary conditions: a Dirichlet type boundary conditions and absorbing boundary conditions. We get a performance gain ranging from 7 to 8 times when comparing the proposed parallel implementation with an optimized sequential version. <![CDATA[Joint Approximate Diagonalization of Symmetric Real Matrices of Order 2]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2179-84512016000100113&lng=en&nrm=iso&tlng=en ABSTRACT The problem of joint approximate diagonalization of symmetric real matrices is addressed. It is reduced to an optimization problem with the restriction that the matrix of the similarity transformation is orthogonal. Analytical solutions are derived for the case of matrices of order 2. The concepts of off-diagonalizing vectors, matrix amplitude, which is given in terms of the eigenvalues, and partially complementary matrices are introduced. This leads to a geometrical interpretation of the joint approximate diagonalization in terms of eigenvectors and off-diagonalizing vectors of the matrices. This should be helpful to deal with numerical and computational procedures involving high-order matrices.<hr/>RESUMO Este trabalho aborda o problema da diagonalização conjunta aproximada de uma coleção de matrizes reais e simétricas. A otimização é realizada com a restrição de que a matriz de transformação de semelhança seja ortogonal. As soluções são apresentadas de forma analítica para matrizes de ordem 2. São introduzidos os conceitos de vetor anti-diagonalizante, amplitude de uma matriz, que é expressa em termos dos autovalores, e matrizes parcialmente complementares. Isto permite fazer uma interpretação geométrica da diagonalização conjunta aproximada, em termos dos autovetores e dos vetores anti-diagonalizantes das matrizes. Esta contribuição deve auxiliar na melhoria de procedimentos numéricos e computacionais envolvendo matrizes de ordem maior que 2.