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[en] INVERSION OF PARAMETERS IN SEISMIC DATA BY GENETIC ALGORITHMS / [pt] INVERSÃO DE PARÂMETROS EM DADOS SÍSMICOS POR ALGORITMOS GENÉTICOSSHELLY CRISTIANE DAVILA MEDEIROS 05 July 2006 (has links)
[pt] Esta dissertação investiga o uso de Algoritmos Genéticos
aplicados em
dados sísmicos com o objetivo de obter parâmetros físicos
e atributos sísmicos
que auxiliem na caracterização das rochas de um subsolo
terrestre. Os dados
sísmicos têm sido extensamente empregados no setor de
exploração de
petróleo. As aplicações envolvendo sísmica não se
restringem na busca por
novas reservas de petróleo, mas também são usadas para
projetar novos poços
e melhorar a produção dos reservatórios de petróleo. O
levantamento de dados
sísmicos permite analisar extensas áreas da subsuperfície
com custo praticável
em relação a outras técnicas. Entretanto, a interpretação
desses dados com o
objetivo de obter informações relevantes e acuradas não é
uma tarefa simples.
Para isto, várias técnicas de inversão sísmica vêm sendo
desenvolvidas. Este
trabalho consistiu em avaliar uma alternativa que emprega
Algoritmos Genéticos
para inverter parâmetros a partir de dados sísmicos.
Existem 3 etapas principais
neste trabalho. Primeiramente, foram estudados o tema da
exploração sísmica e
a técnica de Algoritmos Genéticos. Na segunda etapa foi
definido um modelo,
usando Algoritmos Genéticos, que busca, neste caso,
minimizar uma medida de
erro, para obtenção dos parâmetros objetivos. Finalmente,
foi implementado um
sistema a partir do modelo proposto e realizados os
estudos de casos com
dados sísmicos sintéticos para avaliar o seu desempenho. O
modelo baseado
em Algoritmos Genéticos foi avaliado submetendo-se seus
resultados a um
especialista e comparando-os com os da busca aleatória. Os
resultados obtidos
se mostraram consistentemente satisfatórios e sempre
superiores aos da busca
exaustiva. / [en] This dissertation investigates the use of Genetic
Algorithms applied to
seismic data with the objective of obtaining physical
parameters and seismic
attributes that would facilitate the characterization of
rocks in terrestrial subsoil.
The seismic data has been extensively utilized in the
field of petroleum
exploration. The applications involving seismic are not
restrained to the search
for new petroleum reserves, but are also used to project
new wells and to
improve the production of existing petroleum reservoirs.
The survey of seismic
data allows the analysis of extended areas of the
subsurface at an affordable
price relative to other techniques. However, the
interpretation of the data with the
objective of obtaining relevant and accurate information
is not an easy task. For
that, several seismic inversion techniques are being
developed. This work
consists in evaluating an alternative that uses Genetic
Algorithms to invert
parameters from seismic data. There are 3 main stages in
this work. Initially, the
theme of seismic exploration and the technique of Genetic
Algorithms have been
studied. On the second stage a model has been defined,
using Genetic
Algorithms, which aims, in this case, to minimize an error
measurement,
obtaining objective parameters. Finally, a system from the
proposed model has
been implanted and the study of cases with synthetic
seismic data has been
executed to evaluate its performance. The process of
optimizing has been
compared to the process of random search and the results
obtained by the model
have always been superior.
