[pt] O objetivo deste trabalho é apresentar o método das linhas aplicado ao estudo das características de propagação em estruturas planares. Na sua aplicação, discretiza-se variáveis especiais em um conjunto de linhas perpendiculares as fitas. Conseqüentemente, equações diferenciais parciais são reduzidas a equações diferenciais ordinárias com soluções bem conhecidas. Apesar da aplicação de diferenças finitas, o Método das Linhas é mais eficiente em termos de velocidade computacional e uso de memória, quando comparado com método de diferenças finitas usual. Algumas estruturas planares em guias retangulares com três camadas dielétricas foram analisadas e os resultados comparados com outros métodos. Nos apêndices mostra-se como é possível implementar programas com discretização não uniforme, o que aumenta a eficiência do método, bem como a discretização em duas direções, o que permite análise de ressoadores de microondas. Este trabalho pretende servir como auxilio básico, podendo ser útil em outros trabalhos empregando o Método das Linhas. / [en] In this work, the Method of Lines applied to the study of the propagation caracteristics of planar structures is presented. In this method, the spacial variables are discretized in several lines orientated in a direction normal to the conductor strips. Then, the partial differential equations are reduced to ordinary differential equations having well known solutions. Although this method uses finite differences, it is much more efficient with respect to computer speed and memory necessary, in comparison to the conventional finite difference method. A few planar structures with three dieletric layers, inside rectangular waveguides were analysed, and the results are compared with those using other reported methods. In the appendix, it is shown how to develop computer programs using non-uniform discretization for the improvement of the efficiency of this method. Also, the discretization in two directions is presented, which is adequate for analysis of microwave resonators. This work is intended as a basic approach to hel in further analysis using the Method of Lines.

[pt] Este trabalho apresenta uma técnica numérica. baseada no Método de Decomposição do Operador (Operator Splitting Method) e algorítimos sequenciais associados (product formula algorithm) para simular o fenômeno de propagação de ondas em barras elasto-viscoplásticas. Este método tem boas propriedades de estabilidade e preciaão mesmo quando um esquema explícito de baixa ordem é utilizado na integração temporal. Esta técnica numérica é usada para simular carregamentos cíclicos de alta frequência em barras de aço austenítico a altas temperaturas. / [en] The present work presents a numerical technique ( based on the Operator Split Method associated with product formula algorithm ) for simulating the wave propagation phenomenon in bars with any kind of elastic-viecoplastic oonstitutive equations. This method has very good properties of stability and precision even if explicit time evolution schemes are used. This numerical technique is used to simulate high frequency cyclic loadings in austenitic steel bars at high temperatures.

[pt] É considerado neste trabalho um modelo mecânico para simulação do comportamento anisotérmico de materiais inelásticos submetidos a carregamentos dinâmicos. O trabalho tem como motivação o estudo, através de simulações numéricas, dos efeitos da propagação da onda de tensão no meio, e de fenômenos como o aquecimento e a degradação local induzida pelas deformações inelásticas. A equação da energia com seus termos de acoplamentos entre os efeitos térmico e mecânico é incluída na modelagem. A teoria constitutiva utilizada baseia-se na mecânica do dano contínuo no contexto de variáveis internas sendo particularizada para materiais elastoviscoplásticos e aplicado ao caso de uma barra solicitada axialmente. O sistema não linear de equações diferenciais parciais resultante do modelo é resolvido através do uso uma técnica de decomposição do operador que permite a aplicação de procedimentos numéricos clássicos de solução. Dentre estes procedimentos, foi usado no trabalho, o método de Glimm. Exemplos numéricos retratando a evolução do dano e da temperatura induzida pela deformação plástica devido a carregamentos de impacto e de alta frequência, são apresentados e analisados. Comparações entre simulações com os modelos isotérmico e anisotérmico permitem caracterizar as influências da equação da energia e do dano. / [en] This work presents a mechanical model for simulating the anisothermal behavior of damageable inelastic solids under dynamical loadings. The main motivation of this study is to investigate, by means of numerical simulations, the thermomechanical coupling in a simple one-dimensional problem involving the wave propagation phenomenon in a damageable non-isothermal solid. To achieve this goal, the equation of energy is taken into account in the modeling with the coupling terms between the thermal and mechanical effects. The damageable inelastic mechanical behavior is describe by means of an internal variable constitutive theory and the analysis is restricted to elastoviscoplastic solids. The resulting system of non linear partial differential equations is solved by using an operator splitting technique, along with classical numerical procedures such as the Glimm s method. Numerical examples which illustrate the damage and temperature evolution induced by the plastic deformation process due to impact and cyclic loadings are presented and analyzed. A suitable comparative analysis between simulations with and without the thermomechanical couplings shows the situations under which these terms are relevant.

