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Avaliação estratégica de viabilidade de empreendimentos de pequenas centrais hidrelétricas por meio de indicadores de desempenho
Full text linkAlthough classified as a source of clean energy generation, Small Hydroelectric Power Plants (SPH) have been losing competitiveness compared to other renewable sources in Brazil due to technical, environmental, regulatory, and economic issues. Aiming to contribute to the development and reinforce the insertion of SPH, economic development, diversification of the electricity mix, and increased energy security in the country, this research was developed, seeking to combine the knowledge acquired about this source with a methodology, the Balanced Scorecard (BSC), seeking its adaptation for use as a strategic feasibility assessment tool for SPH projects under development, from the prospecting phase to the pre-implantation phase. The BSC is a management system used to measure organizational performance, developed in the 90s and widely applied until today, structured around four perspectives (financial, customer, internal processes, and learning and growth), subdivided into financial and non-financial performance indicators, which analyze organizations striving for increased overall performance. The most important contribution of this research to the literature is its originality. In the bibliographic review, only one similar research was identified, focused on the strategic feasibility analysis of Mini and Micro Hydroelectric Power Plants to be implemented in isolated systems. The main objectives of this research were (i) the structuring of a Strategic Map of the PCH source, composed of the Economic, Socioenvironmental, Institutional, and Technical Perspectives, in adaptation to the four perspectives of the BSC, with all the Performance Indicators necessary for the strategic evaluation of the PCH, and (ii) the development of a Computational Program, through the easy-to-use Microsoft Office EXCEL® software, which allows, after inserting all the required data regarding the SPH under analysis, the visualization of the results by Performance Indicators, by Perspectives and the General Performance of the PCH under analysis, highlighting those indicators or perspectives that are harming the strategic viability of the project. For the best adaptation of the BSC for the strategic evaluation of the SHP, the works were developed with the support of a group of specialists, with extensive experience in the development of SHP projects in Brazil and for the correct assessment of the results of the program's elaborate spreadsheets, case studies of the application of this adaptation of the BSC in eight real SPH projects were carried out, to allow the structuring of a consistent program. Finally, a methodological approach was carried out to analyze the results obtained through the selected performance indicators and their real applicability for making strategic decisions aiming at improving the technical characteristics and processes for the continuous improvement of the performance of the SPH. As a result, it is commented that (i) the adaptation of the BSC methodology for the strategic evaluation of the SHP's viability proved to be effective; and (ii) the computational program developed showed robustness and efficiency in the SPH analysis, even with different technical characteristics, linked to the environment and stages of development. Finally, it is commented that the strategic assessment of the feasibility of SPH undertakings proposed in this research is not intended to discern the economic and financial viability of the SPH but rather to allow a more comprehensive analysis of the SPH and its development processes as a whole, to help the decision-maker, indicating the strengths and weaknesses of the project being evaluated, enabling better knowledge of the asset and the areas of development that deserve greater attention, to improve its performance.Embora classificada como fonte de geração de energia limpa, as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH), vêm perdendo competitividade frente a outras fontes renováveis no Brasil, por questões técnicas, ambientais, regulatórias e econômicas. Com o objetivo de contribuir com o desenvolvimento e reforçar a inserção de PCH, com o desenvolvimento econômico, diversificação da matriz elétrica e aumento da segurança energética do país, esta pesquisa foi desenvolvida, procurando aliar os conhecimentos adquiridos sobre esta fonte a uma metodologia, o Balanced Scorecard (BSC), buscando a sua adaptação para utilização como uma ferramenta de avaliação estratégica de viabilidade de projetos de PCH em desenvolvimento, desde a fase de prospecção