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[pt] MEDIÇÃO DO TEOR DE ÁGUA EM MISTURAS ÓLEO-ÁGUA PELA VELOCIDADE DO SOM / [en] WATER CONTENT IN WATER-OIL MIXTURE BY SPEED OF SOUND MEASUREMENTBRUNO NEPOMUCENO DOS SANTOS 11 October 2023 (has links)
[pt] Medidores do tipo ultrassônicos são calibrados para medição de vazão de
um único fluido. Entretanto, ao extrair petróleo de um poço, a separação trifásica
não é suficiente para separar totalmente a água do óleo e a medição de vazão
indicada do fluido acaba sendo maior do que o mensurando devido à presença de
água não contabilizada na mistura, o que muitas vezes acontece nos escoamentos
dentro de tubulações. Foi desenvolvida uma metodologia para medição contínua e
automática do teor de água na mistura óleo-água, medindo-se a velocidade do som,
por medidores ultrassônicos que podem ser intrusivos ou não intrusivos (clamp-on)
para medição de vazão que foram anteriormente instalados e compõem as malhas
de processo das plantas de exploração e refino de petróleo, em conjunto com a
determinação da velocidade do som e massas específicas da água pura e do óleo
diesel. Este trabalho mostra uma redução da incerteza de medição quando a
indicação da fração de água através da medição da velocidade do som na mistura
óleo-água é diretamente relacionada a medições rastreáveis da fração de água e
temperatura de uma mistura óleo-água previamente preparada e conhecida, que foi
utilizada como sistema de calibração para medições do teor de água. A incerteza de
medição calculada para medição da fração de água é de 0,25 por cento com um grau de
confiança de 95,45 por cento, sendo obtida através de uma curva de ajuste dos dados em
uma faixa de medição de 0 por cento - 2,5 por cento. A incerteza calculada é menor e, portanto,
atende aos requisitos de medição fiscal (menor que 1 por cento) vigentes no país. / [en] Ultrasonic meters are calibrated for flowrate measurement of pure oil flows.
However, the multiphase separation is not enough to totally separate water and oil
and the indicated oil flow rate is larger than its true value when water is mixed with
oil in the flow, as usual in pipeline flows. A methodology was developed to measure
the water content of water-oil mixtures automatically, using the already measured
speed of sound by installed intrusive or non-intrusive (clamp on type) ultrasonic
meters for flowrate measurement. That measure together with the previously
determined speed of sound and density of pure water and oil as a function of
temperature, thus avoiding additional meters. This dissertation shows a reduction
of the uncertainty of measurement when the meter indicated water-oil mixture
speed of sound is directly related to the traceable measurements of water content
and temperature of previously prepared water-oil mixtures, what turns out to be the
meter calibration for water content measurement. Water content uncertainty value
of 0.25 per cent, 95.45 per cent level of confidence, is obtained when curve fitting de data in the 0 per cent - 2.5 per cent range, that covers the fiscal measurement range (less than 1 per cent).
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[en] FORECASTING PROBABILISTIC DENSITY DISTRIBUTION OF WIND POWER GENERATION USING NON-PARAMETRIC TECHNIQUES / [pt] PREVISÃO DA DISTRIBUIÇÃO DA DENSIDADE DE PROBABILIDADE DA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA USANDO TÉCNICAS NÃO PARAMÉTRICASSORAIDA AGUILAR VARGAS 11 July 2016 (has links)
[pt] Como resultado do processo de contração de novos Leilões de energia eólica e a
entrada em operação de novos parques eólicos ao sistema elétrico Brasileiro, é necessário
que o planejamento da operação das atividades de curto prazo como a regulação,
atendimento da carga, balanceamento e programação do despacho das unidades geradoras
entre outras atividades, seja efetuado de tal que os riscos técnicos e financeiros sejam
minimizados. Porém esta não é uma tarefa simples, já que fornecer previsões exatas para
esse processo apresenta uma série de desafios, como a incorporação da incerteza no
cálculo das previsões. Daqui que a literatura técnica reporta diversas técnicas que
proporcionam estimativas da densidade de probabilidade de geração de energia eólica,
pois tais estimações permitem obter previsões da densidade de probabilidade para a
energia eólica. Neste contexto, a previsão da velocidade do vento nos aproveitamentos
eólicos passa a ser uma informação fundamental para os modelos de apoio à decisão que
suportam a operação econômica e segura dos sistemas elétricos, pois a maioria dos
modelos precisa da previsão da velocidade do vento para calcular a previsão da energia
eólica. Este trabalho apresenta uma proposta uma estratégia de especificação não
paramétrica para a previsão da geração de energia eólica, empregando a comumente
conhecida densidade condicional por kernel, o qual permite calcular a função densidade
de probabilidade da produção eólica para qualquer horizonte de tempo, condicionada à
