Genética e dependência de drogas lícitas, ilícitas e violencia doméstica : neurotrofinas

A nível global, a dependência de drogas lícitas e ilícitas é um grave problema de saúde pública, com implicações sociais devastadoras, sobretudo associadas à criminalidade, económicas, culturais e familiares. A problemática da dependência de drogas não se resume às mortes e doenças instigadas aos consumidores, encontrando-se muitas vezes subjacente a esta a violência doméstica, a qual representa igualmente um grave problema de saúde pública e uma violação dos direitos fundamentais das mulheres. Apesar das estratégias de prevenção e tratamento atualmente disponíveis para a dependência, a identificação de fatores de risco genéticos poderá dar um grande contributo na prevenção da dependência de drogas lícitas e ilícitas de forma a mitigar as consequências socias, criminais e económicas devastadoras. Várias evidências sugerem que as neurotrofinas, particularmente o BDNF e o seu recetor p75NTR poderão desempenhar um papel importante na etiologia da dependência de álcool, tabaco, drogas ilícitas e violência doméstica. Assim, neste trabalho investigou-se os polimorfismos Val66Met e S205L dos genes BDNF e p75NTR, respetivamente, na etiologia da dependência de drogas licitas e ilícitas e violência doméstica, numa amostra da população portuguesa de dependentes de álcool, com e sem historial de dependência de tabaco, de drogas ilícitas e de violência doméstica, através da metodologia PCR-RFLP. No que se refere ao polimorfismo Val66Met do gene BDNF, utilizando a estratégia de associação, não se observou diferenças estatisticamente significativas entre a amostra de doentes dependentes de álcool e a amostra controlo, para os genótipos (χ2=0,979; df=2; p=0,613) e para alelos (χ2= 0,194; df=1; p=0,660). Resultados similares foram obtidos para a dependência de consumo de tabaco (distribuição genotípica: χ2=1,478; df=2; p=0,478; distribuição alélica: χ2= 0,232; df=1; p=0,630), drogas ilícitas (distribuição genotípica: χ2=0,111; df=2; p=0,946; distribuição alélica: χ2=0,013; df=1; p=0,909), e violência doméstica (distribuição genotípica: χ2=0,110; df=2; p=0,946; distribuição alélica: χ2=0,039; df=1; p=0,843). Relativamente ao polimorfismo S205L do gene p75NTR, os resultados obtidos revelaram associação entre o polimorfismo mencionado e a dependência de álcool (distribuição genotípica: χ2=6,620; df=2; p=0,037) e tabaco (distribuição genotípica: χ2=9,235; df=2; p=0,010; distribuição alélica: χ2=9,115; df=1; p=0,003). Resultados negativos foram obtidos para a dependência de drogas ilícitas e para a violência doméstica. Os resultados obtidos sugerem que o polimorfismo Val66Met do gene BDNF não desempenha um papel direto na etiologia da dependência de drogas e da violência doméstica na população estudada. Por outro lado, o polimorfismo S205L do gene p75NTR poderá ser um fator de risco genético para a dependência de álcool e de tabaco na população portuguesa. Os resultados obtidos são particularmente importantes no que diz respeito ao polimorfismo S205L do gene p75NTR, uma vez que, não existem estudos efetuados a nível mundial e poderão contribuir para a identificação de indivíduos em risco e a respetiva prevenção da problemática da dependência, bem como de todas as consequências nefastas associadas

Pobreza em África Subsariana . "O caso de São Tomé e Príncipe"

Mestrado em Economia e Políticas PúblicasO propósito desta dissertação é apresentar algumas discussões a volta do conceito teórico e metodológico da pobreza tanto na perspectiva de privação de rendimento como das capacidades para o desenvolvimento humano. E no âmbito destas abordagens da pobreza faremos um a análise da sit uação da pobreza em São Tomé e Príncipe, onde procuraremos caracteri zar a pobreza em São Tomé e Príncipe e, sempre que possíve l comparando-a com a situação prevalecente nalguns países afr icanos subsarianos.The aim of tbis dissertation is to present some quarrels around of theoretical and m ethodological concept of the poverty in lhe perspective of incarne privation as of lhe capacities for the human developmeot. Theo we wi ll make an analysis of the poverty situation in São Tomé and Príncipe, where we will Jook for to characterize tbe poverty in São Tomé and Príncipe and, whenever possible to compare it with the situation prevailing in some African countries.N/

