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TEMA (São Carlos), Volume: 14, Número: 2, Publicado: 2013
  • Prefácio

    Castelo Filho, Antonio; Almeida, César Guilherme de
  • Otimização de termos fontes em modelos de biotransferência de calor em cirurgias oftalmológicas a laser

    Souza, C.F.L. de; Souza, M.V.C. de; Colaço, M.J.; Caldeira, A.B.; Scofano Neto, F.

    Resumo em Português:

    As cirurgias oftalmológicas a laser são procedimentos que precisam ser conduzidos com elevada precisão. Nestas cirurgias o laser atua como uma fonte de calor, aquecendo e lesionando o tecido. Este processo de biotransferência de calor é um fenômeno importante, posto que o aquecimento indesejado de regiões adjacentes ao tecido operado pode danificar tecidos saudáveis. O presente trabalho objetiva otimizar a irradiância do laser a fim de permitir a execução da cirurgia de termoceratoplastia, minimizando os danos colaterais. O modelo físico-matemático da transferência de calor em tecidos é baseado na equação de Pennes. A solução numérica é obtida pelo método de volumes finitos. A lesão térmica do tecido é quantificada po ruma função dano. O feixe do laser estudado é do tipo Gaussiano e sua atenuação obedece a Lei de Beer-Lambert. Três intervalos de tempo distintos de aplicação do laser são avaliados, considerando uma fonte de calor constante. Os métodos de Evolução Diferenciada e de Enxame de Partículas são utilizados na otimização do laser. O desempenho de cada método é analisado para diferentes perfis de aceitabilidade de dano térmico.

    Resumo em Inglês:

    The eye surgeries using laser are procedures that need to be conducted with high precision. In these surgeries the laser acts as a heat source, heating and injuring the tissue. This process of bioheat transfer is an important phenomenon, since healthy adjacent tissues to the operated regions can experience thermal damages. The mathematical model of heat transfer in tissues is based in Pennes' equation and the respective numerical solution is provided by the finite volume method. The tissue thermal injury is quantified by a damage function. A Gaussian laser beam is studied and its attenuation follows the Beer-Lambert law. Three times of laser application are evaluated, considering a constant heat source. The Differentiated Evolution and the Particle Swarm optimization methods are used. The performance of each method is analyzed for different kind of acceptability of the thermal damage.
  • Finite difference preserving the energy properties of a coupled system of diffusion equations

    Ramos, A.J.A.; Almeida Jr., D.S.

    Resumo em Português:

    Neste trabalho, nós provamos a propriedade de decaimento exponencial da energia numérica associada a um particular esquema numérico em diferenças finitas aplicado a um sistema acoplado de equações de difusão. Ao nível da dinâmica do contínuo, é bem conhecido que a energia do sistema é decrescente e exponencialmente estável. Aqui nós apresentamos em detalhes a análise numérica de decaimento exponencial da energia numérica desde que obedecido o critério de estabilidade.

    Resumo em Inglês:

    In this paper we proved the exponential decay of the energy of a numerical scheme in finite difference applied to a coupled system of diffusion equations. At the continuous level, it is well-known that the energy is decreasing and stable in the exponential sense. We present in detail the numerical analysis of exponential decay to numerical energy since holds the stability criterion.
  • Estimação de envelope efetivo de tráfego de redes baseada em Modelagem Multifractal para controle de admissão de usuários com qualidade de serviço

    Vieira, F.H.T.; Lucas, R. de P.; Vieira, R.T.

    Resumo em Português:

    Neste artigo, apresentamos uma equação de banda efetiva para tráfego multifractal baseada em modelo cascata multiplicativa. Relacionando banda efetiva e envelope efetivo, conceito este, oriundo do cálculo de rede estatístico, determinamos limitantes de desempenho fim-a-fim para tráfego multifractal de redes. A partir desses limitantes, propomos um esquema de controle de admissão que garante qualidade de serviço em termos da probabilidadede perda de dados e de retardo, utilizando o envelope efetivo obtido para o modelo multifractal MWM (Multifracta l Wavelet Model). Por intermédio de simulações, comparamos o número de fluxos admitidos utilizando curvas de serviço efetivas correspondentes a diferentes tipos de escalonadores de fluxos de tráfego para os modelos de tráfego fBm (fractional Brownian motion) e MWM.

    Resumo em Inglês:

    In this paper, first we present an effective bandwidth equation for multifractal traffic based on a multiplicative cascade model. Merging the effective bandwidth to the effective envelope concept from the Statistical Network Calculus, we compute end-to-end performance bounds for real multifractal network traffic. Using these bounds, we propose an admission control scheme that guarantees quality service in terms of data loss probability and delay through the obtained effective envelope for the MWM (Multifractal Wavelet Model) multifractal model. Through simulations, we compare the number of flows admitted using effective service curves corresponding to different types of traffic flow schedulers for the fBm (fractional Brownian motion) and MWM traffic models.
  • Half-factoriality in subrings of trigonometric polynomial rings

    Ullah, Ehsan; Shah, Tariq

    Resumo em Português:

    Polinômios trigonométricos são amplamente utilizados em diferentes áreas de engenharia e ciências. Inspirado por suas aplicações, investigamos domínios semi-fatorial em anéis de polinômios trigonométricos. Nós construímos o domínios semi-fatoriais T'2, T'3 e T'4 que são os subanéis do anel de complexos, polinômios trigonométricas T', de tal forma que T'2 ⊆ T'3 ⊆ T'4 ⊆ T'. Discutimos, também, entre estes três subanéis a Condição: Seja A ⊂ B ser uma extensão unitária (comutativa) do anel. Para cada x ∈ B existem x ' ∈ U (B) e x" ∈ A tal que x = x ' x ", onde U (B) é o grupo de unidades de B.