previsão da velocidade do vento obtida através da aplicação da metodologia de Análise
Espectral Singular (SSA) para previsão. A metodologia foi validada com sucesso usando
a série temporal das medias horárias da velocidade do vento e da produção eólica de um
parque eólico Brasileiro. Os resultados foram comparados contra outras metodologias
para a previsão da velocidade do vento, onde a abordagem não paramétrica proposta
produz resultados muito proeminentes. / [en] As a result of the new contracting process wind power auctions and the entrance into operation of new wind farms to the Brazilian electrical system, it is requires that the planning of the operation of short-term activities such as regulation, balancing and programming dispatch of units commitment among other activities, is made such that the technical and financial risks are minimized. But this is not a simple task, since providing accurate forecasts for this process presents several challenges, as the incorporation of uncertainty in the calculation of the forecasts. Hence the technical literature reports several techniques that provide estimates of the probability of wind power generation density, because such estimates allow to obtain forecasts of the wind power probability density function. In this context, wind speed forecasting in wind farms becomes essential information for decision support models which helps the economic and safe operation of electrical systems, due to the fact that most of the models need to the wind speed predictions for forecasting wind energy. This thesis proposes a non-parametric specification strategy for forecasting of wind power generation, using the commonly known conditional kernel density estimation, which allows the estimation of the probability density function of wind power generation for any time horizon, conditioned on wind speed forecast obtained by applying the Singular Spectrum Analysis methodology (SSA). The methodology has been successfully validated using the time series of wind speed and hourly averages of wind production of a Brazilian wind farm. The results were compared against other methodologies for wind speed prediction, and the proposed non-parametric approach produced very prominent results.
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[en] PROBABILISTIC PORE PRESSURE PREDICTION IN RESERVOIR ROCKS THROUGH COMPRESSIONAL AND SHEAR VELOCITIES / [pt] PREVISÃO PROBABILÍSTICA DE PRESSÃO DE POROS EM ROCHAS RESERVATÓRIO ATRAVÉS DE VELOCIDADES COMPRESSIONAIS E CISALHANTESBRUNO BROESIGKE HOLZBERG 24 March 2006 (has links)
[pt] Esta tese propõe uma metodologia de estimativa de
pressão
de poros em rochasreservatório
através dos atributos sísmicos velocidade compressional
V(p) e velocidade
cisalhante V(s). Na metodologia, os atributos são
encarados como observações realizadas
sobre um sistema físico, cujo comportamento depende de
um
determinado número de
grandezas não observáveis, dentre as quais a pressão de
poros é apenas uma delas. Para
estimar a pressão de poros, adota-se uma abordagem
Bayesiana de inversão. Através de
uma função de verossimilhança, estabelecida através de
um
modelo de física de rochas
calibrável para a região, e do teorema de Bayes, combina-
se as informações pré-existentes
sobre os parâmetros de rocha, fluido e estado de tensões
com os atributos sísmicos
observados, inferindo probabilisticamente a pressão de
poros. Devido a não linearidade
do problema e ao interesse de se realizar uma rigorosa
análise de incertezas, um algoritmo
baseado em simulações de Monte Carlo (um caso especial
do
algoritmo de Metropolis-
Hastings) é utilizado para realizar a inversão. Exemplos
de aplicação da metodologia
proposta são simulados em reservatórios criados
sinteticamente. Através dos exemplos,
demonstra-se que o sucesso da previsão de pressão de
poros
depende da combinação de
diferentes fatores, como o grau de conhecimento prévio
sobre os parâmetros de rocha e
fluido, a sensibilidade da rocha perante a variação de
pressões diferenciais e a qualidade
dos atributos sísmicos. Visto que os métodos existentes
para previsão de pressão de poros
utilizam somente o atributo V(p) , a contribuição do
atributo V(s) na previsão é avaliada. Em
um cenário de rochas pouco consolidadas (ou em areias),
demonstra-se que o atributo V(s)
pode contribuir significativamente na previsão, mesmo
apresentando grandes incertezas
associadas. Já para um cenário de rochas consolidadas,
demonstra-se que as incertezas
associadas às pressões previstas são maiores, e que a
contribuição do atributo V(s) na
previsão não é tão significativa quanto nos casos de
rochas pouco consolidadas. / [en] This work proposes a method for pore pressure prediction
in reservoir rocks
through compressional- and shear-velocity data (seismic
attributes). In the method, the
attributes are considered observations of a physic system,
which behavior depends on a
several not-observable parameters, where the pore pressure
is only one of these
parameters. To estimate the pore pressure, a Bayesian
inversion approach is adopted.