Sistemas de equações lineares com o microsoft mathematics

Os sistemas de equações lineares têm um papel fundamental tanto dentro da própria disciplina de matemática como no apoio a outras ciências, pois muitos dos problemas que nos surgem, nos mais variados contextos, requerem a discussão e resolução de sistemas de equações lineares. Essa relevância é reafirmada pela sua presença nos programas oficiais de matemática, a partir do terceiro ciclo do ensino básico, e pelo aprofundamento do tema em diversos cursos de licenciatura do ensino superior que incluem unidades curriculares de álgebra linear, ou similares, no seu plano de estudos. Porém, de acordo com diversos investigadores, mesmo nos níveis de escolaridade mais avançados, subsistem diversas dificuldades relacionadas com a aprendizagem dos sistemas de equações lineares. Assim, o recurso a software que permita trabalhar os sistemas de equações em diferentes representações, para além de aumentar a motivação para o tema, pode ser uma mais valia para combater as dificuldades e as conceções erróneas dos alunos. Nesta comunicação, pretende-se "apresentar" o software Microsoft Mathematics, um programa gratuito, de fácil utilização e que possibilita, entre muitas outras valências, a resolução de sistemas tanto do ponto de vista gráfico como analítico. Visa-se, ainda, debater, com base na experiência pessoal e na recolha de opiniões de alunos, que já utilizaram o Microsoft Mathematics, as potencialidades e limitações deste software no estudo de sistemas de equações lineares

Organising innovation between multinational companies and innovation systems: the Brazilian ICT sector in the late 1990s and early 2000s

This thesis is concerned with the organisation of innovation in the interaction between multinational companies and host-country innovation systems. It proposes a framework for characterising the decentralised governance of innovation projects in sectors and identifying emerging organisational configurations in this specific context. The general characteristics of the project-based knowledge networks are examined in terms of (i) the shifting boundaries between subsidiaries and technological partners, (ii) the specialisation of actors in types of activities and (iii) the speed of change in the collaborations between multinational companies and technological institutes. The emerging configurations are classified in terms of (i) the knowledge and resources flows in different innovation projects and (ii) the common aims of the different groups of stakeholders. This framework is applied on the decentralised networks of innovation projects in the Brazilian ICT sector promoted by tax incentives to innovation activities (―Brazilian ICT Law‖). The empirical analysis combines the data of more than 10,000 innovation projects and in-depth case studies on the organisation of innovative activities in 11 R&D laboratories in subsidiaries of multinational companies and 11 of their main technological partners. The analysis of the project-based knowledge networks and emerging configurations is recognised as a useful tool for examining the dynamics promoted by the sectoral policy. This research provides insights on how the institutional framework such as the Brazilian ICT Law provided the space for the decentralised interaction between different organisations with very different interests. The analysis also shows that the regulation may support higher investments in R&D, but it does not necessarily enforce a project portfolio that promotes a sustainable knowledge flow between multinational companies and the sectoral innovation system. Finally, the thesis includes specific recommendations for addressing key challenges such as the organisational development of the subsidiaries, the emergence of private research institutes and the coordination of sectoral policies. Keywords: sectoral innovation systems, knowledge network, organisation of innovation, economic sociology, R&D policy, innovation projects, project-based learning, interorganisational networks

Phytoplankton response to nutrient pulses in an upwelling region: microcosms experiments

