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Orientador: Wu Shin-Ting Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O pré-alinhamento de duas imagens de profundidade parcialmente sobrepostas de objetos rígidos consiste na determinação automática de uma transformação rígida T que coloca ambas imagens em um mesmo referencial. Ele deve ser independente da geometria da imagem e deve ser eficiente, no sentido de reduzir a complexidade temporal da tarefa de determinação e casamento de pares de correspondências. A solução mais popular consiste na extração de n pares de pontos correspondentes nas regiões comuns de ambas imagens para, a partir desses pares, estimar a transformação T. As técnicas existentes na literatura ainda apresentam diversas limitações quanto à restrição geométrica das imagens e à eficiência. Este trabalho propõe uma solução alternativa eficiente. Tendo como hipótese de que a forma de um objeto pode ser essencialmente capturada por um subconjunto finito dos seus pontos, esta tese propõe o uso de uma malha triangular simplificada, em lugar de uma imagem de profundidade densa, para reduzir o espaço de busca de correspondências. Propõe-se ainda a construção de um descritor, denominado triedro, com alta capacidade discriminante para possibilitar uma busca mais eficiente de correspondências no espaço reduzido de amostras. O algoritmo proposto foi validado através de testes com diversas imagens reais Abstract: The crude registration of two partially overlapping range images from rigid objects consists of the determination of a rigid transformation T which brings both images into the same reference system. A crude registration should be independent of data geometry, and be efficient, in the sense that has low time complexity in finding the correspondence pairs. The most popular solution consists of extracting n pairs of correspondences in the overlapping regions and estimating from them the transformation T. Current works on crude registration still present drawbacks in relation to data geometry and efficiency. This work proposes an alternative solution for crude registration. Based on the hypothesis that the shape of an object is essentially captured by a finite subset of its points, this thesis proposes the use of a simplified triangular mesh, instead of a dense range image, to reduce the search space of correspondences. Besides, the construction of a descriptor, called trihedron is proposed. It has higher discriminating capacity which makes correspondence search still more efficient. The proposed algorithm has been validated through experiment tests with several real images Doutorado Engenharia de Computação Doutor em Engenharia Elétrica

Neste trabalho será investigado o comportamento de escoamentos de fluidos newtonianos e não-newtonianos em microcanais. O problema não-newtoniano, consiste em resolver as equações que regem o movimento para o caso de um escoamento de fluidos cujas propriedades reológicas possam ser estudadas pelo modelo constitutivo de Phan-Thien-Tanner, como por exemplo os materiais poliméricos. Uma das características interessantes de alguns destes materiais é que eles podem ser misturados com solventes apropriados, como uma solução eletrolítica, e o resultado é que este fluido como um todo passa a ter propriedades elétricas. Assim, além das propriedades viscoelásticas, será investigada a eletrocinética do escoamento, que é diretamente influenciado pela aplicação de um campo elétrico externo. Em particular o fenômeno de eletrosmose será estudado neste trabalho por meio de simulações numéricas em canais planos e bocais. Escoamentos através de bocais podem ser úteis na realização da mistura de fluidos. Neste trabalho, apresentamos uma aproximação numérica para a simulação dos vórtices que ocorrem logo após a passagem do fluido pela contração no bocal. Além disso, foram feitas simulações com potenciais dependentes do tempo e as variações nas propriedades do fluido viscoelástico para este tipo de escoamento. O movimento das cargas na solução é descrito pelas equações de Poisson-Nernst-Planck e para resolver numericamente este problema será aplicado o método das diferenças finitas generalizadas. O código para as simulações de escoamentos eletrosmóticas foi implementado como uma parte do sistema chamado HiG-Fow, que é capaz de realizar simulações de outros tipos de escoamentos além dos investigados nesta tese. A modularidade desse sistema possibilita ao usuário a implementação de pacotes de acordo com o tipo de escoamento a ser estudado. Os resultados obtidos indicam que a tensão viscoelástica é resistente a mudanças bruscas no escoamento, isto é, as oscilações da tensão normal dependem da frequência aplicada. Quanto maior a frequência menor é a amplitude do tensor. Esperamos que este trabalho contribua para um melhor entendimento de escoamentos dependente do tempo, possibilitando melhorias na tecnologia de dispositivos microfluidicos. In this work the behavior of newtonian and non-Newtonian fluids in microchannels will be investigated. The non-Newtonian problem consists in solving the governing equations of the movement take into account a fluid flow whose rheological properties can be studied by the Phan- Thien-Tanner constitutive model, for example the polymeric materials. One of the interesting features of some of these materials is that they can be mixed with appropriate solvents, such as an electrolyte solution, and the resulting fluid has electrical properties. Thus, besides