até a fase de pré-implantação. O BSC é um sistema de gerenciamento utilizado para medição do desempenho organizacional, desenvolvido na década de 90 e amplamente aplicado até os dias de hoje, estruturado em torno de quatro perspectivas (a financeira, do cliente, dos processos internos e da aprendizagem e crescimento), subdivididas em indicadores de desempenho financeiros e não financeiros, que analisam as organizações primando pelo aumento do desempenho geral. A contribuição mais importante desta pesquisa para a literatura está relacionada com a sua originalidade, pois na revisão bibliográfica identificou-se apenas uma pesquisa similar, voltada à análise de viabilidade estratégica de Mini e Micro Centrais Hidrelétricas a serem implantadas em sistemas isolados. Os principais objetivos desta pesquisa foram (i) a estruturação de um Mapa Estratégico da fonte PCH, composto pelas Perspectivas Econômica, Socioambiental, Institucional e Técnica, em adaptação às quatro perspectivas do BSC, com os Indicadores de Desempenho necessários à avaliação estratégica de PCH, e (ii) o desenvolvimento de um Programa Computacional, por meio do software Microsoft Office EXCEL®, de fácil utilização, que permita, após a inserção de todos os dados demandados referentes a PCH em análise, a visualização dos resultados por Indicadores de Desempenho, por Perspectivas e o Desempenho Geral da PCH em análise, com destaque para aqueles indicadores ou perspectivas que estejam prejudicando a viabilidade estratégica do projeto. Para a melhor adaptação do BSC para a avaliação estratégica de PCH, os trabalhos foram desenvolvidos com o apoio de um grupo de especialistas, com larga experiência no desenvolvimento de projetos de PCH no Brasil e para a correta aferição dos resultados das planilhas de cálculos do programa elaborado, foram realizados estudos de caso da aplicação desta adaptação do BSC em projetos reais de PCH, de forma a permitir a estruturação de um programa consistente. Enfim, foi realizada uma abordagem metodológica para analisar os resultados obtidos por meio dos indicadores de desempenho selecionados e sua real aplicabilidade para tomada de decisões estratégicas objetivando a melhoria das características técnicas e dos processos para a melhoria contínua do desempenho das PCH. Comenta-se que (i) a adaptação da metodologia do BSC para a avaliação estratégica de viabilidade de PCH foi realizada; e (ii) o programa computacional desenvolvido, apresentou robustez e eficácia na análise de PCH, mesmo com diferentes características técnicas, características vinculadas ao meio ambiente e estágios de desenvolvimento. Por fim, destaca-se que a avaliação estratégica da viabilidade de empreendimentos de PCH proposta nesta pesquisa não tem por finalidade discernir sobre a viabilidade econômico-financeira de PCH, mas sim o de permitir uma análise mais abrangente da PCH e de seu processo de desenvolvimento como um todo, objetivando auxiliar o tomador de decisões, indicando os pontos positivos e as fragilidades do projeto em avaliação, possibilitando o melhor conhecimento do ativo e das áreas do desenvolvimento que merecem maior atenção, para melhoria de seu desempenho
Proposta de um framework para a condução de projetos de simulação a eventos discretos integrando Lean Six Sigma
Full text linkThere are many Modeling and Simulation methods available in the literature, which are commonly used in Discrete Event Simulation (DES) projects. However, most of these methods focus on constructing computational models, which results in opportunities for improvement in the problem definition and results analysis stages, as they are often overlooked. One way to address this gap is by incorporating alternative methods to DES. In this regard, the integration of the Lean Six Sigma (LSS) method, based on the Define, Measure, Analyze, Improve, and Control (DMAIC) framework, with the DES method has shown positive results in various application areas. However, the scientific literature provides few studies addressing this integration. Given this context, the present work aims to propose a framework that allows the integration of a robust and systematic problem-solving method (LSS) with a modeling and simulation tool (DES), aiming for more accurate and effective execution of discrete event simulation projects. To achieve this objective, a systematic literature review (SLR) was conducted to gather information regarding the state of the art on the topics addressed, to identify the focus of the works (DES or LSS), their structure, usage, and the main tools involved in the process, to determine in which phases of DMAIC the DES models were applied, and finally, the main elements found in works that presented some kind of framework. Among