Through the use of a likelihood function, settled through
a calibrated rock physics model,
and through the Bayes theorem, the a priori information
about the not-observable
parameters (fluid and rock parameters and stress state) is
combined with the seismic
attributes, inferring probabilistically the pore pressure.
Due the non-linearity of the
problem, and due the uncertainties analysis demanding, an
algorithm based on Monte
Carlo simulations (a special case of the Metropolis-
Hastings algorithm) is used to solve the
inverse problem. The application of the proposed method is
simulated through some
synthetic examples. It is shown that a successfully pore
pressure prediction in reservoir
rocks depends on a set of factors, as how sensitive are
the rock velocities to pore pressure
changes, the a priori information about rock and fluid
parameters and the uncertainties
associates to the seismic attributes. Since the current
methods for pore pressure prediction
use exclusively the attribute compressional velocity V(p),
the contribution of the attribute
shear velocity V(s) on prediction is evaluated. In a
poorly consolidated rock scenario (or in
sands), the V(s) data, even with great uncertainties
associated, can significantly contribute to
a better pore pressure prediction. In a consolidated rock
scenario, the uncertainties
associated to pore pressure estimates are higher, and the
s V data does not contribute to
pore pressure prediction as it contributes in a poorly
consolidated rock scenario.
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[en] METHODOLOGIES FOR FUEL DEVELOPMENT AND DETERMINATION OF FLAME PROPAGATION VELOCITY IN SPARK IGNITION ENGINES / [pt] METODOLOGIAS PARA DESENVOLVIMENTO DE COMBUSTÍVEIS E DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE CHAMA EM MOTORES DE IGNIÇÃO POR CENTELHA18 November 2021 (has links)
[pt] As projeções para as próximas décadas indicam que os combustíveis tradicionais, derivados do petróleo, associados à utilização de biocombustíveis nos motores de combustão interna continuarão sendo a principal fonte de propulsão dos veículos. Isto justifica as intensas pesquisas por todo o Mundo, para atender aos desafios de aumento de eficiência e redução de emissões de poluentes. As modelagens dos combustíveis comerciais, que possuem centenas de componentes, e dos processos de combustão em motor são, hoje, desafios reais. Também carecem estudos sistemáticos para compreender melhor como os diferentes componentes de combustíveis interagem em mistura e influenciam os parâmetros de combustão e desempenho nos motores. No presente trabalho, realizaram-se seleção de componentes e ensaios experimentais em motor comercial para identificar formulações reduzidas representativas de gasolinas comerciais brasileiras. Concluiu-se que formulações compostas de n-heptano, iso-octano, tolueno e etanol podem ser utilizadas para modelagem de gasolinas oxigenadas. Implementaram-se metodologias para avaliar a influência dos componentes nas propriedades dos combustíveis e parâmetros de combustão e desempenho do motor, identificando os potencias de cada componente e seus grupos químicos. Com dados experimentais de pressão no cilindro desenvolveu-se modelagem para se calcular a velocidade de propagação de chama no motor, bem como foram obtidas relações para calculá-la a partir da velocidade de chama laminar do combustível na condição padrão. Estas relações possuem como parâmetros de entrada o Reynolds de admissão, pressão e temperatura dos gases não queimados na câmara de combustão. Os resultados reúnem informações e metodologias que poderão ser usadas em várias etapas do processo de desenvolvimento de combustíveis para diferentes aplicações. / [en] For the next decades it is expected that the fossil fuels and bio-fuels usage in internal combustion engines remains to be the main source for vehicular propulsion. This justifies the intense worldwide research and development to comply with the challenges of increasing efficiency and emissions reduction. The modeling of commercial fuels and engine combustion processes presents great challenges. There is also the need to better understand how different fuel components interact and influence engine combustion and performance parameters. In the present work, components selection and engine dynamometer