Tese de mestrado em Ecologia Marinha, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016O enriquecimento em nutrientes de zonas costeiras pode advir de diferentes fontes, podendo causar graves distúrbios nos ecossistemas marinhos. Este enriquecimento em nutrientes pode levar a que ocorra eutrofização, podendo esta ser classificada como antropogénica ou natural, consoante a origem do enriquecimento. Nos casos de origem antropogénica, esta pode ocorrer, por exemplo, devido à escorrência de compostos químicos provenientes de atividades humanas ou devido à deposição atmosférica de gases. Já nos casos em que a origem apresenta um caráter natural, as causas mais comuns são o transporte fluvial de nutrientes, quando não influenciado pelo Homem, ou o afloramento costeiro (upwelling). Este último é particularmente importante nos quatro sistemas de afloramento costeiro de fronteira oriental: a Corrente da Califórnia, a Corrente das Canárias, a Corrente de Benguela e a Corrente de Humboldt. Estes sistemas, apesar de ocuparem apenas 2% do oceano, contribuem para mais de 20% do total de peixe capturado a nível global. O Sistema da Corrente de Humboldt, que se estende desde cerca dos 42ºS até ao equador e engloba a costa do Equador, Perú e parte da costa do Chile, distingue-se dos restantes pela sua elevada produtividade pesqueira. O enriquecimento em nutrientes proveniente do afloramento costeiro é extremamente importante para as comunidades marinhas locais, principalmente para os produtores primários. O fitoplâncton, como componente basal das teias tróficas marinhas, tem um papel muito importante para o funcionamento do ecossistema. Como tal, qualquer alteração ambiental que afete as comunidades fitoplanctónicas, seja na turbulência da coluna de água ou na disponibilidade de luz ou em nutrientes, poderá ter consequências nos restantes elementos da teia trófica. Deste modo, é de extrema importância compreender-se como as comunidades de fitoplâncton respondem a enriquecimentos em nutrientes, quer estes sejam de origem natural ou antropogénica. Este conhecimento é essencial para se conseguir avaliar os potenciais impactos de alterações ambientais no funcionamento do ecossistema. Uma das melhores ferramentas disponíveis para se avaliar a dinâmica do fitoplâncton e a sua relação com enriquecimentos em nutrientes é a realização de experiências laboratoriais com comunidades naturais. Deste modo, o principal objetivo deste trabalho é compreender a resposta de uma comunidade de fitoplâncton ao enriquecimento em nutrientes numa região com elevada intensidade de upwelling. De forma a atingir este objetivo, foram estabelecidas diversas metas específicas: i) avaliar a resposta a nível da biomassa a eventos de enriquecimento em nutrientes previamente estipulados; ii) estudar a sucessão da comunidade durante e após o enriquecimento; iii) averiguar se a comunidade reage de forma diferente a eventos discretos de enriquecimento em nutrientes com composições distintas; iv) analisar se o uso complementar de uma abordagem quimiotaxonómica (HPLC-CHEMTAX) pode fornecer informações adicionais de elevada relevância. De forma a cumprir estes objetivos, foi realizada uma experiência com recurso a microcosmos que durou seis dias. A recolha de água para a experiência foi efetuada junto à baía de Algarrobo, na zona central do Chile (30-40ºS). Foram estabelecidos dois tratamentos experimentais: o tratamento N-limited (limitado em azoto) e o tratamento P-limited (limitado em fósforo). Nestes tratamentos, o objetivo era submeter a comunidade de fitoplâncton a condições de limitação em azoto ou fosfato, consoante o tratamento, de acordo com o rácio de Redfield (N-limited = N:P 16:1). Para tal, os microcosmos foram enriquecidos com uma solução que continha nitrato (NO3-), fosfato (PO43−) e ácido silícico (Si[OH]4). A concentração de nitrato e fosfato adicionada aos microcosmos foi ajustada de acordo com cada tratamento. O conteúdo em nutrientes, nomeadamente em azoto