the analyzed works, only seven proposed an integrated framework, all of which were evaluated to identify past and future trends in the main practices presented. Based on these analyses, associations were established between the concepts of the two methods to relate common objectives within the same stage. Thus, the initial version of the framework was developed and subsequently subjected to evaluation through an online questionnaire, answered by experts in the areas of DES and LSS, with the purpose of being statistically validated. After considerations and tests, the final version of the framework was proposed, representing the outcome of this work.Existem muitos métodos de Modelagem e Simulação disponíveis na literatura, que são comumente utilizados em projetos de Simulação a Eventos Discretos (SED). No entanto, a maioria destes métodos tem seu foco na construção de modelos computacionais. Isso faz com que as etapas de definição do problema e análise de resultados apresentem oportunidades de melhoria, uma vez que são pouco exploradas. Uma das formas de suprir tal lacuna é incorporar métodos alternativos a SED. Nesse sentido, a integração do método Lean Six Sigma (LSS), baseado no formato Define, Measure, Analyze, Improve e Control (DMAIC), juntamente com o método de SED, tem demonstrado resultados positivos em diversas áreas de aplicação. No entanto, a literatura científica apresenta poucos estudos abordando essa integração. Diante desse contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor um framework que permita a integração de um método robusto e sistemático de resolução de problemas (LSS) com uma ferramenta de modelagem e simulação (SED), visando a execução mais assertiva e eficaz de projetos de simulação a eventos discretos. Para atingir esse objetivo, foi realizada uma revisão sistemática de literatura (RSL) com o intuito de reunir informações no sentido de entender o estado da arte a respeito dos temas abordados, descobrir o foco nos trabalhos (SED ou LSS), a maneira como estavam estruturados, a forma como eram utilizados e quais as principais ferramentas envolvidas nesse processo, em quais fases do DMAIC os modelos de SED eram aplicados e por fim, os principais elementos encontrados em trabalhos que apresentavam algum tipo de framework. Dos trabalhos analisados, apenas sete propuseram um framework integrado, sendo todos eles avaliados para identificar tendências passadas e futuras das principais práticas apresentadas. Com base nessas análises, foram estabelecidas associações entre os conceitos dos dois métodos de forma a relacionar os objetivos comuns em uma mesma etapa. Assim, o framework em sua versão inicial foi desenvolvido e posteriormente submetido a uma avaliação por meio de um questionário online, respondido por especialistas nas áreas de SED e LSS, com o propósito de ser validado estatisticamente. Após considerações e testes, a versão final do framework foi proposta, representando o produto deste trabalho
Análise estocástica da competitividade de uma usina eólica offshore (UEO) na costa brasileira através do Levelized Cost of Energy (LCOE)
Full text linkThe interest in offshore wind power in Brazil is a recent development, and there is a lack of research on the actual competitiveness of this energy source in the country. This study proposes a stochastic approach to compare the levelized cost of electricity (LCOE) for offshore wind farms at five different locations along the Brazilian coast. Various possibilities of corporate taxation and the commercialization of carbon credits are also considered. To validate the comparison, the offshore wind potential of the evaluated locations is assessed by modeling the uncertainties associated with monthly variations in wind speed, as well as the economic uncertainties related to Capital Expenditure (CAPEX), Operational Expenditure (OPEX), and Decommissioning Expenditure (DECEX). Subsequently, 10,000 iterations of the Monte Carlo Simulation are conducted to calculate the LCOE for different scenarios, including taxation based on the Actual Profit Method (APM) and the Presumed Profit Method (PPM), with and without Tradable Green Certificates (TGC). The results indicate that the application of the PPM for taxation and the identification of the optimal location for wind power exploitation are the most influential factors in reducing the LCOE and the financial risk associated with offshore wind farm investments in Brazil. On the other hand, the possibility of trading TGC contributes to lowering the LCOE of projects but does not significantly mitigate the financial risk. Furthermore, the study reveals that the coastal region near the Northeast of Brazil exhibits the highest offshore wind potential, while