Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119914
Mariana Alvarenga Alves, Eduarda Machado Rodrigues, Diulia Camargo Vieira, Vinícius Torres Pinto, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Elizaldo Domingues dos Santos, Liércio André Isoldi
A utilização de modelos computacionais para avaliar o comportamento mecânico em estruturas de aço é amplamente difundida para aplicações acadêmicas e comerciais/industriais. Este trabalho propõe um modelo numérico desenvolvido no software ANSYS Mechanical APDL, que é baseado no Método dos Elementos Finitos, para analisar a deflexão de placas de aço com enrijecedores do tipo viga-caixão com formato trapezoidal, também conhecidas como hat-stiffened plates. O objetivo deste estudo é verificar o modelo computacional proposto, que emprega o elemento finito do tipo SHELL281, comparando seus resultados com os de dois estudos anteriores que adotam elementos finitos tipo SHELL63, SHELL93, SHELL181 e/ou BEAM3, analisando o comportamento mecânico das placas em termos da deflexão máxima na estrutura. Para isso, dois estudos de caso encontrados na literatura foram aqui reproduzidos. A diferença máxima encontrada em relação aos resultados da literatura para o estudo de caso 1 foi de 1,40% para uma placa simplesmente apoiada; já o estudo de caso 2 apresentou uma diferença média de 3,30% para a placa simplesmente apoiada e 2,43% para a placa engastada. Portanto, a partir destes resultados foi possível considerar o modelo computacional proposto como devidamente verificado.
{"title":"Verificação de modelo computacional para placas com enrijecedores do tipo viga-caixão submetidas à carga transversal uniformemente distribuída","authors":"Mariana Alvarenga Alves, Eduarda Machado Rodrigues, Diulia Camargo Vieira, Vinícius Torres Pinto, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Elizaldo Domingues dos Santos, Liércio André Isoldi","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119914","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119914","url":null,"abstract":"A utilização de modelos computacionais para avaliar o comportamento mecânico em estruturas de aço é amplamente difundida para aplicações acadêmicas e comerciais/industriais. Este trabalho propõe um modelo numérico desenvolvido no software ANSYS Mechanical APDL, que é baseado no Método dos Elementos Finitos, para analisar a deflexão de placas de aço com enrijecedores do tipo viga-caixão com formato trapezoidal, também conhecidas como hat-stiffened plates. O objetivo deste estudo é verificar o modelo computacional proposto, que emprega o elemento finito do tipo SHELL281, comparando seus resultados com os de dois estudos anteriores que adotam elementos finitos tipo SHELL63, SHELL93, SHELL181 e/ou BEAM3, analisando o comportamento mecânico das placas em termos da deflexão máxima na estrutura. Para isso, dois estudos de caso encontrados na literatura foram aqui reproduzidos. A diferença máxima encontrada em relação aos resultados da literatura para o estudo de caso 1 foi de 1,40% para uma placa simplesmente apoiada; já o estudo de caso 2 apresentou uma diferença média de 3,30% para a placa simplesmente apoiada e 2,43% para a placa engastada. Portanto, a partir destes resultados foi possível considerar o modelo computacional proposto como devidamente verificado.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"15 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139001912","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Neste trabalho, propõe-se uma nova abordagem computacional que faz uso de Redes Neurais Convolucionais Recorrentes, na qual imagens de radar meteorológico são utilizadas para a previsão de propagação e intensidade de tempestades com até 3h de antecedência, conhecida como nowcasting. Para tal, utilizou-se imagens do radar meteorológico localizado na cidade de Chapecó-SC. Esses dados são públicos e estão disponíveis no site do Instituto de Pesquisas Espaciais do Brasil (INPE). Para isso, é proposta a avaliação do emprego de uma rede neural convolucional recorrente de aprendizagem espaço temporal chamada PredRNN++. Os resultados foram validados através de estudos de casos de tempestades ocorridas na região de cobertura do radar utilizado. Para avaliar a performance da rede neural, além de uma análise visual dos resultados, foram utilizadas as métricas RMSE e SSIM. Os resultados mostram que a PredRNN++ foi capaz de simular o formato e local onde ocorreu o sistema meteorológico.