inorgânico dissolvido (DIN) e fosfato, foi analisado ao longo da experiência. A comunidade fitoplanctónica foi também estudada através de contagens de células por microscopia e da análise dos pigmentos fotossintéticos via cromatografia liquida de alto desempenho (HPLC). Por fim, os resultados provenientes da HPLC foram utilizados para, através do programa de químiotaxonomia CHEMTAX v1.95, estimar a biomassa relativa dos principais grupos de fitoplâncton existentes nos microcosmos. Analisando dados ambientais das duas semanas anteriores à experiência para a costa do Chile, os baixos valores da temperatura da superfície da água do mar e a existência de ventos perpendiculares de média intensidade junto à costa apontam para a existência de condições favoráveis à ocorrência de afloramento costeiro. Os valores de clorofila a observados (>1 mg m-3) parecem corroborar esta condição, principalmente nas semanas antes da experiência. A elevada concentração de pigmentos associados à degradação da clorofila a encontrada nos microcosmos aponta na mesma direção e sugere que a comunidade de fitoplâncton estudada estava num estado pós-florescência (bloom). A comunidade respondeu de forma rápida ao enriquecimento inicial, aumentando a sua biomassa logo no primeiro dia da experiência. Este aumento foi observado tanto para a clorofila a como para a abundância de células em ambos os tratamentos. Devido ao crescimento do fitoplâncton, houve um grande consumo dos nutrientes, principalmente de DIN. Ao segundo e terceiro dia houve um declínio da abundância de fitoplâncton no tratamento N-limited, enquanto tal não se verificou no tratamento P-limited, onde se verificou inclusive um máximo no terceiro dia. Esta diferença pode estar relacionada com a disponibilidade de nutrientes nos microcosmos, i.e., a concentração de DIN no tratamento N-limited pode não ter sido o suficiente para promover o crescimento do fitoplâncton. Relativamente à comunidade fitoplanctónica, o principal grupo a ser beneficiado foi o das diatomáceas, em especial as diatomáceas cêntricas. Na verdade, observou-se um domínio de células de diatomáceas. Este domínio é algo recorrente em sucessões de upwelling e pode ser explicado pelas vantagens que este grupo apresenta no que diz respeito à assimilação de grandes concentrações de nutrientes e pela falta de predadores. O género Chaetoceros, em particular, devido ao seu domínio ao nível das abundâncias, mostrou ser uma componente bastante relevante para o funcionamento do ecossistema e a sua dinâmica deve ser tida em conta na gestão dos recursos marinhos desta região. Outro grupo comum nas amostras foi o dos fitoflagelados, principalmente das classes Chrysophyceae e Cryptophyceae. Por outro lado, as contagens de dinoflagelados foram relativamente baixas. Em relação ao segundo enriquecimento, houve um novo aumento das abundâncias de fitoplâncton em ambos os tratamentos. No entanto, após atingirem um máximo no quarto dia da experiência, as abundâncias sofreram um declínio. Tendo em conta que ainda parecia haver concentrações de nutrientes suficientes para o crescimento, especula-se que o crescimento da comunidade poderá ter sido limitado por um micronutriente (e.g. Fe), sendo que já foi reportado limitação em Fe para o sistema de afloramento costeiro de Humboldt. O segundo enriquecimento não pareceu ter tido um impacto significativo na estrutura da comunidade, uma vez que as abundâncias relativas dos principais grupos se mantiveram similares ao que tinha sido observado após o enriquecimento inicial. No geral, concluiu-se que, as comunidades de fitoplâncton estudadas reagiram de forma semelhante a enriquecimentos em nutrientes com composições distintas, embora as abundâncias observadas tenham sido mais elevadas no tratamento P-limited. No entanto, a análise dos pigmentos fitoplanctónicos, incluindo o software CHEMTAX, revelou resultados contraditórios. Nestes, houve uma queda abrupta dos principais pigmentos fotossintéticos encontrados na