the viscoelastic properties, the electrokinetics of the flow will be investigated, which is directly influenced by the application of an external electric field. In particular the phenomenon of electro-osmosis will be studied in this work through numerical simulations in flat channels and nozzles. Flows through nozzles may be useful in performing the fluid mixture. In this work, we propose a numerical approximation for the simulation of the vortices that occur soon after the passage of the fluid by the contraction in the nozzle. In addition, simulations were made with time dependent potentials and the variations in viscoelastic fluid properties for this type of flow. The motion of the charges in the solution is described by the Poisson-Nernst-Planck equations and to solve numerically this problem will be applied the generalized finite difference method. The code for the simulations of electroosmotic flows was implemented as a part of the HiG-Fow system, which is able to perform simulations of other types of flows beyond those investigated in this thesis. The modularity of this system enables the user to implement packages according to the type of flow to be studied. The results indicate that the viscoelastic stress is resistant to abrupt changes on the flow, that is, the oscillations of the normal stress depend on the applied frequency. The higher the frequency the smaller the tensor amplitude. We hope that this work contributes to a better understanding of time-dependent flows, enabling improvements in the technology of microfluidic devices.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T21:04:35Z No. of bitstreams: 2 Rafael Barretto_Parcial.pdf: 650063 bytes, checksum: 2b9beba6eaf4276dae3e5e086a99f740 (MD5) Rafael Barretto_Total.pdf: 2623554 bytes, checksum: 1fbfe7f95db91f226ff372280f1d6e93 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T21:04:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Rafael Barretto_Parcial.pdf: 650063 bytes, checksum: 2b9beba6eaf4276dae3e5e086a99f740 (MD5) Rafael Barretto_Total.pdf: 2623554 bytes, checksum: 1fbfe7f95db91f226ff372280f1d6e93 (MD5) Previous issue date: 2016-04-05 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro This thesis focuses on the birth process of modern International Law, by comparing Thomas Aquinas idea of ius gentium with Francisco de Vitoria s. It aims at establishing the changes this concept has undergone between those two authors, in order to ascertain if International Law so as it is known nowadays has its origin in the gap between Aquinas and Vitoria. Therefore, this thesis employs the method of the historiography of concepts, endeavouring to read each author in the context of both his own time and purposes. In Aquinas work, ius gentium assumes an hybrid nature, positioning itself between natural and positive law, while lacking an definitive assessment about his belonging. However, drawing upon his general theory on law, it is possible to identify his ius gentium with an initial adequation between natural law and the realities of different peoples. It shall be determined by means of a proportion between natural law abstract parametres and the basic circumstances under which different societies exist. Although Vitoria does not deny such reasoning, his own ius gentium displays some more positive and subjective features. He felt compelled to work with clear concepts, in order to play an effective role in his time s controversies, which ranged from the conquest of America to European religious s wars. In this way, the Spanish theologian took advantage of the lack of determination of Aquinas s ius gentium and employed it almost as a law, dividing it between an universal concept, which can be understood by everyone thorough use of reason, and a particular one, whose contents can be freely chosen by the nations that will be bound by it. But Vitoria s view is considerably dependent on his intellectual reference, Aquinas, and his ius gentium aims chiefly at the individual, not at the political community. Both authors place ius gentium, as well as law as a whole, fully inside the domain of morality. As theologians, their main concern is with the salvation of the soul, not with justice requirements. Even in an mostly unconscious way, Francisco de Vitoria sets the ground for modern International Law, by arguing for the reality of universal faculties enjoyed by all men, and by employing ius gentium as a common language that can be understood even by the most distinct people. Now, some core features of contemporary International Law, such as the concept of sovereignty, the idea of an interstate community, or a global governance perspective, are absent from both authors. Esta tese de doutorado enfoca o processo de surgimento do direito internacional moderno, comparando a noção de direito das gentes (ius gentium) em Tomás de Aquino e Francisco de Vitoria. O objetivo consiste em estabelecer as mudanças que o conceito sofreu entre estes dois autores, de modo a determinar se o direito internacional como hoje conhecido encontra sua origem na passagem de Tomás a Vitoria. Para isso, adotou-se a metodologia da historiografia dos conceitos, procurando ler cada autor à luz de seu tempo e das preocupações que o motivavam. Na obra do Aquinate, o direito das gentes assume um caráter híbrido, inserindo-se entre o natural e o positivo, sem que haja pronunciamento definitivo do autor sobre seu pertencimento. A partir de sua teoria geral do direito, é