Modelagem e solução numérica de sistemas biológicos utilizando ferramentas open source.

A modelagem matemática desempenha um importante papel na pesquisa biológica. Uma vez que o sistema estudado é representado em linguagem matemática, torna-se possível prever seu comportamento por meio de simulações. Nesse contexto, surge a necessidade do uso de softwares robustos, capazes de computar, construir gráficos, resolver sistemas e equações, assim como gerar aproximações numéricas. Existe, no mercado, uma infinidade de softwares matemáticos, sistemas computacionais numéricos e algébricos e ferramentas de simulação. Há produtos comerciais muito utilizados pela comunidade científica como Mathematica (WOLFRAM, 1999) e Matlab (THE MATHWORKS, 1998), e softwares não comerciais que podem ser utilizados como alternativa às ferramentas proprietárias. Além disso, as ferramentas não comerciais estão disponíveis sob uma licença de software livre (WEBER, 2004), possibilitando que qualquer usuário possa copiar, alterar e distribuir sem restrições, contribuindo para complementação e consequente melhoria da ferramenta, além de permitir a autonomia tecnológica. Seppelt e Richter (2005) mostraram que resultados diferentes podem ser encontrados dependendo do software de modelagem escolhido. Nesse artigo é avaliado o potencial das ferramentas livres Maxima, Octave, Scilab e Sage em encontrar soluções numéricas para sistemas de equações diferenciais não lineares, problemas frequentes em modelagem de sistemas biológicos.bitstream/item/32517/1/ct104-10.pd

Ion dynamics and acceleration in relativistic shocks

Ab-initio numerical study of collisionless shocks in electron-ion unmagnetized plasmas is performed with fully relativistic particle in cell simulations. The main properties of the shock are shown, focusing on the implications for particle acceleration. Results from previous works with a distinct numerical framework are recovered, including the shock structure and the overall acceleration features. Particle tracking is then used to analyze in detail the particle dynamics and the acceleration process. We observe an energy growth in time that can be reproduced by a Fermi-like mechanism with a reduced number of scatterings, in which the time between collisions increases as the particle gains energy, and the average acceleration efficiency is not ideal. The in depth analysis of the underlying physics is relevant to understand the generation of high energy cosmic rays, the impact on the astrophysical shock dynamics, and the consequent emission of radiation.Comment: 5 pages, 3 figure

The ion motion in self-modulated plasma wakefield accelerators

The effects of plasma ion motion in self-modulated plasma based accelerators is examined. An analytical model describing ion motion in the narrow beam limit is developed, and confirmed through multi-dimensional particle-in-cell simulations. It is shown that the ion motion can lead to the early saturation of the self-modulation instability, and to the suppression of the accelerating gradients. This can reduce the total energy that can be transformed into kinetic energy of accelerated particles. For the parameters of future proton-driven plasma accelerator experiments, the ion dynamics can have a strong impact. Possible methods to mitigate the effects of the ion motion in future experiments are demonstrated.Comment: 11 pages, 3 figures, accepted for publication in Phys. Rev. Let

Avaliação preliminar do desempenho operacional e econômico de dois tipos de colheitadeira de algodão.

bitstream/CNPA-2009-09/18299/1/CIRTEC39.pdfProdução Científica