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Modelagem computacional de estruturas anatômicas em 3D e simulação de suas imagens radiográficas; Computational 3D modelling of anatomic structures and simulation of its radiography images
Santos, Clayton Eduardo dos
#Anatomic structures#Computational modelling#Computational phantom#Estruturas anatômicas#Fantoma computacional#Modelagem computacional#Radiography simulation#Simulação radiográfica
Os métodos de controle de qualidade tradicionais aplicados ao radiodiagnóstico, é a melhor maneira de garantir a boa qualidade das imagens produzidas. No entanto, a investigação de particularidades oriundas do processo de formação de imagens radiológicas requer ferramentas computacionais complementares, em função do número de variáveis envolvidas. Entretanto, os fantomas computacionais baseados em voxels não conseguem representar as variações morfométricas necessárias para a simulação de exames cujo diagnóstico é baseado em imagem. Neste trabalho foi desenvolvido um novo tipo de fantoma computacional, baseado em modelagem 3D, que possui as vantagens apresentadas pelos fantomas computacionais tradicionais sem os problemas encontados nestes. A ferramenta de modelagem utilizada, o Blender, é disponibilizada gratuitamente na internet. A técnica utilizada foi a box modeling, que consiste na deformação de uma primitiva básica, nesse caso um cubo, até que apresente a forma da estrutura que se deseja modelar. Para tanto, foram utilizadas como referencia, imagens obtidas de atlas de anatomia e fotografias de um esqueleto fornecido pela Universidade de Mogi das Cruzes. Foram modelados o sistema ósseo, os órgãos internos e a anatomia externa do corpo humano. A metodologia empregada permitiu a alteração de parâmetros do modelo dentro da ferramenta da modelagem. Essa possibilidade foi mostrada através da variação...
#Computer modeling#Modelagem computacional#Cinemática#Modellus#Software educacional#Kinematics#Conceptual fields#Ensino de fisica#Ensino médio#Tecnologias de informação e comunicação (TICs)
Neste projeto, utilizamos algumas tecnologias da informação e comunicação para desenvolver uma estratégia de ensino de Física para o Ensino Médio abordando o tópico da cinemática. A estratégia contou com a utilização de aulas e testes virtuais e também com atividades de modelagem computacional com o programa Modellus. Todas as atividades foram aplicadas no laboratório de informática e mediadas pelo computador. Esta estratégia foi aplicada em duas turmas do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Adventista Cruzeiro do Sul, localizado na cidade de Taquara, RS, entre os meses de março e maio, do ano letivo de 2009, e contou com uma carga horária de 22 horas – aula. O projeto teve como referencial teórico a Teoria dos Campos Conceituais de Gerard Vergnaud, que diz que a conceitualização é o centro do desenvolvimento cognitivo. Todo o material desenvolvido foi colocado em forma de um hipertexto que está disponível na internet de modo que outros professores façam uso destes recursos. Através das observações feitas durante a aplicação desta proposta, vimos que uma estratégia de ensino baseada no uso de tecnologias como estas, permitem um aprendizado mais eficaz, visto que o contato e a interação dos alunos com o objeto de estudo e com as ferramentas educacionais é muito maior quando comparado com as metodologias tradicionais...
#Modelagem computacional#Gesto#Interação#Etnografia da ciência#Representações visuais#Tecnologias digitais
O objetivo deste trabalho é discutir como objetos virtuais participam interativamente da produção do conhecimento na prática científica. O artigo baseia-se numa observação etnográfica de uma equipe interdisciplinar de cientistas, cujo trabalho envolve modelagem computacional de transferência de calor na próstata humana. A etnografia constatou que, embora visualizações científicas sejam pensadas como uma forma de "simplificar" a apreensão de dados, há um intenso trabalho interpretativo necessário para alcançar sentidos compartilhados a respeito das imagens. Tais sentidos são construídos a partir de comunicação oral e de interações incorporadas com objetos virtuais no decorrer das interações entre os cientistas. Uma melhor compreensão dessas práticas interpretativas é importante na medida em que o uso de visualizações digitais em 3D e de modelos computacionais ganha importância na ciência contemporânea. Tais técnicas são crescentemente utilizadas não somente para descrever verdades sobre a natureza, mas como ferramentas poderosas de intervenção no mundo.
Modelagem computacional de vigas de concreto armado reforçado com fibras de aço submetidas a cisalhamento
Araújo,D. L.; Carmo,L. C.; Nunes,F. G. T.; Toledo Filho,R. D.
