Isogeometric analysis for fluid shear stress in cancer cells

Este trabalho foi financiado pelo Concurso Anual para Projetos de Investigação, Desenvolvimento, Inovação e Criação Artística (IDI&CA) 2018 do Instituto Politécnico de Lisboa. Código de referência IPL/2018/IGACFC_ISELThe microenvironment of the tumor is a key factor regulating tumor cell invasion and metastasis. The effects of physical factors in tumorigenesis is unclear. Shear stress, induced by liquid flow, plays a key role in proliferation, apoptosis, invasion, and metastasis of tumor cells. The mathematical models have the potential to elucidate the metastatic behavior of the cells’ membrane exposed to these microenvironment forces. Due to the shape configuration of the cancer cells, Non-uniform Rational B-splines (NURBS) lines are very adequate to define its geometric model. The Isogeometric Analysis allows a simplified transition of exact CAD models into the analysis avoiding the geometrical discontinuities of the traditional Galerkin traditional techniques. In this work, we use an isogeometric analysis to model the fluid-generated forces that tumor cells are exposed to in the vascular and tumor microenvironments, in the metastatic process. Using information provided by experimental tests in vitro, we present a suite of numerical experiments which indicate, for standard configurations, the metastatic behavior of cells exposed to such forces. The focus of this paper is strictly on geometrical sensitivities to the shear stress’ exhibition for the cell membrane, this being its innovation.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Numerical simulation of electrical problems in a vacuum disjuntor

A vacuum circuit breaker is a device that allows the cutting of electrical power. This device consists essentially of two electrodes, one of them being mobile and is subject to a mechanical force produced by a spring, giving rise to the contact between the two electrodes. The current passing between two electrodes is determined by the extension of the contact zone. Moreover, the passage of current generated Laplace forces in areas bordering the contact, but not yet in contact. Due to the curved geometry of the electrodes, these Laplace forces are opposite and therefore cause the repulsion of the electrodes. This means that for a given power we have to evaluate the electric potential, the magnetic field corresponding to the contact zone

Como integrar as TIC em contexto didático das Artes explorando a distribuição EVTux na área do cinema de animação

Com a implementação do Plano Tecnológico da Educação e consequente apetrechamento das Escolas com recursos tecnológicos avançados, surge agora a necessidade de criar condições favoráveis para a efetiva integração das TIC no currículo, nomeadamente na área das Artes. Decorrente das características singulares desta área curricular, são muitas as ferramentas digitais que podemos utilizar em contexto educativo mobilizando-as para experiências de aprendizagem baseadas em projetos que integrem as tecnologias. Este é o caso do EVTux, uma distribuição livre de Linux que permite a criação efetiva de projetos de cinema de animação em contexto educativo com recurso às tecnologias, caso que agora se apresenta como exemplo neste artigo e que atualmente faz parte de uma síntese do trabalho que se integra no projeto europeu TACCLE2 no qual participamos.With the introduction of the Technological Program for Education, schools were equipped with the right conditions to really implement and use technological resources. It is now the time to create favorable conditions to an effective integration of Information and Communication Technologies in the curricula, namely in the Arts field. Because this is a very specific field of studies, there are many digital tools that may be used in an educational context and then transferred into learning experiences based on projects using technologies. This is what EVTux is all about – a free Linux distribution that allows the creation of animated film projects in educational contexts using technologies. This case is presented as an example in this article and is, at the moment, part of a work integrated in the European project TACCLE2 in which we participate

A articulação interdisciplinar e a regulação do esforço de aprendizagem em ambientes online