tests were done to identify representative surrogate fuels for commercial Brazilian gasoline. It was concluded that formulations of n-heptane, iso-octane, toluene and ethanol can be used to model oxygenated gasolines. Methodologies were implemented to evaluate the influence of the fuel components on fuel properties and several engine combustion and performance parameters. The potentials of each component and corresponding chemical group were identified. Using in cylinder pressure measurements it was developed a methodology to calculate flame propagation velocity in a commercial engine. Further, mathematical modeling was developed to calculate this combustion parameter, based on fuel laminar flame velocity at standard condition. The relations were designed considering the intake Reynolds number, temperature and pressure of the unburned gases inside the cylinder. The results put together informations and methodologies that can be used in several steps of the fuel development process for different applications.
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[en] HIGH SENSITIVITY TRANSDUCERS FOR MEASURING ARTERIAL PULSE WAVE VELOCITY, BASED ON IMPEDANCE PHASE READINGS OF GMI SENSORS / [pt] TRANSDUTORES DE ALTA SENSIBILIDADE DESTINADOS À MEDIÇÃO DA VELOCIDADE DA ONDA DE PULSO ARTERIAL, BASEADOS NA LEITURA DA FASE DA IMPEDÂNCIA DE SENSORES GMILIZETH STEFANÍA BENAVIDES CABRERA 16 November 2021 (has links)
[pt] A velocidade da onda de pulso (VOP) tem sido identificada como o padrão-ouro para avaliação da rigidez arterial e, recentemente, vem sendo reconhecida como um importante indicador no diagnóstico e tratamento de doenças cardiovasculares. Atualmente, já existem dispositivos comerciais capazes de efetuar a medição da VOP, entretanto, ainda exigem um investimento financeiro significativo e alguns requerem um treinamento especializado para seu correto uso. Os, transdutores de pressão atuais são majoritariamente baseados em sensores piezoresistivos, piezoelétricos e capacitivos. Entretanto, pesquisas recentes demostraram que transdutores de pressão que utilizam sensores magnéticos baseados na magnetoimpedância gigante (GMI) apresentam elevada sensibilidade. Tendo em vista que a VOP é um importante indicador do risco de distúrbios cardiovasculares, e considerando os potenciais beneficios dos sensores GMI em relação às demais alternativas, esta tese de doutorado buscou utilizar-se destes elementos sensores a fim de desenvolver um sistema de medição portátil, não-invasivo, de baixo custo, acessível e simples de usar, capaz de efetuar a medição da VOP. Neste intuito, foram desenvolvidos transdutores de alta sensibilidade, baseados nas características de fase da impedância de sensores de Magnetoimpedância Gigante, destinados à medição da velocidade da onda de pulso arterial. A fim de se otimizar as características de desempenho dos transdutores, foram realizadas avaliações teórico-computacionais dos transdutores na configuração em malha aberta e fechada, bem como ensaios experimentais dos protótipos projetados. As caracterizações e ensaios experimentais realizados com o transdutor de pressão em malha aberta resultaram em uma sensibilidade de 59,6 mV/kPa, e resolução de 192,8 Pa para uma média de 30 amostras, na banda de passagem de 1000 Hz. Por outro lado, a configuração em malha fechada apresentou uma sensibilidade de 54,2 mV/kPa, e resolução de 206,0 Pa para uma média de 30 amostras, na banda de passagem de 32 Hz. Tendo em vista os valores
de sensibilidade e resolução obtidos, propõe-se empregar o sistema de transdução de pressão que incorpora uma câmara incompressível para amplificação mecânica, na medição de ondas de pulso arterial. Neste protótipo, uma pequena membrana semirrígida localizada na superfície da câmara incompressível é posicionada sobre a superfície da pele, próxima à artéria de interesse. Deste modo, pequenas mudanças de pressão na superfície da pele, causadas pela onda de pulso arterial, provocam uma variação do campo magnético sobre o elemento sensor. Por outra parte, devido à alta sensibilidade apresentada pelo transdutor magnetico (magnetômetro GMI) na configuração de malha aberta (0,2 mV/nT) e de malha fechada (0,19 mV/nT), estes foram usados para medir diretamente a forma de onda do pulso arterial, sem utilizar uma câmara incompressível