    Resumo em Inglês:

    Trigonometric polynomials are widely used in different fields of engineering and science. Inspired by their applications, we investigate half-factorial domains in trigonometric polynomial rings. We construct the half-factorial domains T '2, T'3 and T'4 which are the subrings of the ring of complex trigonometric polynomials T , such that T'2 ⊆ T'3 ⊆ T'4 ⊆ T'. We also discuss among these three subrings the Condition: Let A ⊆ B be a unitary (commutative) ring extension. For each x ∈ B there exist x ∈ U (B) and x" ∈ A such that x = x'x", where U (B) denote the group of units of B.
  • Weighted approximation of continuous positive functions

    Kashimoto, M.S.

    Resumo em Português:

    Investigamos a densidade de cones convexos de funções contínuas positivas em espaços ponderados e apresentamos algumas aplicações.

    Resumo em Inglês:

    We investigate the density of convex cones of continuous positive functions in weighted spaces and present some applications.
  • Index, expressions and properties of interval-valued intuitionistic fuzzy implications

    Reiser, R.H.S.; Bedregal, B.; Visintin, L.

    Resumo em Português:

    A Lógica Fuzzy Intuicionista Valorada Intervalarmente consiste em uma extensão da lógica fuzzy, integrando conceitos da lógica fuzzy valorada intervalarmente e da lógica fuzzy intuicionista. A primeira considera a hesitação relacionada com a construção dual de conjuntos fuzzy intuicionistas, enquanto a segunda reflete a medida da imprecisão e incerteza no diâmetro dos intervalos associados aos elementos de um conjunto fuzzy. Este artigo mostra que uma implicação fuzzy valorada intervalarmente (IvIFI) pode ser obtida pela ação de funções de agregação valoradas intervalarmente sobre pares de funções mutuamente duais, ou seja uma implicação e sua correspondente coimplicação valorada intervalarmente. Na construção de IvIFIs, são discutidas as condições que preservam operadores diagonais e funções duais. As principais propriedades destes operadores são estudadas, incluindo tanto as propriedades preservadas da lógica fuzzy quanto propriedades inerentes da abordagem fuzzy intuicionista. A representação canônica para a classe de IvIFIs e a versão intervalar para o operador denominado índice fuzzy intuicionista são apresentados e exemplos destes operadores concluem o estudo descrito neste trabalho.

    Resumo em Inglês:

    The interval-valued intuitionistic fuzzy logic, an extension of fuzzy logic, integrates the concepts of interval-valued fuzzy logic and intuitionistic fuzzy logic. The former, reflects the measure of vagueness and uncertainty in the diameter of an interval. The latter considers the hesitation related to the dual construction. This paper considers an expression to interval-valued intuitionistic fuzzy implications, which can be generated by idempotent interval-valued aggregation functions acting on a pair of mutual-dual functions, an interval-valued implication and its corresponding coimplication. Then, we show under which conditions interval-valued intuitionistic fuzzy implications are diagonal preserving operators. We study not only properties of such operators which were extended to intuitionistic fuzzy logic, but also analyse properties truly intuitionistic. The canonical representation in the class of such operators and an interval version of an intuitionistic fuzzy index conclude this study.
  • Algoritmo utilizando quadraturas gaussianas para a obtenção das probabilidades do teste bilateral de Dunnett para dados balanceados

    Broch, S.C.; Ferreira, D.F.

    Resumo em Português:

    O teste de Dunnett é um teste de comparações múltiplas em que se confrontam as médias de r tratamentos em teste com a média de um tratamento controle ou testemunha. Este teste controla simultaneamente a taxa de erro tipo I por experimento num nível de significância nominal α. A limitação para o uso do teste de Dunnett é a dificuldade de obter as probabilidades da distribuição e os valores dos quantis das estatísticas do teste, pois as correlações possíveis entre os tratamentos têm larga amplitude. Neste artigo é apresentado um algoritmo que utiliza o método numérico das quadratura gaussiana para resolver as integrais e obter as probabilidades do teste bilateral de Dunnett balanceado. O algoritmo mostrou resultados precisos quando comparados com valores obtidos na literatura e em relação aos valores obtidos nos três programas analisados.