[pt] Este trabalho teve como objetivo o levantamento de parâmetros para o auxílio no cálculo de desempenho e dimensionamento de sistemas digitais terrestres. Estes parâmetros forma obtidos através de medidas em enlaces analógicos pertencentes a Empresa Brasileira de telecomunicações e a Telesc, espalhados por todo o Brasil. Toda estrutura necessária para obtenção destes dados foi desenvolvida no CETUC. As principais características dos sistemas experimentais de medidas, programas para análise de dados, bem como uma descrição detalhada dos experimentos são apresentadas neste trabalho. Os resultados principais apresentados são as análises estatísticas de parâmetros de propagação em condições de céu claro. Nestes resultados estão incluídos as distribuições anuais, pior mês, desvanecimentos máximos e retardo. Os resultados obtidos foram também usados para avaliação de performance de alguns enlaces digitais. / [en] The aim this work was to obtain design parameters for terrestrial digital systems, and to Access their reliability and quality. These design parameters were obtained from measurements made in analogic links operated by the Brazilian telecommunication company Telebrás and Telesc, localised throughout Brazil.The techniques necessary to obtain the data were developed at CETUC. The main characteristcs of experimental links used in this work are presented, as well as the software used for the analyses. A complete description of the experimental set-up is also presented. The main results are the statistical analyses of the propagation parameters for cleae sky. Thes eresults include the annual attenuation, worst month attenuation, relative delay and maximum fading distributions. The results obtained were also used for performance evaluation of some digital links.

[pt] Este trabalho trata do problema da propagação à longa distância por dutos troposféricos, sendo usado um modelo bi-linear para caracterizar a variação do índice de refração com a altura. Apesar da complexidade matemática, os resultados teóricos são de grande utilidade para uma análise qualitativa deste mecanismo de propagação. Entretanto, sob o ponto de vista quantitativo, tanto pela idealização da formulação teórica, como pela dificuldade de calcular numericamente as expressões resultantes, o mesmo não acontece. Assim, é imprescindível que se disponha de dados experimentais para complementar as informações que podem ser obtidas através do modelo matemático. / [en] This work considers the propagation problem in long distances by tropospheric ducts. A bi-linear model is used in order to characterize the refraction index variation as a function of height. Inspite of the mathematical sophistication, the theoretical results are vey useful in perfoming a qualitative analysis concerning this propagation scheme. On the other hand, by a quantitative viewpoint, the same is not true; and this is due to the idealization of theorectical formulation, as well as the dificulty of numerical implementation of resultant expressions. In this way, it is definitely necessary to have access to expressions. In this way, it is definitely necessary to have access to experimental data to complement the information supplied by the mathematical model.