para transdução mecânica. Nesta medição, considerando a adequada resolução espacial para as demandas anatômicas, utiliza-se um pequeno marcador magnético, envolto por uma fita adesiva hipoalergênica e flexível, aderida á região da pele sobre a artéria de interesse, e aproxima-se o sensor magnético GMI da superfície da pele onde o marcador foi colocado. Finalmente, as configurações propostas foram analisadas e comparadas, a fim de se identificar aquela com melhor desempenho, a qual foi utilizada para medição da VOP. Como o estudo envolve o registro da onda de pulso em participantes da pesquisa, o projeto foi submetido à apreciação e aprovado pela Comissão da Câmara de Ética em Pesquisa da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) 045/2020 – Protocolo 83/2020. Espera-se que o dispositivo desenvolvido contribua para o avanço tecnológico do ferramental utilizado no setor da saúde. / [en] Pulse wave velocity (PWV) is considered the gold standard for assessing arterial stiffness and recently, it has been recognized as an important indicator in the diagnosis and treatment of cardiovascular disease. Currently, there are commercial devices capable of measuring PWV, however, significant investments are required and some devices requires specialized training for their correct use. Conventional pressure-sensing devices are mainly based on piezoresistive, piezoelectric and capacitive sensors. Recent investigations, however, show that pressure transducer using magnetic sensors based on the giant Magnetoimpedance (GMI) present high-sensitivity. Considering that, PWV is a significant risk factor for future cardiovascular disease and in view of some of the advantages of GMI sensors in relation to another sensing technologies, this doctoral thesis aims to develop a portable measurement system, non-invasive, low-cost, accessible and simple to use, capable of measuring PWV. For this purpose, we have developed a high-sensitivity transducers based on the impedance phase characteristics of GMI sensors, for measuring the arterial pulse wave velocity. In order to improve the performance characteristics of the transducers, computational and theoretical analysis in open and closed loop configuration were performed. The characterizations and experimental tests performed with the open-loop pressure transducer resulted in a sensitivity of 59.6 mV/kPa, and resolution of 192.8 Pa for an average of 30 samples, in the 1000 Hz passband. On the other hand, the closed-loop configuration presented a sensitivity of 54.2 mV/kPa, and a resolution of 206.0 Pa for an average of 30 samples, in the 32 Hz passband. In view of the considerable sensitivity and resolution obtained, it is proposed to employ a pressure transduction system that incorporates an incompressible chamber for mechanical amplification, in the measurement of arterial pulse waves. In this
prototype, a small semi-rigid membrane located on the surface of the incompressible chamber is positioned over the surface of the skin, close to the artery of interest. In this way, small pressure changes on the skin surface, caused by the arterial pulse wave, cause a variation of the magnetic field on the sensing element. On the other hand, due to the high sensitivity presented by the magnetic transducer (GMI magnetometer) in the open-loop (0.2 mV/nT) and closed-loop (0.19 mV/nT) configurations, they were used to measure the shape pulse waveform without using an incompressible chamber for mechanical transduction. In this test, considering the adequate spatial resolution for the anatomical demands, a small magnetic marker is used, the magnetic marker is attached to the skin region over the artery of interest, and the GMI magnetic sensor is approached near the marker placed of the skin surface. Finally, the proposed configurations were analyzed and compared in order to identify the one with the best performance, which was used to measure PWV. As the study involves recording the pulse wave in research participants, the project was submitted for consideration and approved by the Research Ethics Committee of the Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro (PUC-Rio) 045/2020 – Protocol 83/2020. It is expected that the device developed will contribute to the technological advancement of the tools used in the health sector.