amostra, como clorofila a ou a fucoxantina, a partir do segundo dia da experiência. Pensa-se que tal poderá ter acontecido devido à ocorrência de fotoaclimação, ou seja, as células terão otimizado a sua absorção de fotões, através da diminuição da concentração de clorofila a e de outros pigmentos fotossintéticos, de forma a evitar que a elevada luz incidente levasse a danos irreversíveis nos seus fotossistemas. Embora os microcosmos estivessem protegidos de radiação solar direta, é possível que esta proteção não tenha sido suficiente, levando então à fotoaclimação. Uma forma de evitar que isto aconteça em estudo futuros seria, por exemplo, aumentar a proteção solar. Os resultados deste estudo são relevantes para perceber o funcionamento das comunidades de fitoplâncton e os seus efeitos na dinâmica do ecossistema, podendo ser úteis para a avaliação de qualidade ambiental e gestão de recursos em habitats aquáticos. Para além disto, esta informação pode ser também utilizada na gestão de problemas relacionados com descargas de nutrientes nesta região, podendo servir de base para análises nos restantes sistemas de afloramento costeiro de fronteira oriental. Este conjunto de sistemas de upwelling, apesar das suas diferenças, já estudadas, na disponibilidade de nutrientes, na produtividade primária e nas próprias características do afloramento costeiro, sabe-se que têm em comum a predominância de comunidades de diatomáceas e condições de limitação em azoto semelhantes. Como tal, as respostas da comunidade de fitoplâncton considerada neste estudo podem ser similares às observadas nestes sistemas de afloramento costeiro, particularmente nos casos em que posso ocorrer limitação em ferro, como o sistema de afloramento costeiro da Corrente da Califórnia.The occurrence of nutrient enrichment in coastal areas can, in severe cases, lead to serious disturbances in marine ecosystems. Much is still to be done to understand how phytoplankton communities respond to natural and anthropogenic enrichment. This knowledge is essential to evaluate the implications on ecosystem functioning. The main goal of this study is to understand the response of phytoplankton communities to pulse nutrient enrichments in a region of intense upwelling conditions, namely the Humboldt Current System. In order to achieve this, a microcosm experiment with natural assemblages was conducted. In this experiment, two different experimental treatments were established to achieve N or P-limitation in the microcosms. The microcosms were enriched at the beginning and at half the duration of the experiment. Laboratory work included the analysis of nutrients, as well as phytoplankton pigments (HPLC) and cell abundances (microscopy). The phytoplankton community structure was also evaluated using chemotaxonomy (HPLC-CHEMTAX). Post-bloom conditions were observed at the beginning of the experiment, characterized by high content of chlorophyll a degradation products. A fast response to the initial enrichment was observed in both treatments as biomass increased from day 0 to 1. After the second enrichment pulse, a new biomass increase was observed as cell abundances peaked on Day 4. However, abundances slightly dropped in the remainder of the experiment. Although higher biomass values were found under higher DIN concentrations, the community’s composition was similar in both experimental treatments. Centric diatoms, especially Chaetoceros sp., dominated samples in both enrichments, suggesting growth advantages. Phytoflagellates and pennate diatoms were also common, while abundances of dinoflagellates, on the other hand, were low. HPLC-CHEMTAX results were not in agreement with the ones obtained from cell counts, possibly due to changes in the cells’ pigment content. These studies are relevant for understanding the functioning of phytoplankton communities and its influence on the whole ecosystem dynamics, thus being helpful for environmental quality assessment and management of marine resources