locations in Rio Grande do Sul and Rio de Janeiro demonstrate some competitiveness, although to a lesser extent than the Northeast.O interesse na energia eólica offshore no Brasil é recente, e as investigações sobre a real competitividade dessa fonte no país são escassas. Nesse sentido, o presente estudo propõe uma abordagem estocástica para comparar o LCOE (Custo Nivelado de Energia) de parques eólicos offshore em cinco pontos diferentes da costa brasileira, levando em consideração diferentes possibilidades de impostos corporativos e comercialização de créditos de carbono. Para validar a comparação, é avaliado o potencial eólico offshore dos locais analisados, modelando as incertezas relacionadas à velocidade do vento no horizonte mensal, além das incertezas econômicas associadas aos Gastos de Capital (CAPEX), Gastos Operacionais (OPEX) e Gastos de Desativação (DECEX). Em seguida, são realizadas 10.000 iterações da Simulação de Monte Carlo para calcular o LCOE, considerando cenários com tributação baseada no Método de Lucro Real (APM, na sigla em inglês) e no Método de Lucro Presumido (PPM), com e sem a possibilidade de Certificados Verdes Negociáveis (TGC). Os resultados revelam que a possibilidade de tributação pelo PPM e a identificação do melhor local para explorar a geração de energia eólica são os fatores que mais influenciam a redução do LCOE e do risco financeiro de investir em um parque eólico offshore no Brasil. Por sua vez, a possibilidade de negociar TGC contribui para a redução do LCOE dos projetos, mas não é um fator que favorece significativamente a redução do risco financeiro. Além disso, observa-se que a região costeira próxima ao Nordeste é onde está o maior potencial eólico offshore do Brasil, e os pontos localizados no Rio Grande do Sul e no Rio de Janeiro apresentaram certa competitividade, embora em menor escala do que o Nordeste
Avaliação do efeito solvente: isômero MC-TTC da merocianina em metanol
Full text linkSpiropyrans (SP) isomerize to merocyanines (MC) when exposed to external factors such as radiation, temperature changes, different solvents, etc. The phenomenon that focuses on the influence of the solvent on changing electronic properties is called solvatochromism and can be observed by the change in color of a solution with the same solute in different solvents. In this study we started from a system containing an isomer of merocyanine, MC-TTC, in methanol solution, to verify the electronic interactions that explain this phenomenon.
Computational chemistry was first used with the Gaussian 09 software, applying Density Functional Theory (DFT), carrying out simulations in the liquid phase implicitly, using the IEFPCM method. Geometry optimization, vibrational frequency and atomic charge calculations were performed with the M06-2X functional and 6-31G(d,p) basis function. With the results obtained, the simulations were followed explicitly.
Using classical mechanics, Monte Carlo simulations were considered for explicit solvation, in which the DICE 3.0 software represented the solute-solvent system considering an NPT ensemble and OPLS force field. As result, radial distribution function was obtained, defining the distance and quantity of methanol in the solvation shells (1st: 8 molecules; 2nd: 17 molecules), as well as atom-atom interactions. In these, the behavior of the solvent distributions and its highest concentration in certain regions were predicted.
Fifty statistically uncorrelated configurations were selected, directing them to quantum calculations using the TD-DFT methodology. At this stage, the M06-2X functional and 6-31G(d,p) base function were maintained, such as the IEFPCM method, to represent long-distance interactions. UV-Vis spectra were generated, where a significant difference of approximately 40 nm was found between the maximum absorption values of these 50 configurations. The same analysis was carried out for the second solvation shell, and, as a summary of the results, it was confirmed that the explicit representation is efficient in presenting the phenomenon of solvatochromism, and consequently, in understanding the factors that influence solute-solvent interactions.As moléculas de espiropiranos (SP) isomerizam à merocianinas (MC) ao serem expostas a fatores externos como radiação, mudanças de temperatura, diferentes solventes etc. O fenômeno que foca na influência do solvente na mudança das propriedades eletrônicas é chamado de solvatocromismo, e pode ser observado pela mudança de coloração de um soluto em diferentes solventes. Neste trabalho partimos de um sistema contendo um isômero da meroicianina, a MC-TTC, em solução de metanol, para assim verificar as interações eletrônicas que expliquem esse fenômeno.