    Resumo em Inglês:

    Dunnett's test is appropriate for multiple comparisons where the means of r new treatments are compared with a control treatment mean. this test controls the experimentwise type I error rate for a nominal significance level α. The limitation in their use is the difficulty of obtaining computationally cumulative distribution function and quantiles of the test statistic, since the possible correlations between treatments have broad amplitude. This paper presents an algorithm for probabilities related to bilateral Dunnett test for balanced data using numerical methods to solve the integrals by Gaussian quadrature. The algorithm showed accurate results when compared with values reported in the literature and with values obtained in three computational programs.
  • Produto funcional de grafos

    Lozano, A.R.G.; Siqueira, A.S.; Jurkiewicz, S.; Friedmann, C.V.P.

    Resumo em Português:

    O trabalho apresenta uma generalização do produto cartesiano de grafos que denominamos de produto funcional de grafos. Provam-se algumas propriedades do novo produto e mostra-se uma aplicação do mesmo, que consiste em gerar grafos regulares que admitem coloração com folga Δ com Δ + 1cores.

    Resumo em Inglês:

    The paper presents a generalization of the Cartesian product of graphs, called functional product. We prove some properties of the new product and show an application, that consist in generate regular graphs that admits I-range coloring with Δ + Δ colors.
  • O método de Galerkin estocástico e a equação ao diferencial de transporte linear com dados de entrada Aleatórios

    Rocha, A.M.; Campos, F.A.A. de; Cunha, M.C.C.

    Resumo em Português:

    Apresentamos o método de Garlekin estocástico para resolver equações diferenciais com dados de entrada aleatórios. O método de Galerkin estocástico produzido é uma extensão simples do método de Galerkin clássico usado em problemas determinísticos. Especificamente, o método consiste em projetar a solução estatística sobre o espaço gerado pelos Polinômios de Caos generalizados que formam uma base para o espaço de funções aleatórias. Introduziremos o método sobre uma equação de transporte linear aleatória. Faremos o tratamento numérico e comparamos com as simulações de Monte Carlo.

    Resumo em Inglês:

    We use the stochastic Garlekin method to solve a linear transport equation with random data. Following the ideias of the method, the statiscal solution is projected on the space generated by generalized Polynomials Chaos, a basis for the space of random functions. Numerical simulations compare our results with the Monte Carlo simulations.
  • Remarks on symmetry analysis of Lane-Emden systems of dimensions one and two

    Bozhkov, Y.; Freire, I.L.

    Resumo em Português:

    Alguns resultados recentes sobre simetrias de Lie de sistemas de Lane-Emden uni e bidimensionais são revisitados.

    Resumo em Inglês:

    Some recent results on Lie group analysis of the one and bi-dimensional Lane-Emden systems are revisited.
  • Um estudo de soluções para um problema de segunda ordem com múltiplos pontos de fronteira

    Martinez, A.L.M.; Martinez, C.A.P.; Pinto, T.S.; Castelani, E.V.

    Resumo em Português:

    No presente artigo consideramos um problema de valor de fronteira não linear com múltiplos pontos. Dois resultados de existência de solução são estabelecidos: o primeiro utilizando a Alternativa de Leray-Schauder e o segundo utilizando o Teorema de ponto fixo de Banach. Motivados pelo segundo resultado, apresentamos um método numérico. Exemplos não clássicos são utilizados para testar o método citado.

    Resumo em Inglês:

    In this paper we consider a nonlinear order multi-point boundary value problem. Two results of existence of solution are established: the first using Alternative of Leray-Schauder's type and the second using the Banach fixed point theorem. Motivated by the second result, we present a numerical method. Nonclassical examples are used to test the method cited.
  • Genetic algorithm and variational method to identify initial conditions: worked example in hyperbolic heat transfer

    Santos, L.B.L.; Chiwiacowsky, L.D.; Campos-Velho, H.F.

    Resumo em Português:

    A identificação de condição inicial a partir de medidas de um dado período de tempo e um problema inverso difícil e pode ser aplicado para avaliar a robustez de estratégias de inversão. Questões científicas relevantes estão relacionadas ao contexto de estimar condições iniciais: cosmologia e assimilação de dados são dois bons exemplos. Dois métodos distintos são empregados para identificar condições iniciais para equações parabólicas e hiperbólicas. O processo de transferência de calor foi selecionado em nossos testes. A inversão mostrou-se mais difícil para o caso hiperbólico. Ambos os métodos de inversão foram efetivos: as diferenças numéricas entre as soluções inversas não foram significativas, embora o método variacional tenha produzido soluções inversas mais suaves. A inversão com o método variacional apresentou menor tempo de processamento.

    Resumo em Inglês:

    The identification of initial condition from measurements at a given time is a hard inverse problem, and it can be applied to evaluate the robustness of inversion strategies. Relevant scientific issues are related with estimation of initial condition: cosmology and data assimilation are good examples. Two different inversion methods are employed to identify initial condition for parabolic and hyperbolic differential equations: Genetic Algorithm and Variational Method. The heat transfer process was selected to be used in our tests. A harder inversion is verified on hyperbolic case. Both inverse methods were effective: the numerical difference between the inverse solution was not significant, although the variational method presented a smoother inversion. The inversion obtained with the variational method presented lower processing time.
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