[pt] A falha por fadiga nas estruturas e um problema muito comum que é caracterizado pela geração ou propagação paulatina de uma ou varias trincas e causada pela aplicação cíclica de cargas variáveis. A propagação das trincas bidimensionais tem sido estudada através de diferentes métodos numéricos que ajudam a descrever aproximadamente o valor do fator de intensidade de tensões ao longo da frente da trinca que é o parâmetro que controla a propagação. Porém, existem algumas expressões analíticas para trincas bidimensionais fornecidas na literatura que ajudam a descrever os fatores de intensidade de tensão e . Estas equações estão limitadas a diversos fatores de forma que relacionam as características geométricas da peça, espessura, largura e o tipo de entalhe já que as trincas bidimensionais mudam de aspecto a cada ciclo de carga. Contudo o processo de transição não tem sido acompanhado por estudos experimentais nem analíticos. Em especial, esta situação ocorre devido a que a transição acontece em poucos ciclos o que dificulta a sua medição. Esta pesquisa tem como objetivo geral estudar o processo de transição das trincas bidimensionais para unidimensionais com a utilização de um material transparente e com boas propriedades mecânicas como e o policarbonato. Experimentalmente, as trincas de fadiga bidimensionais se propagam em corpos de prova retangulares com defeito quarto - elíptico e são controladas sob condições de variável e baixa freqüência. Para calcular a vida total de uma trinca por fadiga, é preciso também modelar a transição. Foram tomados valores de comprimento experimentais a, c e c’ no processo de transição que nos permitem avaliar as taxas , e calculados os fatores de intensidade de tensão que controlam a transição. Os valores experimentais são também usados como dados de entrada num programa de análise numérica de propagação de trincas, o FRANC3D, o qual nos permite calcular os fatores de intensidade de tensão ao longo da frente da trinca quarto - elíptica. / [en] The fatigue failure of structures is a common problem that is characterized by the generation and propagation of one or several cracks caused by the cyclic application of variable loads. A crack is considered one-dimensional when the trajectory can be represented by a curve, as in the case where a surface crack pierces the entire thickness of a piece. If the crack penetrates partially in the specimen, it is considered to be two dimensional. Mathematical and physical models for simulating one-dimensional crack propagation by fatigue are widely known, and the main parameter that controls crack propagation is the stress intensity factor. However, the simulation of two-dimensional crack propagation has not yet reached the same state of development. There are some empirical expressions for two-dimensional cracks provided in the literature that help describe the stress intensity factors. These equations are limited to various form factors that relate the stress intensity to the geometrical characteristics of the piece. Also there are numerical methods that help describe some of the values of stress intensity factor along the crack front of a two-dimensional crack. An important question in calculating the total life of fatigue crack is describing the transition from a crack partially penetrating (two dimensional) for a one-dimensional (passing crack), because to calculate the total life of a fatigue crack is also necessary to model the transition. However, this process of transition has not for many geometries been described by analytical or experimental studies. One reason for this is that the transition often happens in a few cycles of load application, which complicates measurements. This research was aimed at investigating the process of transition from the two-dimensional crack to a one-dimensional crack with the use of polycarbonate a transparent material with good mechanical properties, polycarbonate. Experiments were conducted involving crack propagation in plates with a rectangular cross section. In each experiment, a crack was induced as a defect with a quarter-elliptical shape in one corner of the specimen. The propagation affected by the application of a low-frequency cyclic loading. Values of characteristic lengths of the two-dimensional shape of the crack (a, c and c ) were measured during the transition process, which allowed us to evaluate the rates of change of these parameters with the number of cycles N applied load and to evaluate the normalized stress intensity factors that control the transition. The experimental values are also used as input to a program for numerical analysis of crack propagation, the FRANC3D, which allows us to calculate the stress intensity factors along the front quarter-elliptical crack.

[pt] Este trabalho se propõe a desenvolver um estudo de propagação na faixa VHF, visando determinar os efeitos de construções e irregularidades do terreno na atenuação dos sinais. Com este objetivo foi feito um levantamento dos sinais emitidos pelas estações de televisão da cidade do Rio de Janeiro (canais 4 e 13) em um número de pontos suficientes para caracterizar o comportamento da intensidade de campo nas diversas áreas da cidade. Na análise dos resultados foi dada ênfase especial a três aspectos distintos: distribuição estatística do sinal recebido, efeito da variação da altura da antena receptora e efeito da freqüência. Os resultados obtidos apresentam interesse prático para o dimensionamento de sistemas móveis na faixa VHF. / [en] The purpose of this work is to study the effect of constructions and terrain irregularities on the attenuation of VHF signals. To this end, television signals have been measured in the city of Rio de Janeiro (channels 4 and 13). In order to characterize the behavior of field intensity in different city areas, measurements were made in a sufficiently large number of points. In the analysis of the results, three distinct aspects have been given special emphasis: statistical distribution of the received signal, effect of receiving antenna height and effect of frequency. The results obtained show practical usefulness in the VHF mobile system projects.

[pt] Esse trabalho trata da determinação da atenuação de um enlace radioelétrico em microondas que utiliza um sistema duplo-passivo em região Fresnel de uma antena parabólica adjacente. Com esse objetivo são apresentados os valores do ganho diferencial da configuração para dois casos distintos: a) Repetidores passivos planos com abertura regulares iguais. b) Repetidores passivos planos com abertura quadradas desiguais. Com base nos resultados obtidos para esses dois casos são apresentadas também as curvas do ganho diferencial para a situação em que o sistema duplo-passivo se encontra em região de Fraunhofer da antena parabólica, podendo as mesmas, para uma situações tratadas, ser comparadas com aquelas obtidas por Yang2. Considerou-se campo elétrico sobre a abertura da antena parabólica excitadora polarizado linearmente e da forma 4,5,7 Ea = EO (1 - ar 2) onde r = p /R é a variável radial normalizada e, para uma atenuação de bordas de 10 dB, o parâmetro (alfa) é igual a 0,684. / [en] This theoretical study gives the propagation loss through a microwave radio relay system using doublé-passive configuration in the Fresnel zone of the exciting parabolic antenna. Two cases are treated separately: a) Plane passive repeaters with equal rectangular apertures. b) Plane passive repeaters with nonequal square apertures. Based on the results obtained for the two above cases the curves for the relative gain of a doublé-passive in the Fraunhofer region of the exciting antenna are derived and, for case b, can be checked with those by Yang2.. assuming a constant-phase, symmetrical illumination of the exciter aperture, the source field can be expressed as a function only of the radial variable: Ea = EO (1 - ar 2) where r = p/R is the normalized radial variable and (alfa) = 6.864 to produce the common 10 dB taper.