A química computacional foi utilizada primeiramente com o software Gaussian 09, aplicando DFT, realizando simulações na fase líquida de forma implícita, por método IEFPCM. Cálculos de otimização de geometria, frequência vibracional e de carga atômica foram realizados com o funcional M06-2X e função de base 6-31G(d,p). A partir dos resultados obtidos deu-se sequência para as simulações de forma explícita.
Pela mecânica clássica considerou-se as simulações de Monte Carlo para a solvatação explícita, no qual o software DICE 3.0 representou o sistema soluto-solvente considerando um ensemble NPT e campo de força OPLS. Desta forma foram obtidos resultados de função de distribuição radial, definindo a distância e a quantidade de metanol nas camadas de solvatação (1ª camada: 8 moléculas; 2ª camada: 17 moléculas), assim como interações átomo-átomo. Nestas, previu-se o comportamento das distribuições do solvente e sua maior concentração em determinadas regiões.
Selecionou-se 50 configurações descorrelacionadas estatisticamente, direcionando-as a cálculos quânticos de metodologia TD-DFT. Nesta etapa manteve-se o funcional M06-2X e função de base 6-31G(d,p), e a solvatação implícita por IEFPCM para representação de interações de longas distâncias. Foram gerados espectros UV-Vis, onde se encontrou uma diferença significativa de aproximadamente 40 nm entre os valores máximos de absorção dessas 50 configurações.
A mesma análise foi feita para a segunda camada de solvatação, e, como conjunto de resultados, confirmou-se que a representação explícita é eficiente em apresentar o fenômeno do solvatocromismo, e consequentemente, em entender os fatores que influenciam as interações soluto-solvente
Avaliação termodinâmica e econômica da síntese de amônia, gás natural e metanol através da rota de gaseificação de biomassa no contexto do Brasil
Full text linkThis research explores the potential for synthesizing synthetic fuels and producing ammonia in Brazil using sugarcane bagasse and solid urban waste, both biomasses considered important in the Brazilian energy scenario by the National Energy Program 2030 and 2050. The case studies first consider gasification with 2 different gasification agents, with air only and another with air and steam added simultaneously to obtain hydrogen, which will be used to synthesize the other products. The plants are analyzed using the 1st law thermodynamic indicator to determine the overall efficiency without considering a scenario of thermal use by regeneration. The levelized costs of H2, NH3, GNS and CH3OH are also analyzed in order to quantify the viability of these products through a renewable route compared to conventional fossil energy routes. It can be seen that gasification using the addition of air and steam favors hydrogen production in all the scenarios evaluated, reducing levelized costs and obtaining higher plant efficiencies. The increase in hydrogen productivity results in the production of ammonia, GNS and methanol with lower production costs and higher efficiencies.Essa pesquisa explora o potencial da síntese de combustíveis sintéticos e da produção de amônia no Brasil através do bagaço de cana-de-açúcar e o Resíduo Sólido Urbano, ambas biomassas consideradas como importantes no cenário energético brasileiro pelo Programa Nacional de Energia 2030 e 2050. Os estudos de caso consideram primeiramente uma gaseificação com 2 diferentes agentes da gaseificação, apenas com ar e outro com ar e vapor adicionados simultaneamente para a obtenção do hidrogênio, que será utilizado para a síntese dos demais produtos. As plantas são analisadas pelo indicador termodinâmico de 1a lei para determinação da eficiência geral sem considerar um cenário de aproveitamento térmico por regeneração. Também são analisados os custos nivelados de H2, NH3, GNS e CH3OH a fim de quantificar a produção desses produtos através de uma rota renovável perante às rotas convencionais de energia fóssil. Observa-se que a gaseificação utilizando a adição de ar e vapor favorece a produção de hidrogênio em todos os cenários avaliados, reduzindo os custos nivelados e obtendo maiores eficiências da planta. O aumento na produtividade de hidrogênio tem por consequência obtenção de amônia, GNS e metanol com menores custos de produção e maiores eficiências
Projeto de uma antena de microfita com dupla banda de operação e polarização para aplicações em 5G/WI-FI