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[en] AERODYNAMIC CONTROL OF FLUTTER OF SUSPENSION BRIDGES / [pt] CONTROLE AERODINÂMICO DE TABULEIROS DE PONTES COM USO DE SUPERFÍCIES ATIVASGILBERTO DE BARROS RODRIGUES LOPES 27 May 2019 (has links)
[pt] Pontes com vãos superiores a 2.000 m tornam-se muito sensíveis à ação
do vento, particularmente ao drapejamento. Nesta tese é estudado um método
para a supressão do drapejamento em pontes de grandes vãos através de um
controle aerodinâmico ativo. Apresentam-se técnicas analíticas de projeto para
o controle ativo do sistema aero elástico constituído pelo tabuleiro e por duas
superfícies de controle. Estas técnicas são baseadas em aproximações
racionais das cargas aerodinâmicas não permanentes (ou auto-excitadas) no
domínio Laplaciano, no qual as equações de movimento são representadas
por equações matriciais de coeficientes constantes. A primeira parte da tese é
dedicada à formulação matricial das funções racionais conhecida como
Minimum State, assim como a aplicações a dados aerodinâmicos obtidos
experimentalmente para vários tipos de seções transversais de pontes. A
precisão das aproximações é calculada. Desenhos dos derivativos
aerodinâmicos, dados sob forma de tabelas, e das respectivas aproximações,
são elaborados para fins de comparação. Em seguida, são apresentadas as
equações em espaço de estado descrevendo o comportamento aeroelástico
de uma seção transversal de ponte. A partir dos dados geométricos e
características dinâmicas de uma determinada ponte, (massa, momento de
inertia polar, frequências naturais e fatores de amortecimento), e assumindo a
semelhança geométrica entre as seções transversais da ponte em verdadeira
grandeza e do modelo em escala do qual os derivativos aerodinâmicos foram
extraídos, é possível calcular a velocidade crítica desta ponte, utilizando os
programas em linguagem MATLAB apresentados no corpo deste trabalho.
Esta parte da tese mostra ser possível construir um catálogo com vários perfis
de pontes, caracterizados por derivativos aerodinâmicos variáveis em função
de frequências reduzidas adimensionais, e das funções racionais
correspondentes. A segunda parte é dedicada à fomulação das equações de
movimento em espaço de estado, descrevendo o comportamento aeroelástico
do sistema tabuleiro - superfícies de controle. As equações resultantes são
ampliadas com novos estados aerodinâmicos responsáveis pela modelagem
da influência do fluxo de ar sobre o tabuleiro e sobre as superfícies de controle
em movimento. As equações de movimento são função da velocidade média
do vento incidente. A dependência da equação de movimento à velocidade do
vento motivou a aplicação dos conceitos de realimentação de ganhos,
constante e variável, ao problema da supressão do drapejamento, os quais são
apresentados separadamente em dois capítulos.O enfoque de ganho variável
de saída é formulado em termos de minimização de um índice de desempenho
dimensionalmente proporcional à soma do trabalho realizado pelas superfícies
de controle e da energia cinética proporcional à velocidade vertical do
tabuleiro. Apresenta-se também em detalhe um método sistemático para
determinar a matriz de controle de ganhos variável, aplicada ao caso hipotético
da ponte de Gibraltar. Neste caso, o conceito de realimentação de ganhos
variável mostrou-se muito efetivo em suprimir o drapejamento do tabuleiro da
ponte. Diferentes características geométricas e dinâmicas de outras pontes
podem ser introduzidas nos programas MATLAB apresentados no Apêndice,
para obtenção da velocidade crítica nos casos de tabuleiros isolados,
tabuleiros com asas estacionárias e tabuleiros com asas giratórias ativamente
controladas, para supressão do drapejamento do tabuleiro. / [en] Long span bridges, with main spans beyond 2.000 m become highly
sensitive to wind action, particularly to flutter. An active aerodynamic control
method of suppressing flutter of very long span bridges is studied in this thesis.