{"title":"Utilização de Redes Neurais Convolucionais Recorrentes na previsão meteorológica de curto prazo (nowcasting) utilizando imagens de radar da cidade de Chapecó-SC","authors":"Felipe Copceski Rossatto, Fabricio Pereira Härter, Elcio Hideiti Shiguemori, Leonardo Calvetti","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119907","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119907","url":null,"abstract":"Neste trabalho, propõe-se uma nova abordagem computacional que faz uso de Redes Neurais Convolucionais Recorrentes, na qual imagens de radar meteorológico são utilizadas para a previsão de propagação e intensidade de tempestades com até 3h de antecedência, conhecida como nowcasting. Para tal, utilizou-se imagens do radar meteorológico localizado na cidade de Chapecó-SC. Esses dados são públicos e estão disponíveis no site do Instituto de Pesquisas Espaciais do Brasil (INPE). Para isso, é proposta a avaliação do emprego de uma rede neural convolucional recorrente de aprendizagem espaço temporal chamada PredRNN++. Os resultados foram validados através de estudos de casos de tempestades ocorridas na região de cobertura do radar utilizado. Para avaliar a performance da rede neural, além de uma análise visual dos resultados, foram utilizadas as métricas RMSE e SSIM. Os resultados mostram que a PredRNN++ foi capaz de simular o formato e local onde ocorreu o sistema meteorológico.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"9 5","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138971196","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119915
Andrei Ferreira Lançanova, Bruna Fick Pacheco, Eduarda Machado Rodrigues, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Elizaldo Domingues dos Santos, Thiago da Silveira, Liércio André Isoldi
Este estudo utilizou modelagem computacional para realizar uma avaliação geométrica com base no método Design Construtal em placas de aço com duas perfurações elípticas submetidas à flambagem elasto-plástica biaxial. Mantendo constante o volume de material das placas perfuradas, foram comparados os piores e melhores resultados entre placas com uma e duas perfurações. Para tanto, foi adotada uma placa de referência retangular sem perfurações, da qual uma parcela de material foi removida pela inserção de perfurações elípticas. O parâmetro f, que representa a razão entre o volume das perfurações e o volume do material da placa de referência, foi adotado com valor = 0,15. Cada placa com duas perfurações foi submetida a cargas compressivas biaxiais, e então foi avaliada a influência que a relação das dimensões das perfurações tem na tensão última de flambagem normalizada. Os resultados mostraram que a melhor configuração geométrica, entre as geometrias analisadas com duas perfurações, é a que possui relação de lados das perfurações igual a 0,6, conduzindo ao aumento de 24,9% na tensão última de flambagem e melhor distribuição das tensões, quando comparada à geometria com relação de lados das perfurações igual a 1,0, que conduziu aos piores resultados dentre todos os casos avaliados.