possível identificar seu ius gentium como uma adequação inicial da lei natural às realidades dos diferentes povos. Será encontrado por meio de uma proporção entre os parâmetros abstratos da lei natural e as circunstâncias básicas sob as quais determinadas sociedades vivem. Esta ideia não é negada por Vitoria, embora seu direito das gentes assuma características mais positivas e subjetivas. Necessitando manejar conceitos claros para intervir eficazmente nas polêmicas de seu tempo, que iam da conquista da América às guerras religiosas europeias, este teólogo espanhol aproveitou a indeterminação do conceito tomista para empregar o direito das gentes quase à modo de lei, dividindo-o em um ramo universal, que todos podem captar mediante uso da razão, e um ramo particular, cujo conteúdo pode ser escolhido por algumas nações e que vinculará apenas estas. Mas o enfoque vitoriano é por demais tributário de seu mestre Tomás, e seu direito das gentes visa principalmente o indivíduo, ao invés da comunidade política. Os dois autores situam o direito das gentes, bem como todo direito, decididamente dentro do campo da moral e, como teólogos, sua preocupação é com a salvação das almas, não tanto com as exigências da justiça. Mesmo de modo pouco consciente, Francisco de Vitoria prepara o terreno para o direito internacional, ao postular a existência de faculdades universais detidas por todo homem, e ao utilizar o ius gentium como uma linguagem comum que povos absolutamente distintos poderiam compreender. Já características mais chamativas do direito internacional moderno, como o conceito de soberania, a noção de comunidade interestatal ou a perspectiva de uma governança global, estão ausentes dos autores estudados.

This thesis presents a computational framework for simulating three-dimensional two-phase flows based on adaptive strategies for space and time discretization. The method is based on the fronttracking method of Unverdi and Tryggvason (1992), and the discretization of the Eulerian domain is based on the SAMR strategy of Berger and Colella (1989). The time integration algorithm is based on the IMEX scheme, and the time step is calculated based on CFL criteria. The implementation of the Lagrangian framework relied on the GNU Triangulated Library (GTS), which provides a complete data structure and supporting functions for data access, remeshing tools and data output. The memoryless simplification algorithm of Lindstrom and Turk (1998) is used for surface remeshing, preserving the volume and shape of the interface. Nevertheless, additional tools for volume recovery were implemented, motivated by the non-conservative behaviour of the advection of the Lagrangian interface. This process may also induce some non-physical undulations on the Lagrangian interface, which was circumvented with the implementation of the TSUR-3D algorithm of Sousa et al. (2004). The methodology was applied to a series of rising bubble simulations, in which a single bubble rises in an initially quiescent liquid, and validated against experimental results (BHAGA; WEBER, 1981). The validation process consisted in comparing the terminal shape and Reynolds number, as well as the topology of the streamlines downstream of the bubble. Finally, the algorithm was applied to the simulation of two cases of bubbles rising in the wobbling regime, which is characterized by the continuous change in the bubble shape and complex patterns of vortex shedding. The use of adaptive mesh refinement strategies led to physically insightful results, which would not be possible in a serial code with a uniform mesh. Nesta tese apresenta-se um algoritmo para a simulação de escoamentos tridimensionais bifásicos, aliando-se o método de front-tracking de Unverdi and Tryggvason (1992) a estratégias adaptativas para a discretização espacial e temporal. A discretização do domínio Euleriano utiliza a metodologia SAMR (BERGER; COLELLA, 1989), enquanto o algoritmo de integração temporal utiliza o esquema IMEX com cálculo do passo de tempo com base em critérios CFL. A implementação da estrutura computacional Lagrangiana baseou-se na biblioteca GNU Triangulated Library (GTS), que fornece estrutura de dados completa e um algoritmo de remalhagem baseado técnica memoryless simplification algorithm, que garante preservação da forma e do volume da geometria (LINDSTROM; TURK, 1998). Ainda assim, ferramentas adicionais para recuperação de volume foram implementadas, devido ao comportamento não conservativo da advecção da interface Lagrangiana. Este processo também pode induzir ondulações não físicas na interface, o que foi contornado com a implementação do algoritmo TSUR-3D de Sousa et al. (2004). A metodologia proposta foi aplicada a uma série de simulações nas quais uma única bolha ascende em um líquido inicialmente em repouso. Os resultados foram comparados com dados experimentais de Bhaga e Weber (1981). A Validação foi feita comparando-se o número de Reynolds e a forma da bolha em regime terminal, bem como a topologia das linhas de corrente. Finalmente, o algoritmo foi aplicado à simulação de dois casos de wobbling, regime caracterizado pela mudança contínua da forma da bolha e por padrões complexos de liberação de vórtices. O uso de malhas adaptativas forneceu detalhes do escoamento que dificilmente seriam obtidos em um código serial com refinamento uniforme, pois demandaria uma resolução muito alta da malha. Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:12:54Z No. of bitstreams: 1 Pedro Juan Torres Lopez.pdf: 2010655 bytes, checksum: 8966bc5f7781f7c39d4cff5436d2d127 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedro Juan Torres Lopez.pdf: 2010655 bytes, checksum: 8966bc5f7781f7c39d4cff5436d2d127 (MD5) Previous issue date: 2010-06-14 Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro O estudo do fluxo de água e do transporte escalar em reservatórios hidrelétricos é importante para a determinação da qualidade da água durante as fases iniciais do enchimento e durante a vida útil do reservatório. Neste contexto, um código de elementos finitos paralelo 2D foi implementado para resolver as equações de Navier-Stokes para fluido incompressível acopladas a transporte escalar, utilizando o modelo de programação de troca de mensagens, a fim de realizar simulações em um ambiente de cluster de computadores. A discretização espacial é baseada no elemento MINI, que satisfaz as condições de Babuska-Brezzi (BB), que permite uma formulação mista estável. Todas as estruturas de dados distribuídos necessárias nas diferentes fases do código, como pré-processamento, solução e pós-processamento, foram implementadas usando a biblioteca PETSc. Os sistemas lineares resultantes foram resolvidos usando o método da projeção discreto com fatoração LU por blocos. Para aumentar o desempenho paralelo na solução dos sistemas lineares, foi empregado o método de condensação estática para resolver a velocidade intermediária nos vértices e no centróide do elemento MINI separadamente. Os resultados de desempenho do método de condensação estática com a abordagem da solução do sistema completo foram comparados. Os testes mostraram que o método de condensação estática apresenta melhor desempenho para grandes problemas, às custas de maior uso de memória. O desempenho de outras partes do código também são apresentados. The study of the water flow and scalar transport in water reservoirs is important for the determination of the water quality during the initial stages of the reservoir filling and during the life of the reservoir. For this scope, a parallel 2D finite element code for solving the incompressible Navier-Stokes equations coupled with scalar transport was implemented using the message-passing programming model, in order to perform simulations of hidropower water reservoirs in a computer cluster environment. The spatial discretization is based on the MINI element that satisfies the Babuska-Brezzi (BB) condition, which provides sufficient conditions for a stable mixed formulation. All the distributed data structures needed in the different stages of the code, such as preprocessing, solving and post processing, were implemented using the PETSc library. The resulting linear systems were solved using the projection method implemented by an approximate block LU factorization. In order to increase the parallel performance in the solution of the linear systems, we employ the static condensation method for solving the intermediate velocity at the vertex and centroid nodes separately. We compare performance results of the static condensation method with the approach of solving the complete system. In our tests the static condensation method shows better performance for large problems, at the cost of an increased memory usage. Performance results for other intensive parts of the code in a computer cluster are also presented.

The increase in the generation and di®usion of digital content, principally through the use of the Internet, has made it necessary to use techniques that authenticate and protect the data's origin. Studies carried out in the area of digital watermarking have produced promissory results, both in authentication as well as in the protection of copyright. The development of watermarking techniques for digital images is an area under constant evolution, this becomes clear when taking into consideration the number of applications where these techniques can be used. In general watermarking techniques are developed for one type of application. This work's proposal therefore is the improvement of an algorithm, which already exists, which unifies the watermark insertion in images for the verification or protection of copyright, through the adjustment of some of its parameters. Some related techniques are presented, besides the detailed analysis of the technique to be improved. Various tests are presented giving examples of the proposed techniques. A crescente geração e difusão de conteúdos digitais, principalmente pelo uso da Internet, faz com que seja necessário a utilização de técnicas que autentique e assegure a origem dos dados. Estudos na área de marca d'água digital vêm trazendo resultados promissores tanto para a autenticação quanto para a proteção de direitos autorais. O desenvolvimento de técnicas de marca d'água para imagens digitais é uma área de estudo que está em constante evolução, principalmente pela quantidade de aplicações em que essas técnicas podem ser utilizadas. Geralmente, técnicas de marca d'água são desenvolvidas para um único tipo de aplicação. Este trabalho se propõe a apresentar uma melhoria em um algoritmo, já existente, que unifica a inserção de marca d'água em imagens para a verificação de autenticidade ou para a proteção de direitos autorais, via ajuste de alguns parâmetros. Algumas técnicas relacionadas são apresentadas, além da análise mais detalhada da técnica a ser melhorada. Vários testes são apresentados exemplificando a técnica proposta. Mestre em Ciência da Computação