Acceptance of technology in luxury hotel establishments by Portuguese luxury customers

Purpose: this dissertation aims to examine the acceptance of technological evolution in the various processes and procedures in luxury hotel establishments by Portuguese luxury customers. The final purpose is to better understand today’s preferences and needs of this type of customer as well as to provide a new understanding of the luxury hospitality segment in Portugal. Design/Methodology/Approach: Quantitative and qualitative data were collected from a sample of Portuguese luxury hospitality customers (N = 537). To identify Portuguese luxury hospitality customer profiles, given the qualitative nature of the variables, a Categorical Analysis on Principal Components (CATPCA) was performed. Results: This research identified two different types of customer profiles, one leading more towards technological development and another one with a more traditional and conservative attitude towards technological development. Practical Implications: Groups and managers in the luxury hospitality sector should consider this segmentation based on preferences, procedures and security in the use of IT, in order to better optimize their processes and procedures in this sector. This way, the customer experience will prove to be more positive as will the sales results. Originality/Value: This study is invaluable for professionals in the hospitality sector and researchers, as it analyses the acceptance of technological development by this type of Portuguese customers. These new generations will be the future of this sector, therefore new knowledge is always relevant for the development of new strategic positions in the market.Propósito: esta dissertação tem como objetivo analisar a aceitação, por parte dos consumidores portugueses, de hotelaria de luxo, da evolução tecnológica nos vários processos e procedimentos que estes tipos de estabelecimentos possuem. O propósito final é compreender as atuais preferências e necessidades destes consumidores, bem como compreender melhor este segmento hoteleiro nos dias de hoje. Design/metodologia/abordagem: foram recolhidos dados quantitativos e qualitativos de uma amostra de consumidores de hotelaria de luxo portugueses (N = 537). No sentido de identificar perfis de clientes de hotéis de luxo, dada a natureza qualitativa das variáveis, realizou-se uma Análise Categórica em Componentes Principais (CATPCA). Resultados: este estudo identificou dois tipos de perfis de consumidor, um mais virado para a evolução tecnológica e outro com uma postura mais tradicional e conservadora em relação ao desenvolvimento tecnológico. Implicações práticas: os grupos e gestores do setor hoteleiro devem considerar esta segmentação com base nas preferências, nos procedimentos e na segurança na utilização de TI, para melhor otimizarem os seus processos e procedimentos neste setor. Desta forma, a experiência do consumidor irá revelar-se mais positiva, assim como os resultados das vendas. Originalidade/valor: este estudo é extremamente relevante para profissionais do setor da hotelaria e investigadores, uma vez que analisa a aceitação tecnológica por parte deste tipo de consumidor português. Estas novas gerações serão o futuro deste setor, por isso o novo conhecimento é sempre relevante para o desenvolvimento de novas posições estratégicas no mercado

