Desenvolvimento e implementação de versões modificadas do algoritmo Random Restricted Window (MR2W) com aplicações na estimativa de parâmetros em problemas inversos em transferência de massa

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Telles, Melicia Aline Cortat Ribeiro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Inverse problem; Optimization; Stochastic methods; R2W; MR2W; Luus-Jaakola; Métodos estocásticos; Otimização matemática; Algoritmos; Problemas inversos (Equações diferenciais); Métodos de simulação; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13710

Neste trabalho são propostas modificações no método Random Restricted Window (R2W) visando análises e avaliações de forma a buscar métodos de otimização mais robustos, levando a resultados mais acurados e com tempo computacional reduzido. Duas variantes do algoritmo Modified Random Restricted Window (MR2W) foram propostas, MR2W1 e MR2W2, sendo estas três versões anteriores comparadas com o clássico método estocástico Luus-Jaakola (LJ) em diferentes situações. Primeiramente, estes métodos foram testados na obtenção dos ótimos globais de funções matemáticas clássicas com características diversificadas, feita uma comparação dos índices estatísticos obtidos pelo MR2W1 e MR2W2, através da utilização dos geradores de números aleatórios rand(), Mersenne Twister e Sobol. Em um segundo momento, os três algoritmos, juntamente com os geradores de números aleatórios citados, foram utilizados para a determinação dos parâmetros envolvendo processos de transferência de massa de três problemas reais distintos. No problema de cromatografia por adsorção em batelada, o melhor desempenho na obtenção dos parâmetros de interesse, foi alcançado pelo método LJ, juntamente com o Sobol. No problema de permeabilidade em misturas binárias, a combinação MR2W2 e Sobol foi aquela que conseguiu encontrar o melhor conjunto de parâmetros que levou a resultados mais acurados e com menor custo computacional. Por fim, dentre os métodos estudados, independentemente do gerador aleatório, o método LJ foi o único que conseguiu encontrar o ótimo global no problema de transferência de massa em fígado, sendo o melhor conjunto de parâmetros encontrados com o Sobol. Os resultados gerais mostraram que as modificações propostas ao método R2W melhoraram o desempenho do algoritmo, incentivando sua aplicação em outros problemas reais.