Em ambientes online os estudantes ensaiam diferentes percursos de aprendizagem, muitas vezes sem lerem criticamente e validarem a credibilidade de todas as fontes consultadas. Com efeito, as atividades realizadas nestes cenários exigem dos estudantes novas competências e atitudes, e de tempo para refletir. Porém, se a proposta de tarefas for realizada de uma forma isolada pelos docentes da turma, a potencial elevada simultaneidade de atividades poderá exigir dos estudantes um esforço de aprendizagem excessivo, limitando o tempo necessário para poderem refletir, aprofundar, e consolidar as suas aprendizagens. Procuramos contribuir para a compreensão de que os estudantes constituem um recurso partilhado pelos docentes da turma, e de que neste sentido os docentes poderão promover a regulação das suas aprendizagens se conhecerem previamente a calendarização de todas as tarefas propostas pelos seus pares. Apoiados numa metodologia de desenvolvimento com recurso a uma revisão sistemática da literatura e a entrevistas coletivas do tipo focus group com docentes e estudantes do Ensino Superior, pretendemos propor uma solução capaz de proporcionar aos docentes da turma uma visão em tempo real da calendarização de todas as tarefas propostas. Na análise das entrevistas, constatámos que a generalidade dos docentes compreendeu a pertinência do problema e confirmou a relevância desse meio comunicante. Este artigo apresenta a metodologia de recolha e de análise de dados adotada neste estudo.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Avaliação numérica da convergência de solução entre modelos de laje

P.-G. Ciarlet e Destuynder mostraram teoricamente, em [2] e [3], a convergência da terceira componente do campo de deslocamentos, no modelo tridimensional da elasticidade linear, para o deslocamento vertical do modelo bidimensional de Kirchhoff para uma laje. Esta convergência corresponde à natural convergência da espessura da laje para zero. Com este trabalho verificamos numericamente a convergência entre os referidos modelos. Para tal usamos uma discretização em elementos finitos do problema tridimensional implementada usando o programa freeFEM++ e uma aproximação do problema bidimensional fornecida pelo programa SAP2000, com base no modelo de Kirchhoff. São analisados três casos distintos, comparando-se em cada um os respectivos deslocamentos e momentos flectores.CMAT-Universidade do MinhoInstituto Superior de Engenharia de Lisbo