The growth of Brazil's direct investment abroad and the challenges it faces

Brazil's FDI outflows reached $21 billion in 2008; in the first five months of 2009, however, Brazil's OFDI declined by 87% due to the global economic crisis. The authors note that while Brazilian companies, like companies elsewhere, have sought markets and natural resources abroad, they have also in part been pushed to escape the investment climate at home. The authors end by suggesting some rethinking of key government policies

V-Portugal

In the context of the Master of Intercultural Studies for Business, this project report presents and describes a work in the area of intercultural studies - the V-Portugal. The previous project work, on which the project described here is based, consisted in the design of an innovative venture, allied to virtual reality that aimed to create an application software that works through the use of virtual reality glasses. Called "Second Chance", this project conceived in 2018 combined the technological and tourist component, with the aim of capturing the interest of foreigners in Portugal, thus promoting our culture internationally. The product and service of V-Portugal was aimed at an audience with an interest in travelling and getting to know Portugal, satisfying visual desires, such as observing scenic areas of Portugal. The idea "V-Portugal" was born during my academic career at the Portuguese Institute of Administration and Marketing, and was a finalist in the EDP University Challenge, although not a winner. At its genesis was the social conscience and sensitivity towards an often neglected public - the elderly - normally with reduced mobility. The application and the glasses would allow this age group to travel without having to leave home. It was because I perceived the viability of this concept in a different context than initially conceived that I sought to develop it and adapt it to the base area of the Masters - Intercultural Studies for business.No âmbito do Mestrado de Estudos Interculturais para Negócios, o presente relatório de projeto apresenta e descreve um trabalho na área dos estudos interculturais - V-Portugal. O trabalho de projeto prévio, no qual se alicerça o projeto aqui descrito, consistiu na conceção de um empreendimento inovador, aliado à realidade virtual que visava a criação de um software aplicativo e que funciona através do uso de óculos de realidade virtual. Denominado “Second Chance”, este projeto concebido em 2018, combinava a componente tecnológica e turística, com o objetivo de captar o interesse de estrangeiros em Portugal promovendo, desta forma, a nossa cultura internacionalmente. O produto e o serviço da V-Portugal estava direcionado a um público com interesse em viajar e conhecer Portugal, satisfazer desejos visuais, como por exemplo, observar zonas paisagísticas de Portugal. A ideia “V-Portugal” nasceu durante o meu percurso académico no Instituto Português de Administração e Marketing, ideia esta finalista da EDP University Challenge, embora não vencedora. Na sua génese, esteve a consciência social e a sensibilidade relativamente a um público, muitas vezes, negligenciado – os idosos - normalmente, com mobilidade reduzida. A aplicação e os óculos permitiriam a esta faixa etária viajar sem ter de sair de casa. Foi por ter percebido a viabilidade deste conceito em um contexto diferente do inicialmente concebido que o procurei desenvolver e adaptar à área base do Mestrado – Estudos Interculturais para negócios