{"title":"Design Construtal e modelagem computacional aplicados à flambagem elasto-plástica biaxial de placas com duas perfurações elípticas","authors":"Andrei Ferreira Lançanova, Bruna Fick Pacheco, Eduarda Machado Rodrigues, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Elizaldo Domingues dos Santos, Thiago da Silveira, Liércio André Isoldi","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119915","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119915","url":null,"abstract":"Este estudo utilizou modelagem computacional para realizar uma avaliação geométrica com base no método Design Construtal em placas de aço com duas perfurações elípticas submetidas à flambagem elasto-plástica biaxial. Mantendo constante o volume de material das placas perfuradas, foram comparados os piores e melhores resultados entre placas com uma e duas perfurações. Para tanto, foi adotada uma placa de referência retangular sem perfurações, da qual uma parcela de material foi removida pela inserção de perfurações elípticas. O parâmetro f, que representa a razão entre o volume das perfurações e o volume do material da placa de referência, foi adotado com valor = 0,15. Cada placa com duas perfurações foi submetida a cargas compressivas biaxiais, e então foi avaliada a influência que a relação das dimensões das perfurações tem na tensão última de flambagem normalizada. Os resultados mostraram que a melhor configuração geométrica, entre as geometrias analisadas com duas perfurações, é a que possui relação de lados das perfurações igual a 0,6, conduzindo ao aumento de 24,9% na tensão última de flambagem e melhor distribuição das tensões, quando comparada à geometria com relação de lados das perfurações igual a 1,0, que conduziu aos piores resultados dentre todos os casos avaliados.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"29 6","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138971656","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119912
Thiago Costa Ramos, G. Cruz
Neste estudo foi desenvolvido uma análise teórica do modelo de biotransferência de calor de Pennes, cuja região estudada foi um órgão humano diagnosticado com câncer, mais especificamente câncer renal, onde utilizou-se um método minimamente invasivo de ablação térmica com variação da condutividade elétrica para o tratamento deste. Para essa finalidade foi simulado um gerador de radiofrequência para a necrose coagulativa de células cancerígenas como fonte de calor para o modelo empregado de biotransferência. O software MATLAB, foi utilizado para a realização das simulações numéricas por meio da ferramenta pdepe, obtendo-se resultados para um modelo com o valor da condutividade elétrica fixa, σ (0,34 S/m) e um modelo com a condutividade elétrica variável, σ (0,34 a 0,51 S/m) de acordo com a temperatura, com o intuito de demonstrar a importância deste parâmetro na simulação em tecidos vivos. Portanto, pôde-se observar a influência da condutividade elétrica em tratamentos térmicos para tratamentos de diferentes doenças, sem causar maiores danos na vizinhança dos tecidos e órgãos não comprometidos.
{"title":"Análise teórica da biotransferência de calor em um órgão humano diagnosticado com câncer renal","authors":"Thiago Costa Ramos, G. Cruz","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119912","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119912","url":null,"abstract":"Neste estudo foi desenvolvido uma análise teórica do modelo de biotransferência de calor de Pennes, cuja região estudada foi um órgão humano diagnosticado com câncer, mais especificamente câncer renal, onde utilizou-se um método minimamente invasivo de ablação térmica com variação da condutividade elétrica para o tratamento deste. Para essa finalidade foi simulado um gerador de radiofrequência para a necrose coagulativa de células cancerígenas como fonte de calor para o modelo empregado de biotransferência. O software MATLAB, foi utilizado para a realização das simulações numéricas por meio da ferramenta pdepe, obtendo-se resultados para um modelo com o valor da condutividade elétrica fixa, σ (0,34 S/m) e um modelo com a condutividade elétrica variável, σ (0,34 a 0,51 S/m) de acordo com a temperatura, com o intuito de demonstrar a importância deste parâmetro na simulação em tecidos vivos. Portanto, pôde-se observar a influência da condutividade elétrica em tratamentos térmicos para tratamentos de diferentes doenças, sem causar maiores danos na vizinhança dos tecidos e órgãos não comprometidos.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"15 21","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138972389","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119913
Sersana Sabedra De Oliveira, Edis Antunes Pinto Junior, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Elizaldo Domingues dos Santos, Liércio André Isoldi
Resumo: O presente trabalho apresenta a validação de um modelo computacional empregando a Metodologia Ar para a simulação numérica de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO), através de resultados experimentais de um escoamento turbulento sobre um degrau descendente, característica essa que se assemelha ao escoamento do ar no interior de um dispositivo CAO. Posteriormente, o modelo foi verificado com os resultados numéricos produzidos num estudo onde o escoamento de ar turbulento sobre o degrau descendente foi simulado e a validação destes também foi realizada com os dados experimentais utilizados na validação do presente estudo. O modelo que utiliza ? − ? padrão para turbulência, o Enhanced Wall Function como função de parede e o SIMPLE para o acoplamento pressão velocidade, obteve convergência em aproximadamente 30 min de simulação e apresentou erro de 1,25% na validação na verificação foi possível constatar a acurácia ao se calcular o MAE (Mean Absolute Error) entre o presente estudo com dados numérico e experimentais para as secções transversais x/H = 1, 4 e 16, onde x é a componente cartesiana e H o parâmetro de admencionalização do domínio.