#Cisalhamento#Concreto Reforçado com Fibras de Aço#Modelagem computacional
A modelagem computacional cada vez mais se torna parte integrante das atividades dos pesquisadores e profissionais da área de engenharia civil. Para isso, o conhecimento do comportamento mecânico dos materiais é de fundamental importância. No caso das estruturas de concreto submetidas a esforços de cisalhamento, para a correta representação do seu comportamento é necessária a determinação do fator de retenção do cisalhamento. Neste trabalho, procura-se determinar esse fator para concretos reforçados com fibras de aço por meio de ensaios de cisalhamento direto em corpos-de-prova prismáticos associados à modelagem computacional. Foi estudada, em laboratório, uma matriz de concreto com resistência à compressão de 50 MPa, à qual foram adicionadas 1,0% e 2,0% de fibras de aço. A relação tensão versus deslizamento foi determinada experimentalmente, sendo em seguida realizada uma análise inversa dos corpos-de-prova de modo a se determinar o fator de retenção do cisalhamento do concreto reforçado com fibras de aço. Para tanto, foi utilizado o programa comercial de elementos finitos DIANA© 8.1.2. Ao final, o fator de retenção do cisalhamento, bem como a influência das fibras na fissuração, foi validado por meio da modelagem de vigas de concreto armado reforçado com fibras de aço submetidas a esforços de cisalhamento disponíveis na literatura.
Modelagem computacional das hidroxiapatitas
Guimarães, Wellington Rodrigues
#Hidroxiapatitas#Modelagem Computacional Específica para o Paciente#Hydroxyapatites#Patient-Specific Modeling
O presente trabalho foi desenvolvido com o intuito de realizar a modelagem computacional da hidroxiapatita e seus derivados. Este composto na sua forma natural é componente básico do osso humano e ao mesmo tempo, na forma artificial, é usado como um dos melhores materiais ortopédicos. Foram construídos modelos computacionais para a hidroxiapatita na sua forma clássica e substituições catiônicas e aniônicas, levando em conta os raios iônicos adequados, também foram levadas a cabo. A comparação de vários softwares de modelagem disponíveis atualmente mostrou que no caso do arranjo estrutural deste tipo, HyperChem 7.5 com o campo de força MM+ pode ser considerado como melhor instrumento. Foi mostrado que os modelos das hidroxiapatitas substituídas no cátion rendem boas aproximações aos resultados obtidos pela difratometria de raios-X, permitindo preencher os gaps na informação estrutural para compostos desconhecidos ou difíceis de serem sintetizados, como no caso da hidroxiapatita contendo o elemento rádio. Por outro lado, os modelos das hidroxiapatitas substituídas nos ânions mostram a capacidade de elementos como arsênio e vanádio de formar tetraedros com parâmetros de rede semelhantes aos encontrados no banco de dados estrutural. Além disso...
Villabona, Ivonne Ayde Rodríguez
#Matriz de Vester#VISQ#Modelagem computacional#Problemas ambientais#Matrix of Vester#Computational Modeling#environmental problems#Environmental Education
O artigo, exposto à continuação, apresenta uma proposta para a utilização da modelagem computacional na formulação de projetos ambientais em escolas, especialmente, na identificação de problemas ambientais. Apresenta uma breve resenha de uma metodologia, que foi publicada na Colômbia, para formular projetos ambientais, fazendo ênfases na descrição da Matriz de Vester, a qual foi proposta como uma ferramenta, para estabelecer os graus de causalidade entre os problemas ambientais. No entanto, a utilização da Matriz de Vester apresenta algumas dificuldades já que, às vezes, não permite ter uma visão holística das relações e interações que têm os problemas entre si. Esta se converte na razão fundamental, para introduzir a modelagem computacional, através da utilização do programa VISQ como complemento da matriz, já que este permite desenvolver nos usuários um pensamento sistêmico.; The article, exposed as a continuation, presents a proposal for the use of the computational modeling in the formulation of environmental projects in schools, especially in the identification of environmental problems. It presents an abbreviation of a methodology that was published in Colombia to formulate environmental projects...