Full text linkThis masters dissertation presents the design of a rectangular microstrip antenna with dual feeding, operating band and polarization. It operates at a frequency of 3.5 GHz with linear polarization, in the plane of the electric field (in fundamental mode (TMz100) – applied to 5G technology) and at a frequency of 5.2 GHz with linear polarization, in the plane of the field magnetic (in third order mode (TMz030) – applied to Wi-Fi technology). The antenna is formed from the orthogonal geometric superposition of two techniques, one that allows increased gain and other that allows the filtering of high-order modes. Based on the simulation and measured results, the antenna operated in two bands, 5G and Wi-Fi, with minimum isolation between ports of −16 dB. Ultimately, the functioning of each of the intermediate geometries was separately validated and, finally, the functioning of the final model.Neste trabalho de dissertação é apresentado o projeto de uma antena de microfita retangular com dupla alimentação, banda de operação e polarização. Tem-se a operação na frequência de 3,5 GHz com polarização linear, no plano do campo elétrico (no modo fundamental (TMz100) – aplicado à tecnologia 5G) e na frequência de 5,2 GHz com polarização linear, no plano do campo magnético (no modo de terceira ordem (TMz030) – aplicado à tecnologia Wi-Fi). A antena é formada a partir da sobreposição geométrica ortogonal de duas técnicas, sendo uma que permite o aumento de ganho e outra que permite a filtragem de modos de alta ordem. A partir dos resultados de simulação e medidos, obteve-se a operação da antena em duas bandas, do 5G e do Wi-Fi, com isolação mínima entre as portas de −16 dB. Para isso, validou-se separadamente o funcionamento de cada uma das geometrias intermediárias e, por fim, o funcionamento do modelo final
Análise elementar da complexidade de modelos de simulação discretos e híbridos
Full text linkUnder the influence of technological development, real systems are experiencing a significant increase in size and complexity. Faced with a context of technological advances, simulation maintains its scientific relevance, supporting business decision-making. Through simulation, real systems, and their idiosyncrasies, are analyzed and improved. During a simulation project, the specialist needs to make a series of decisions, which includes defining the model's level of detail. Furthermore, in the computational model development phase, the specialist also needs to decide on which simulation approach to use. In the midst of this specialist's decisions, a dilemma emerges: real systems are progressively becoming larger and more complex as a result of technological progress; even with technological advances, the scientific literature states that a computational model is an abstraction of reality and it should be as simple as possible. In the context of this dilemma, the present thesis has the general objective of deepening discussions on the introduction of a greater level of detail in computational models, considering the Discrete Event Simulation (DES) and Hybrid Simulation (HS) approaches, id est, DES approach combined with Agent-Based Simulation (SBA) approach. The need to deepen these discussions generated the iDAV method, a method used to measure computational models. With the application of the iDAV method, it was found that discrete models are simpler to be developed when the level of detail is lower. On the other hand, when the scope and level of detail are increased, hybrid models are more suitable.Sob a influência do desenvolvimento tecnológico, os sistemas reais estão tendo um aumento expressivo quanto ao seu tamanho e à sua complexidade. Diante de um contexto de avanços tecnológicos, a simulação mantém sua relevância científica, servindo de apoio à tomada de decisões empresariais. Por meio da simulação, sistemas reais, e suas idiossincrasias, são analisados e aperfeiçoados. Durante um projeto de simulação, o especialista precisa tomar uma série de decisões, o que inclui a definição do nível de detalhamento do modelo. Além disso, na fase de desenvolvimento do modelo computacional, o especialista também precisa decidir sobre qual abordagem de simulação a ser utilizada. Em meio às decisões deste especialista, um dilema emerge: os sistemas reais estão progressivamente se tornando maiores e complexos em função do progresso tecnológico; mesmo com os avanços tecnológicos, a