O órgão ibérico em Braga : instrumentos e características

A música e o Homem caminham juntos desde os primórdios dos tempos, assim como a ligação entre a arte dos sons e a Igreja se perde nas origens da Cristandade. O Salmo 150 dá o tom para uma magnífica relação entre o louvor a Deus e a música, incitando à utilização de todos os instrumentos, conhecidos à época, nesse propósito. Todavia, essa relação nem sempre foi fácil e houve a necessidade, em vários períodos da História da Igreja, das autoridades eclesiásticas serem chamadas a regular a utilização dos instrumentos e a prática musical no culto divino. A festa e a música são hoje, como no passado, indissociáveis. A fronteira que separa os ritos religiosos do ambiente de celebração pagão nem sempre foi muito clara e as influências fizeram-se sentir reciprocamente. No século XVI, nas disposições tridentinas, procura-se evidenciar a distinção entre o sacro e o profano. Embora não diretamente, será um marco para a particular adoção do órgão como instrumento para o culto católico. Até ao século XVIII, este instrumento, que nasceu antes de Cristo, na Alexandria, que passou por arenas, festas pagãs e banquetes, sofrerá uma evolução extraordinária. Por toda a Europa, sob o patrocínio da Igreja de Roma, que via na música e em toda a arte um veículo de evangelização e um poderoso aliado face às correntes protestantes, surgirão órgãos em muitas igrejas. Na época barroca, o órgão irá assumir um lugar de destaque no cerimonial religioso, importância essa que permitirá a construção de grandiosos instrumentos, mais complexos que os instrumentos de pequenas dimensões construídos até então, com características distintas em diversas regiões da Europa, a que a Península Ibérica não ficará à margem, com o desenvolvimento do órgão do tipo ibérico. Apesar da individualidade de cada instrumento, o órgão em Portugal, que herda do seu congénere espanhol muitas dos elementos particulares da organaria ibérica, terá também um percurso próprio onde surgirão aspetos distintivos. Também ao nível da composição, os registos de palheta dispostos nas fachadas e o someiro dividido, influenciarão a criação das célebres Batalhas e de várias obras com contraste tímbrico entre a parte esquerda e a direita do teclado. Em Braga, o fervor religioso e a vetusta tradição ligada à Igreja, serão palco para a instalação, em torno da sua catedral, de vários conventos, mosteiros, igrejas e capelas. Nestas, a existência de um órgão que ajudasse a dar maior pompa às cerimónias permitiu que, na atualidade, exista um significativo número de instrumentos históricos que, apesar das vicissitudes a que estiveram sujeitos, sobretudo no século XIX, resistiram e são testemunho único de uma época áurea da arte organística no Norte do país. Hoje assiste-se a um crescente despertar do interesse pelo “rei dos instrumentos”. Realizam-se concertos e festivais, recuperam-se órgãos que agora, além do propósito fundamental da solenização dos ritos litúrgicos, surgem como um bem cultural que desperta o interesse de muitos. O órgão ibérico, simultaneamente património material e, pela sua música, imaterial, é um tesouro que urge preservar e dinamizar, especialmente em Braga, cuja tradição na construção deste instrumento é evidente. A presença, ao longo de séculos, de mestres organeiros vindos de outras paragens, mas também bracarenses, faz indubitavelmente desta cidade pólo de difusão da organaria em Portugal.Music and Man have walked together since the since the beginning of time, just as the connection between the art of sounds and the Church, lost in the origins of Christianity. Psalm 150 sets the tone for a magnificent relationship between the praise to God and music, calling for the use of all the instruments known at the time for this purpose. However, this relationship was not always easy and there was a need, at various times in the history of the Church, for ecclesiastical authorities to be called to regulate the use of instruments and musical practice in divine worship. Feast and music are today, as in the past, inseparable. The boundary separating religious rites from the pagan celebration environment was not always very clear, and the influences were made to feel reciprocally. In the sixteenth century, in the tridentine dispositions, it is tried to emphasize the distinction between the sacred and the profane. Although not directly, it will be a milestone for the particular adoption of the pipe organ as the instrument for Catholic worship. Until the eighteenth century this instrument, which was born before Christ, in Alexandria, which passed through arenas, pagan festivals and banquets, will undergo an extraordinary evolution. Throughout Europe, under the sponsorship of the Church of Rome, which saw in music and in all art a vehicle for evangelization and a powerful ally in the face of Protestant currents, organs will be built in many churches. In the baroque period, the organ will assume a prominent place in the religious ceremonial, which will allow the construction of grandiose instruments, more complex than the instruments of small dimensions built until then, with distinct characteristics in different regions of Europe, to which Península Ibérica will not be on the sidelines, with the development of the Iberian-type organ. Even with individuality of each instrument, the organ in Portugal, which receives from its Spanish organ many of the particular elements of the Iberian building art, will also have a singular course where distinctive aspects will emerge. Also at the level of composition, the trompets in the facades and the divided stops will influence the creation of the celebrated Battles and of several works with timbral contrast between the left and the right of the keyboard. In Braga, religious fervor and the old tradition linked to the Church will be the stage for the installation of several convents, monasteries, churches and chapels around its cathedral. In these, the existence of an organ that help to give greater pomp to the ceremonies allowed, at the present time, a significant number of historical instruments that even with the difficulties to which they were subjected, especially in the nineteenth century, have resisted and are a unique testimony of a golden age of organ art in the north of the country. Today there is a growing awakening of interest in the "king of instruments". Organized concerts and festivals, organs are recovered that now, in addition to the fundamental purpose of the solemnization of liturgical rites, appear as a cultural element that arouses the interest of many. The iberian organ, at the same time a material and imaterial patrimony, because of its music, is a treasure that must be preserved and invigorated, especially in Braga, whose tradition in the construction of this instrument is evident by the presence, for centuries, of master organbuilders from other places, but also from Braga, being, undoubtedly the center of diffusion of the organ construcion art in Portugal

Métodos estatísticos para recuperação de informação

É abordado o problema dos modelos de recuperação de informação, sob o ponto de vista estatístico, no sentido de estabelecer relações entre os diferentes algoritmos e apresentar uma visão unificada dos diferentes modelos com base em métodos estatísticos. É proposta uma notação comum para os mesmos conceitos apresentados por modelos diferentes evitando-se assim a grande diversidade das notações existentes, identificando-se os requisitos para um índice flexível capaz de fornecer matéria-prima para todos os modelos de pesquisa com base nas propriedades estatísticas dos documentos.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Modeling, mathematical and numerical analysis of a vacuum breaker : implementation and numerical simulation