{"title":"Validação e verificação de modelo numérico para simulação do princípio de funcionamento do coluna de água oscilantedo","authors":"Sersana Sabedra De Oliveira, Edis Antunes Pinto Junior, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Elizaldo Domingues dos Santos, Liércio André Isoldi","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119913","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119913","url":null,"abstract":"Resumo: O presente trabalho apresenta a validação de um modelo computacional empregando a Metodologia Ar para a simulação numérica de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO), através de resultados experimentais de um escoamento turbulento sobre um degrau descendente, característica essa que se assemelha ao escoamento do ar no interior de um dispositivo CAO. Posteriormente, o modelo foi verificado com os resultados numéricos produzidos num estudo onde o escoamento de ar turbulento sobre o degrau descendente foi simulado e a validação destes também foi realizada com os dados experimentais utilizados na validação do presente estudo. O modelo que utiliza ? − ? padrão para turbulência, o Enhanced Wall Function como função de parede e o SIMPLE para o acoplamento pressão velocidade, obteve convergência em aproximadamente 30 min de simulação e apresentou erro de 1,25% na validação na verificação foi possível constatar a acurácia ao se calcular o MAE (Mean Absolute Error) entre o presente estudo com dados numérico e experimentais para as secções transversais x/H = 1, 4 e 16, onde x é a componente cartesiana e H o parâmetro de admencionalização do domínio.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"77 2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139002251","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119908
Douglas Machado da Silva, L. D. Pérez-Fernández, A. Molter, Julián Bravo Castillero
Métodos de perturbação têm como finalidade obter uma solução aproximada de problemas envolvendo um parâmetro pequeno . Isto é feito decompondo o problema original em uma sequência recorrente de problemas mais simples, a partir dos quais se constrói uma solução assintótica formal (SAF) do problema. No entanto, há problemas para os quais métodos tradicionais da teoria de perturbação não fornecem resultados satisfatórios. Esse fato é ilustrado aqui para o problema do oscilador harmônico linear regularmente perturbado. Para esse problema, como abordagem alternativa, emprega-se aqui o método das escalas múltiplas para construir uma SAF que é uma boa aproximação da solução exata.
{"title":"O método de escalas múltiplas aplicado a um modelo do oscilador harmônico linear regularmente perturbado","authors":"Douglas Machado da Silva, L. D. Pérez-Fernández, A. Molter, Julián Bravo Castillero","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119908","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119908","url":null,"abstract":"Métodos de perturbação têm como finalidade obter uma solução aproximada de problemas envolvendo um parâmetro pequeno . Isto é feito decompondo o problema original em uma sequência recorrente de problemas mais simples, a partir dos quais se constrói uma solução assintótica formal (SAF) do problema. No entanto, há problemas para os quais métodos tradicionais da teoria de perturbação não fornecem resultados satisfatórios. Esse fato é ilustrado aqui para o problema do oscilador harmônico linear regularmente perturbado. Para esse problema, como abordagem alternativa, emprega-se aqui o método das escalas múltiplas para construir uma SAF que é uma boa aproximação da solução exata.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"2 4","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138972860","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119909
Renan Pinto De Andrade, L. Stutz, D. C. Knupp
O presente trabalho aborda o problema inverso de identificação de danos estruturais em uma viga de Euler-Bernoulli. No modelo direto, o campo de dano estrutural é descrito de forma continua por funções de base exponenciais e a resposta dinâmica do modelo é obtida por meio de uma solução híbrida (analítica-numérica) fornecida pela Transformada Integral Generalizada. O problema inverso de identificação de danos é formulado segundo a inferência Bayesiana e o método Transitional Markov Chain Monte Carlo é utilizado para a amostragem da função densidade de probabilidade a posteriori dos parâmetros incertos que descrevem o campo de dano. A verificação da metodologia proposta é feita a partir de simulações numéricas considerando uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada de modo que três cenários de dano distintos são analisados.