Occurrence of filamentous fungi in drinking water: their role on fungal-bacterial biofilm formation

Water is indispensable to life and safe and accessible supply must be available to all. The presence of microorganisms is a threat to this commitment. Biofilms are the main reservoir of microorganisms inside water distribution systems and they are extremely ecologically diverse. Filamentous fungi and bacteria can coexist inside these systems forming inter-kingdom biofilms. This review has the goal of summarizing the most relevant and recent reports on the occurrence of filamentous fungi in water distribution systems along with the current knowledge and gaps about filamentous fungal biofilm formation. Special focus is given on fungal-bacterial interactions in water biofilms.Tiago B. Afonso acknowledges the grant provided by the Por tuguese Foundation for Science and Technology (FCT) under grant no. PD/BD/128033/2016. Furthermore, this study was also sup ported by FCT under the scope of the strategic funding of UIDB/04469/2020 unit and BioTecNorte operation (NORTE-01-0145- FEDER-000004) funded by the European Regional Development Fund under the scope of Norte2020 - Programa Operacional Regional do Norte.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

O método rápido dos elementos de contorno com expansão em multipolos para problemas elástico- anisotrópicos em duas dimensões

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.Este trabalho apresenta uma formulação do método dos elementos de contorno com expansão em multipolos rápidos (FMBEM) aplicado à análise de problemas elásticos anisotrópicos em duas dimensões. Equações integrais são obtidas usando a identidade de Somigliana. Soluções fundamentais de deslocamento e tração obtidas pelo formalismo de Lekhnitskii são usadas para transformar equações integrais de domínio em equações integrais de contorno. O contorno é discretizado em pequenos pedaços do contorno, chamados de elementos de contorno, considerando que deslocamentos e trações são constantes ao longo de cada elemento de contorno. As Integrais são divididas em campo próximo e campo distante. Campo próximo, quando os pontos fontes e os elementos de integração estão próximos, são tratados como no método do elemento de contorno padrão, ou seja, integrando ao longo do elemento e considerando a interação entre pontos fontes (nós) e os elementos. Por outro lado, no campo distante, quando os pontos fontes e os elementos de integração estão longes, o método dos multipolos rápidos é aplicado. Nesse caso, a solução fundamental é expandida em série de Laurent e a interação nó a nó é substituída por uma interação célula a célula. As células são geradas por uma decomposição hierárquica do domínio usando o algoritmo quad-tree. Diferentes operações de multipolos rápidos são usadas para tirar vantagem da decomposição hierárquica do domínio e das expansões das soluções fundamentais. As matrizes de influência nunca são explicitamente obtidas e o produto matriz-vetor pode ser realizado com complexidade linear. O sistema linear é resolvido por um método iterativo. Nesta tese o método dos resíduos mínimos generalizados (GMRES) foi escolhido com base em trabalhos anteriores. Uma matriz de precondicionamento é usada para reduzir o número de iterações para obter um resultado com a precisão especificada. A eficácia e eficiência na solução de problemas de larga escala são discutidas. A formulação apresentada nesta tese é baseada em uma representação de variáveis complexas dos integrandos, similar à formulação desenvolvida anteriormente para problemas potenciais (escalares). A validação é realizada através da comparação dos resultados obtidos pelas duas formulações: o método dos elementos de contorno padrão e o método dos elementos de contorno com expansão em multipolos rápidos. Analisa-se a influência do número de termos da expansão em séries no cálculo das soluções fundamentais e das matrizes de influência. O custo computacional de ambas as formulações é comparado. Exemplos numéricos são apresentados para demonstrar a eficiência, a precisão e os potencial do método dos elementos de contorno com expansão em multipolos rápidos para resolver problemas elásticos anisotrópicos de larga escala, ou seja, com dezenas de milhares de graus de liberdades.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).This work presents a formulation of the Fast Multipole Boundary Element Method (FMBEM) applied to the analysis of anisotropic elastic problems in two dimensions. Integral equations are obtained using the Somigliana identity. Displacement and traction fundamental solutions obtained by the Lekhnitskii formalism are used in order to transform domain integral equations into boundary integral equations. The boundary is discretized into small boundary pieces, called boundary elements, considering that displacements and tractions are constants along each boundary element. Integrals are divided into near and far field. Near field, when source points and integration elements are near, are treated as in standard boundary element method, i.e., integrating along the boundary and considering the interaction between source points (nodes) and elements. On the other hand, in far field, the fast multipole method is applied. In this case, the fundamental solution is expanded into Laurent series and the node to node interaction is substituted by a cell to cell interaction. Cells are generated by an hierarchical decomposition of the domain using the quad-tree algorithm. Different multipole operations are used in order to take advantage of the hierarchical decomposition of the domain and the expansions of fundamental solutions. Influence matrices are never explicitly obtained and the matrix-vector product can be carried out with linear complexity. The linear system is solved by an iterative method, in this problem the generalized minimum residue method (GMRES) was chosen based on previous work. A preconditioner matrix is used in order to reduce the number of iterations to obtain the specified accuracy. The effectiveness and efficiencies in solving large-scale problems are discussed. The formulation presented in this thesis is based on a complex-variable representation of the kernels, similar to the formulation developed earlier for potential (scalar) problems. Validation is carried out through comparison of results obtained by both formulations: the standard boundary element method and the fast multipole boundary element method. It is analyzed the influence of the number of terms in the series expansion on the computation of fundamental solution and influence matrices. The computational cost of both formulations are compared. Numerical examples are presented to further demonstrate the efficiency, accuracy and using the Somigliana identity. Displacement and traction fundamental solutions obtained by the Lekhnitskii formalism are used in order to transform domain integral equations into boundary integral equations. The boundary is discretized into small boundary pieces, called boundary elements, considering that displacements and tractions are constants along each boundary element. Integrals are divided into near and far field. Near field, when source points and integration elements are near, are treated as in standard boundary element method, i.e., integrating along the boundary and considering the interaction between source points (nodes) and elements. On the other hand, in far field, the fast multipole method is applied. In this case, the fundamental solution is expanded into Laurent series and the node to node interaction is substituted by a cell to cell interaction. Cells are generated by an hierarchical decomposition of the domain using the quad-tree algorithm. Different multipole operations are used in order to take advantage of the hierarchical decomposition of the domain and the expansions of fundamental solutions. Influence matrices are never explicitly obtained and the matrix-vector product can be carried out with linear complexity. The linear system is solved by an iterative method, in this problem the generalized minimum residue method (GMRES) was chosen based on previous work. A preconditioner matrix is used in order to reduce the number of iterations to obtain the specified accuracy. The effectiveness and efficiencies in solving large-scale problems are discussed. The formulation presented in this thesis is based on a complex-variable representation of the kernels, similar to the formulation developed earlier for potential (scalar) problems. Validation is carried out through comparison of results obtained by both formulations: the standard boundary element method and the fast multipole boundary element method. It is analyzed the influence of the number of terms in the series expansion on the computation of fundamental solution and influence matrices. The computational cost of both formulations are compared. Numerical examples are presented to further demonstrate the efficiency, accuracy and potentials of the fast multipole BEM for solving large-scale anisotropic elastic problems