literatura científica afirma que um modelo computacional é uma abstração da realidade e ele deve ser o mais simples possível. No contexto deste dilema, a presente tese tem como objetivo geral aprofundar as discussões sobre a introdução de maior nível de detalhamento em modelos computacionais, considerando as abordagens Simulação a Eventos Discretos (SED) e Simulação Híbrida (SH), id est, abordagem SED combinada à abordagem Simulação Baseada em Agentes (SBA). A necessidade em aprofundar estas discussões gerou o método iDAV, método utilizado para mensurar modelos computacionais. Com a aplicação do método iDAV, constatou-se que os modelos discretos são mais simples de serem desenvolvidos quando o nível de detalhe é menor. Por outro lado, quando o escopo e o nível de detalhamento são aumentados, os modelos híbridos mostram-se mais adequados
Popularização da ciência: uma revisão conceitual
No full textDesenvolvido em quatro momentos, ...Desenvolvido em quatro momentos, ..
Previsão de evasão universitária com aprendizado de máquina
Full text linkStudent dropout is a problem that affects higher education institutions around the world,
having negative impacts on both students and institutions, whether public or private.
It is essential that institutions have tools that help them control evasion, providing
managers with an understanding of the educational expectations of students entering
higher education, in order to improve understanding of this phenomenon. Recent studies
on university dropout prediction using machine learning represent a significant advance in
the area of education. By employing the Cross-Validation Technique (K-Fold) along with a
variety of classification algorithms such as decision trees, logistic regression, random forest,
and support vector machines, among others. This work seeks to understand and anticipate
dropout patterns among students. This approach not only identifies risk factors for
dropout, but also provides valuable information for educational institutions in developing
proactive student retention strategies. By accurately predicting the likelihood of a student
dropping out of their studies, universities can intervene early, offering personalized support
and additional resources to help students overcome academic and personal challenges. To
achieve this, in relation to the student recovery model, LogisticRegression techniques ,
GradientBoosting and XG Boost obtained similar and promising results, above 90% for
graduate F1-Score and dropout F1-score close to 89%. As for the cases of interpretable
algorithms, model for student dismissal, the best results were for the Random Forest and
Decision Tree models with values of 91% for Graduate F1-Score, 84% for dropout F1-score.
This work represents a significant contribution to improving the quality and effectiveness
of educational programs, promoting the retention and success of university students.A evasão de alunos é um problema que afeta as instituições de ensino superior no mundo
todo, tendo impactos negativos tanto para os alunos quanto para as instituições, sejam
elas públicas ou privadas. É essencial, que as instituições tenham ferramentas que os
auxiliem no controle da evasão, proporcionando aos gestores a compreensão das expectativas
educacionais dos alunos que ingressam no ensino superior, a fim de aprimorar a compreensão
desse fenômeno. Os estudos recentes sobre previsão de evasão universitária utilizando
aprendizado de máquina representa um avanço significativo na área da educação. Ao
empregar a Técnica de Validação Cruzada (K-Fold) juntamente com uma variedade de
algoritmos de classificação, como árvores de decisão, regressão logística, floresta aletória e
máquinas de vetores de suporte, entre outros. Este trabalho busca entender e antecipar os
padrões de evasão entre os alunos. Essa abordagem não apenas identifica fatores de risco
para a evasão, mas também fornece informações valiosas para instituições educacionais no
desenvolvimento de estratégias proativas de retenção de alunos. Ao prever com precisão a
probabilidade de um estudante abandonar seus estudos, as universidades podem intervir
precocemente, oferecendo suporte personalizado e recursos adicionais para ajudar os alunos
a superar desafios acadêmicos e pessoais.Para isso, em relação ao modelo de recuperação dos
alunos as técnicas LogisticRegression, GradientBoosting e XG Boost obtiveram resultados