{"title":"Identificação de danos estruturais empregando modelos de funções exponenciais, transformação integral e inferência Bayesiana","authors":"Renan Pinto De Andrade, L. Stutz, D. C. Knupp","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119909","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119909","url":null,"abstract":"O presente trabalho aborda o problema inverso de identificação de danos estruturais em uma viga de Euler-Bernoulli. No modelo direto, o campo de dano estrutural é descrito de forma continua por funções de base exponenciais e a resposta dinâmica do modelo é obtida por meio de uma solução híbrida (analítica-numérica) fornecida pela Transformada Integral Generalizada. O problema inverso de identificação de danos é formulado segundo a inferência Bayesiana e o método Transitional Markov Chain Monte Carlo é utilizado para a amostragem da função densidade de probabilidade a posteriori dos parâmetros incertos que descrevem o campo de dano. A verificação da metodologia proposta é feita a partir de simulações numéricas considerando uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada de modo que três cenários de dano distintos são analisados.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"43 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138974665","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119910
Rodrigo Reis Amaral, Raffael Coutinho Ungaretti Rossi, Lamartini Fontana Barazzutti, Liércio André Isoldi, Herbert Martins Gomes
O projeto de estruturas otimizadas está se tornando cada vez mais importante devido à escassez de recursos, competições tecnológicas e questões de proteção ambiental. Ao considerar vários casos de carga e materiais, a otimização estrutural busca produzir um projeto que seja econômico e seguro. A otimização topológica se tornou bastante difundida entre as engenharias e atualmente é aplicada em muitos campos de pesquisa. A maioria dos estudos de otimização topológica são realizados sob as premissas do comportamento elástico linear, que idealiza o material e impõe o equilíbrio em relação à configuração de referência (não deformada) da estrutura. No entanto, as suposições de linearidade são muito restritivas para problemas avançados. Neste contexto, este trabalho irá verificar um algoritmo baseado no método de otimização topológica com não linearidade geométrica para problemas em estado plano de tensão. O código proposto foi desenvolvido no software MATLAB. A verificação do código com não linearidade geométrica ocorre a partir da replicação do caso de uma viga em balanço carregada na extremidade. O processo de otimização com não linearidade, ao contrário da otimização topológica linear, deve apresentar dependência da magnitude da carga. Os resultados obtidos demonstram uma boa estabilidade durante o processo iterativo e topologias assimétricas são geradas.
{"title":"Verificação de um algoritmo de otimização topológica com não linearidade geométrica","authors":"Rodrigo Reis Amaral, Raffael Coutinho Ungaretti Rossi, Lamartini Fontana Barazzutti, Liércio André Isoldi, Herbert Martins Gomes","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119910","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119910","url":null,"abstract":"O projeto de estruturas otimizadas está se tornando cada vez mais importante devido à escassez de recursos, competições tecnológicas e questões de proteção ambiental. Ao considerar vários casos de carga e materiais, a otimização estrutural busca produzir um projeto que seja econômico e seguro. A otimização topológica se tornou bastante difundida entre as engenharias e atualmente é aplicada em muitos campos de pesquisa. A maioria dos estudos de otimização topológica são realizados sob as premissas do comportamento elástico linear, que idealiza o material e impõe o equilíbrio em relação à configuração de referência (não deformada) da estrutura. No entanto, as suposições de linearidade são muito restritivas para problemas avançados. Neste contexto, este trabalho irá verificar um algoritmo baseado no método de otimização topológica com não linearidade geométrica para problemas em estado plano de tensão. O código proposto foi desenvolvido no software MATLAB. A verificação do código com não linearidade geométrica ocorre a partir da replicação do caso de uma viga em balanço carregada na extremidade. O processo de otimização com não linearidade, ao contrário da otimização topológica linear, deve apresentar dependência da magnitude da carga. Os resultados obtidos demonstram uma boa estabilidade durante o processo iterativo e topologias assimétricas são geradas. ","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"58 16","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138974995","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119916
