Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 21120
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Sociais: ODS4 |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | Não se Aplica |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Primeiro autor | Bryannie Carla de Lima Tonon |
| Orientador | WESLEY FRANCIS COSTA COTA |
| Título | Modelagem e Otimização Computacional de Redes Complexas com Estrutura Espacial |
| Resumo | As redes complexas se estabeleceram como ferramentas fundamentais para modelar e compreender sistemas compostos por muitos elementos interconectados, como sistemas sociais, biológicos, e tecnológicos. Diante disso, o estudo dessas estruturas tem se mostrado relevante, revelando padrões e comportamentos coletivos que emergem da interação entre seus elementos. Nesse estudo, a construção eficiente de modelos sintéticos é uma etapa crucial para viabilizar simulações em larga escala, pois possibilita o controle preciso de parâmetros e a investigação sistemática de efeitos estruturais. Neste trabalho, concentramos na implementação de modelos de construção de redes, com o objetivo de gerar estruturas de conectividade artificiais, mas com controle estatístico das distribuições e mecanismos de conectividade. O modelo de configurações parte de uma sequência de graus – número de conexões de cada elemento – definidas a priori, e busca construir uma rede complexa na qual os vértices são conectados de modo aleatório. Essa tarefa envolve desafios computacionais, como o tempo para criar uma rede, especialmente ao tentar garantir que a rede satisfaça determinadas regras. Para isso, foram aplicadas estratégias de otimização iterativa, testando e aprimorando o código a cada etapa com foco em desempenho e modularidade. O desenvolvimento foi feito em Fortran moderno, com uso de programação orientada a objetos (POO). Essa estrutura permite modularizar o código, facilitando a manutenção, o reuso e a escalabilidade. O algoritmo evoluiu de forma progressiva, partindo de um algoritmo básico até atingir uma forma otimizada. Foi observado que a ordem de conexão entre vértices afeta diretamente o desempenho, pois interfere no número de tentativas frustradas de conectar pares. A introdução de uma lista dinâmica de stubs (arestas disponíveis) reduziu o tempo de execução ao evitar sorteios inválidos. Após a construção da rede, propriedades estruturais foram verificadas, e os resultados estão de acordo com o esperado na literatura para redes não correlacionadas, confirmando a validade do modelo. Com a estrutura estabelecida para redes não correlacionadas, foram construídas redes geográficas sintéticas, nas quais os vértices são posicionados em um plano bidimensional e conectados com base na proximidade espacial. Foram testadas diferentes regras de conectividade – como raio fixo, decaimento com a distância, atratividade – e medidas suas respectivas propriedades estruturais. Como perspectiva, pretende-se incorporar a mobilidade populacional ao modelo de redes geográficas, associando a cada nó uma população e permitindo que parte dos indivíduos se desloque recorrentemente. O objetivo é comparar os resultados dessas redes sintéticas com dados reais de mobilidade entre cidades, que podem ser naturalmente empregadas em simulações de processos dinâmicos, como a propagação de epidemias, se aproximando de cenários mais realistas. |
| Palavras-chave | Redes Complexas, Redes Geográficas, Otimização Computacional |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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