semelhantes e promissores, acima de 90% para F1-Score de formando e F1-score de evasão
próximo a 89%. Já para os casos de algoritmos interpretáveis, modelo para desligamento de
Alunos, os melhores resultados foram para os modelos Random Forest e Decision Tree com
valores de 91% para F1-Score de Formando, 84% para F1-score de evasão. Este trabalho
representa uma contribuição significativa para a melhoria da qualidade e da eficácia dos
programas educacionais, promovendo a retenção e o sucesso dos alunos universitários
Método de interação viscosa/não-viscosa para redução do domínio computacional em problemas de aerodinâmica
Full text linkSince CFD simulations for external flow problems may cause high computational costs, the present work presents a viscous/inviscid interaction method that allows to simulate the viscous flow in a reduced computational domain, which encompasses the rotational flow region (also called viscous subdomain). To this end, an interactive methodology is proposed, which consists of: calculate the potential flow outside the rotational region, impose the velocity of potential flow as a boundary condition at the boundary of the viscous subdomain, calculate the transpiration velocity to correct the potential flow, recalculate the field of potential flow velocities outside the rotational region, and update boundary conditions in the viscous subdomain. To determine the transpiration velocity, the velocity decomposition approach was used, which has been explored to develop methods of viscous/inviscid interaction. In this approach, to calculate the transpiration, it is necessary to first determine a boundary where the vorticity is negligible (called the rotational boundary). Determining the rotational boundary can be a complex task. Thus, two proposals were made to address this issue: the use of an auxiliary surface to facilitate the determination of rotational boundary (and to serve as a control surface for the potential flow), and to use of alternative criteria to evaluate the negligible vorticity. Calculations were performed in the viscous subdomain for two-dimensional, incompressible, steady, laminar or turbulent flows problems, on the profile NACA 0012 , bluff bodies and multiple bodies. The use of the proposed methodology allowed to reduce the computational costs, and the results of the aerodynamic coefficients and of the viscous flow fields obtained in the reduced domain, in general, were satisfactory for the engineering levels.Visto que simulações de CFD para problemas de escoamento externo podem ocasionar elevados custos computacionais, o presente trabalho apresenta um método de interação viscosa/não-viscosa que permite simular o escoamento viscoso em domínio computacional reduzido, que abrange a região rotacional do escoamento (também chamado de subdomínio viscoso). Para tal, é proposta uma metodologia interativa que consiste em: calcular o escoamento potencial fora da região rotacional; impor a velocidade daquele escoamento como condição de contorno na fronteira do subdomínio viscoso; calcular velocidades de transpiração para corrigir o escoamento potencial; recalcular o campo de velocidades do escoamento potencial fora da região rotacional; e atualizar as condições de contorno no subdomínio viscoso. Para determinar a velocidade de transpiração, foi utilizada a abordagem de decomposição de velocidades, que vem sendo explorada para desenvolver métodos de interação viscosa/não-viscosa. Nessa abordagem, para calcular a transpiração, é necessário primeiro determinar uma fronteira onde a vorticidade seja desprezível (denominada fronteira rotacional). Determinar a fronteira rotacional pode ser uma tarefa complexa. Duas propostas foram então apresentadas para tratar dessa questão: usar uma superfície auxiliar de transpiração para facilitar a determinação daquela fronteira (e para servir de superfície de colocação do escoamento potencial), e usar critérios alternativos para avaliar a vorticidade desprezível. Foram realizados cálculos no subdomínio viscoso para problemas de escoamento bidimensional, incompressível, permanente, laminar ou turbulento, sobre o perfil NACA 0012, corpos rombudos e múltiplos corpos. O uso da metodologia proposta permitiu reduzir os custos computacionais, e os resultados dos coeficientes aerodinâmicos e dos campos do escoamento viscoso obtidos no domínio reduzido, em geral, foram satisfatórios para os níveis de engenharia