Tese de doutoramento em Ciências (ramo de conhecimento em Matemática)The PhD dissertation is dedicated to the mathematical modelling, the analysis of the continuous problem, the discretization using the finite element method and the numerical simulation coding in C++ of a medium voltage vacuum circuit breaker. We have to face a multi-physics problem involving nonlinear elasticity to describe the electrodes and the contact zone, electricity to evaluate the current flowing across the copper bodies and electromagnetism problem to evaluate the repulsive Laplace force. A circuit breaker is based on a simple principle. A spring presses down two copper bodies to maintain an electrical contact. The current flowing between the two electrodes is determined by the extension of the contact zone and generate Laplace force. Due to the geometrical characteristics of the electrodes, Laplace forces are opposite and create a repulsive force. When the intensity reaches a critical value, the forces separate the two electrodes and the circuit is breaking. From an engineering point of view, the equilibrium position and the contact area deriving from the balance between the spring constraint and the repulsive Laplace force is of critical importance. Such an equilibrium results from two mathematical sub-problems, namely, the mechanical problem and the electromagnetic problem. In consequence, the work is constituted of three parts: the mechanical part concerns the action of the spring and the Laplace volumic force to determine the final contact area. We have elaborated the model, studied its mathematical properties (existence and uniqueness), designed numerical discretizations based on the finite element method and carried out an implementation of the method to achieve numerical simulations. The second part deals with the electromagnetic aspect where we propose a bi-domain model separated with a common interface. We prove existence and uniqueness of the model, propose a finite element discretisation and at last carry out an implementation with numerical simulations. The last part is dedicated to the global problem where we propose a fixe point method to reach the equilibrium states. We justify the iterative process both at the continuous and the discrete levels. We end the third part with some numerical simulations which are of interest in the engineering context of the electromechanic problem.Esta disserta ção tem como objetivo a modela ção matemática, a análise do problema contínuo, a discretização usando o método dos elementos finitos e a simulação numérica implementada em C++, dum disjuntor de vácuo de média tensão. Este é um problema multifísico envolvendo elasticidade não linear, para descrever a zona de contacto entre os elétrodos, eletricidade, na avaliação da corrente que atravessa os elétrodos de cobre, e eletromagnetismo, para avaliar a força repulsiva de Laplace. O funcionamento dum disjuntor baseia-se num princípio muito simples, a saber: uma mola pressiona os elétrodos um contra o outro, por forma a garantir um contacto elétrico. A corrente que atravessa dum elétrodo ao outro é determinada pela medida da zona de contacto e gera uma força de Laplace. Devido às caraterísticas geométricas dos elétrodos, a força de Laplace tem sentidos opostos, em cada um dos elétrodos, provocando assim uma força de repulsão, conduzindo ao afastamento dos elétrodos, interrompendo o circuito quando a intensidade atinge um valor crítico. Do ponto de vista técnico, a posição de equilíbrio e a zona de contacto resultam do importante equilíbrio estabelecido entre as forças da mola e repulsiva de Laplace. Este equilíbrio resulta de dois subproblemas, nomeadamente: o problema mecânico e o problema eletromagnético. Consequentemente este trabalho foi dividido em três partes, a saber: Primeiro, a parte mecânica relativa à ação da mola e da força volúmica de Laplace, para determinar a medida final da zona de contacto. Aqui foi elaborado o modelo matemático, estudadas as suas propriedades (existência e unicidade de solução), estabelecida a discretização, usando o método de elementos finitos, e a correspondente implementação com vista à obtenção de resultados numéricos. Na segunda parte tratamos o modelo do problema eletromagnético formulado em dois domínios com uma fronteira comum. Nesta fase tratamos da existência e unicidade de solução, propomos uma discretização, usando o mé todo dos elementos finitos, e fazemos a respectiva implementação e simulação numérica. A terceira e última parte é dedicada à análise do problema global, onde propomos um método de ponto fixo, para atingir a posição de equilíbrio, justicando-o aos níveis contínuo e discreto. Esta parte é finalizada com simulações numéricas relevantes do ponto de vista técnico no contexto do problema eletromagnético

As ferramentas digitais do Mundo Visual

Recensão de recurso digita