Lisandra Pitol, Luciana Rossato Piovesan, Glênio Aguiar Gonçalves, Fernanda Tumelero, Régis Sperotto de Quadros, Alexandre Sacco de Athayde, Daniela Buske
A matemática está presente em diversos campos da ciência, dentre eles, podemos destacar a epidemiologia, um ramo que se dedica ao estudo das doenças infecciosas. Assim, a matemática, através da modelagem, torna-se uma aliada da epidemiologia, mediante o estudo de modelos matemáticos que descrevem a dinâmica de propagação de uma doença. Neste trabalho, nos delimitamos a estudar um modelo matemático para a Febre Amarela, uma doença febril aguda, transmitida por vetores (mosquitos). Dessa maneira, este trabalho busca estudar um modelo compartimental, que descreve a dinâmica desta doença em seus diferentes ciclos de transmissão: ciclo silvestre, ciclo epidêmico entre humanos que se deslocam para a região de floresta e ciclo urbano. O modelo também considera a presença de dois diferentes vetores, o Aedes aegypti (transmissor urbano) e o Haemagogus (principal transmissor na região de floresta). Para o estudo, foram calculados o ponto de equilíbrio livre da doença e o número de reprodução básico para cada um dos ciclos. Por fim, através da implementação e da resolução das equações do modelo no software Scilab, foi possível obter gráficos do comportamento de cada uma das populações, possibilitando uma análise mais completa de como ocorre a propagação da doença com o passar do tempo.
{"title":"Um modelo epidemiológico com migração para o estudo da Febre Amarela","authors":"Lisandra Pitol, Luciana Rossato Piovesan, Glênio Aguiar Gonçalves, Fernanda Tumelero, Régis Sperotto de Quadros, Alexandre Sacco de Athayde, Daniela Buske","doi":"10.14808/sci.plena.2023.119916","DOIUrl":"https://doi.org/10.14808/sci.plena.2023.119916","url":null,"abstract":"A matemática está presente em diversos campos da ciência, dentre eles, podemos destacar a epidemiologia, um ramo que se dedica ao estudo das doenças infecciosas. Assim, a matemática, através da modelagem, torna-se uma aliada da epidemiologia, mediante o estudo de modelos matemáticos que descrevem a dinâmica de propagação de uma doença. Neste trabalho, nos delimitamos a estudar um modelo matemático para a Febre Amarela, uma doença febril aguda, transmitida por vetores (mosquitos). Dessa maneira, este trabalho busca estudar um modelo compartimental, que descreve a dinâmica desta doença em seus diferentes ciclos de transmissão: ciclo silvestre, ciclo epidêmico entre humanos que se deslocam para a região de floresta e ciclo urbano. O modelo também considera a presença de dois diferentes vetores, o Aedes aegypti (transmissor urbano) e o Haemagogus (principal transmissor na região de floresta). Para o estudo, foram calculados o ponto de equilíbrio livre da doença e o número de reprodução básico para cada um dos ciclos. Por fim, através da implementação e da resolução das equações do modelo no software Scilab, foi possível obter gráficos do comportamento de cada uma das populações, possibilitando uma análise mais completa de como ocorre a propagação da doença com o passar do tempo.","PeriodicalId":22090,"journal":{"name":"Scientia Plena","volume":"1982 4","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138973859","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-14DOI: 10.14808/sci.plena.2023.119904
Nikolas Gomes Silveira de Souza, Jader Lugon Jr, A. S. Silva Neto
Predicted scenarios for microplastic displacement in the ocean is still a challenging task, where particle trajectory evolution is based on stochastic strategies at each timestep. The Opendrift platform presents a microplastic trajectory evolution solution using two strategies for turbulent vertical mixing. This work simulated microplastic particles emission in the Rio de Janeiro region (Guanabara Bay) and observed its depth over one year. Attentive to subtle differences, a statistical analysis was proposed to observe how particles are affected by the strategies individually. The preliminary observations showed no significant modification on the surface, but the depth had important motion modification. A dispersion was observed in XY coordinates of each particle using statistical analysis. The results demonstrated significant individual movement of microplastic particles. This study encourages the need for a protocol to decide which strategy to be used in computational simulations so that monitoring tasks can have optimum efficiency.
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