[pt] No ano 1999 as quedas de blocos rochosos já representaram cerca de 8% dos diferentes tipos de escorregamentos registrados no Rio de Janeiro. A atividade antrópica gera um aumento das áreas de risco devido às construções próximas da base de escarpas rochosas e uma aceleração destes fenômenos. Desde 1993 o número de quedas de lascas e blocos rochosos a partir de faces de pedreiras desativadas tem aumentado. As condições geológicas e estruturais da região favorecem este fenômeno ao discretizarem blocos nos taludes rochosos. Muitas destas quedas tem sido reportadas em condições climáticas particulares, em períodos relativamente secos correspondentes aos meses de junho, julho e agosto. O presente trabalho discute que, dentro dos possíveis mecanismos para a ocorrência destes fenômenos, está a variação térmica diária, a qual pode criar tensões que favorecem a propagação de fraturas existentes dentro dos maciços rochosos. Por tal motivo, simulou-se em laboratório as condições de um maciço rochoso fraturado e obtiveram-se dados das variações diárias de temperatura, mediante a disposição de blocos rochosos graníticos simulando a forma da fratura e com o auxilio de sensores térmicos em diferentes posições, como na superfície, no interior e na fresta. A partir disto elaborou-se um modelo de bloco com auxílio do software ABAQUS para se determinar a variação dos valores de concentração de tensões sob a influência térmica. / [en] In 1999, the falls of rock blocks had represented about 8% of the different types of slides registered in Rio de Janeiro. The anthropic activity generates an increase of the risk areas due the building of vulnerable houses near to foot rock scarps, and an acceleration of these phenomena. Since 1993 the number of falls of rock blocks from slopes of disactivated quarries has increased. The geologic and structural conditions of the region favor this phenomenon forming blocks in rock slopes. Many of these falls have been reported in particular climatic conditions, in relatively dry periods correspondents to the months of June, July and August. This work argues that, the daily thermal variation could be one of the possible mechanisms for the occurrence of these phenomena, which can create stresses to propagate cracks already existing on the rock mass. For such reason, conditions of a broken rock mass was simulated in laboratory to obtain daily temperature variations, it was made by the disposal of granítics rock blocks simulating a fracture form, where was placed thermal sensors. From this, a model of rock block in the ABAQUS sofware was elaborated to determine the variation of stress concentration factor values under the thermal influence

[pt] Este trabalho apresenta o desenvolvimento de novo método de previsão da distribuição cumulativa de probabilidades da atenuação por chuvas para climas tropicais que em conta o percentual estimado da contribuição dos sistemas de chuva convectiva e estratiforme na região. O método proposto mostrou desempenho muito superior ao obtido com o método atualmente recomendado pelo ITU-R quando comparado com medidas experimentais realizadas, nas freqüências de 15 e 18 GHz, em cinco enlaces em um clima tropical. O método de previsão desenvolvido foi aplicado ao cálculo de enlaces de sistemas LMDS, cujas características e metodologia de planejamento foram também descritas no trabalho. Nestes sistemas a atenuação por chuvas é o principal fator limitante da cobertura, em função da operação nas faixas de 24 a 30 GHz. / [en] This work presents the development of a new method for the prediction of rain attenuation cumulative distributions in tropical climates. The method takes into account the estimated percent contribution of convective and stratiform rain systems. The proposed method shows much better accuracy than the method currently recommended by the International Telecommunications Union (ITU-R), when tested against experimental data from five links operating at 15 and 18 GHz. The prediction method was applied in link budgets for Local Multipoint Distribution Systems (LMDS) that operate in the 24 to 30 GHz frequency band where rain attenuation is the main propagation impairment. A design methodology for these systems is also presented.