Gomes, Mateus das Neves; Isoldi, Liércio André; Olinto, Claudio Rodrigues; Rocha, Luiz Alberto Oliveira; Santos, Elizaldo Domingues dos; Souza, Jeferson Avila
#Coluna da água oscilante (CAO)#Energia das ondas#Volume of fluid (VOF#FLUENT®#Modelagem computacional#Oscillating water column (OWC)#Wave energy#Volume of fluid (VOF)#Computational modeling
Este trabalho apresenta a modelagem computacional de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) submetido ao clima de ondas da costa da cidade de Rio Grande. A simulação numérica foi realizada utilizando-se o pacote FLUENT® e empregando-se o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) na geração da onda e na interação da mesma com o conversor. O domínio computacional foi representado por um tanque de ondas acoplado ao dispositivo CAO, possibilitando analisar o seu comportamento quando sujeito a incidência de ondas regulares com características semelhantes ao clima de ondas na costa de Rio Grande. Os resultados obtidos demonstram a potencialidade da região em gerar energia elétrica a partir da energia das ondas do mar, através do conversor tipo CAO.; This work presents the computational modeling of a converter of wave energy in electrical energy. The converter is Oscillating Water Column (OWC) type, submitted to the wave climate of Rio Grande city. The numerical simulation was performed using FLUENT® package and employing the multiphase Volume of Fluid (VOF) model in the wave generation and in the interaction between the wave and the converter device. The computational domain was represented by a wave tank coupled with the OWC device. This domain allows the behavior analysis to be performed when the device is subjected to the incidence of regular waves. The waves were molded to represent the characteristics of the Rio Grande coast climate. Results demonstrate that the OWC converter can be successfully used to convert the Rio Grande's coast wave energy in useful electrical energy.
#Coluna da água oscilante (CAO)#Energia das ondas#Volume of Fluid (VOF)#FLUENT®#Modelagem computacional#Oscillating water column (OWC)#Wave energy#Computational modeling
Meirelles,Saulo; Violante-Carvalho,Nelson
#ondas aquáticas#ondas luminosas#modelagem computacional
The Study of the Collision Phenomenon Using Quantitative Computer Modelling; Estudo do fenômeno de colisões através da modelagem computacional quantitativa
Fernandes, Mariana Rampinelli; UFES - Espírito Santo; Ferracioli, Laércio; UFES - Espírito Santo
Publicado em 02/09/2008 POR
#Física#Processos de ensino e aprendizagem#modelagem computacional#modelagem
The rapid growth of the so called new technologies has encouraged a debate on its integration within teaching and learning processes. Hence, it is crucial to find out how effectively to take advantage of it to the educational context. This article describes a study on quantitative computational modelling of a Physics topic with undergraduate students as a strategy for integrating computational technology into exploratory learning in Science. The results lend support to the conclusion that computational modelling, when appropriately used, can encourage students to further investigate the concepts studied.; Os avanços das chamadas novas tecnologias têm estimulado o debate sobre sua integração aos processos de ensino e aprendizagem. Nessa perspectiva, torna-se necessário o delineamento de investigações sobre sua efetiva utilização em sala de aula. Este artigo descreve um estudo sobre a utilização da modelagem computacional quantitativa por alunos universitários no estudo do tópico de Física sobre Colisões como estratégia de integração da tecnologia da informática ao aprendizado exploratório em Ciências. Os resultados indicam que a modelagem computacional adequadamente estruturada através de atividades específicas pode levar o aluno a refletir sobre os conceitos científicos abordados e suas concepções.
Ferracioli, Laercio; Universidade Federal do Espírito Santo; Gomes, Thieberson da Silva; Universidade Federal do Espírito Santo; da Silva, Rodrigo Marques Almeida; Doutorando - Programa de Pós-Graduação de Informática/PUC-Rio; Mulinari, Mara Hombre;
#Ciências Humanas#Ensino de Fisica#Ensino-Aprendizagem#Tecnologia & ciência#Modelagem computacional#Aprendizado exploratório#Passos de construção de modelos
http://dx.doi.org/10.5007/2175-7941.2012v29nesp2p679Este trabalho apresenta, inicialmente, algumas visões sobre a interface tecnologia e ciência no contexto educacional, seguido do relato de três iniciativas independentes de investigação da utilização da modelagem computacional no ensino de ciências. Essas experiências, com o foco no conhecimento e não na tecnologia, são localizadas em um momento histórico em que o surpreendente avanço da tecnologia da informática passou a introduzir os computadores na vida cotidiana das pessoas e, consequentemente, levando-o para dentro da sala de aula. Na sequência, é apresentado um relato histórico do desenvolvimento e de resultados de um programa de pesquisa sobre integração de ambientes computacionais ao ensino de Física e ciências em geral a partir da modelagem computacional quantitativa, semiquantitativa e qualitativa no contexto educacional brasileiro.