Analytical design techniques for active control of the aeroelastic system
consisting of the bridge deck and two control surfaces are presented. These
techniques are based on a rational approximation of the unsteady aerodynamic
loads in the entire Laplace domain, which yieds matrix equations of motion with
constant coefficientes. The first part of this thesis is dedicated to the matrix
formulation of the rational functions known as Minimum State and to
applications to aerodynamic data obtained experimentally for various types of
bridge profiles. The precision of the approximations iscalculated, and plots of
the approximation functions compared to the available tabular data are drawn.
Next, the state-space equations of motion describing the aeroelastic behaviour
of a section of a bridge deck is presented. Given the dynamic data of a bridge
structure (mass, rotational mass moment of inertia, natural frequencies,
stiffness and damping ratios), and assuming that a geometric similitude exists
between the profiles of the full-scale bridge deck and the sectional model from
which the frequency dependent aerodynamic data was extracted, it is possible
to calculate the critical velocity of that particular bridge. This part of the thesis
shows that it is possible to build up a catalog of several profiles, characterized
by frequency dependent aerodynamic data and the corresponding rational
functions. The second part is dedicated to the formulation of the state-space
equations of motion describing the aeroelastic behaviour of the entire system
consisting of the bridge deck and control surfaces. The resulting equation
includes new aerodynamic states which model the air flow influence on the
moving deck. The equation of motion is a function of the mean velocity of the
incoming wind. The dependence of the equation of motion on the wind velocity
motivated the application of a constant and a variable-gain feedback concept to
the problem of flutter suppressing, which are presented separatelly. The output
variable-gain approach is formulated in terms of minimizing a performance
index dimensionally proportional to the sum of the work done by the rotating
control surfaces and the kinetic energy of the heaving velocity. A sistematic
method to determine the matrix of variable control gains is shown in detail, as
applied to the hypothethical case of Gibraltar bridge. Application of the variablegain
feedback concept was found to be very effective in suppressing flutter of
the bridge deck. Different geometric and dynamic characteristics can be
introduced in the MATLAB programs included in this work, in order to obtain the
critical velocities of a bridge deck alone, a bridge deck with stationary wings
and a bridge with moving wings activelly controled.
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[pt] ASPECTOS ATÍPICOS NO ENVELHECIMENTO: AVALIAÇÃO NEUROPSICOLÓGICA EXTENSA NO ENVELHECIMENTO NORMAL COMPROMETIMENTO COGNITIVO LEVE E DOENÇA DE ALZHEIMER / [en] ATYPICAL ASPECTS IN AGING: EXTENSIVE NEUROPSYCHOLOGICAL ASSESSMENT IN NORMAL AGING, MILD COGNITIVE IMPAIRMENT AND ALZHEIMER S DISEASEMARINA MARTORELLI PINHO 29 January 2020 (has links)
[pt] O envelhecimento em todo o mundo é um dos maiores desafios da saúde. Nesse contexto, condições clínicas como demências e Comprometimento Cognitivo Leve (CCL) também aumentam suas prevalências. A causa de demência mais frequente e estudada é demência de Alzheimer (DA). Tradicionalmente, DA é caracterizada pelo déficit precoce na memória episódica. Entretanto, estudos atuais mostram que a DA apresenta heterogeneidade neuropsicológica e alguns pacientes apresentam déficits cognitivos precoces não-amnésticos. Essas apresentações são chamadas por alguns autores de DA atípica. Dessa forma, a primeira parte dessa tese dedicou-se a estudar a heterogeneidade neuropsicológica na DA através de dois estudos: uma revisão sistemática sobre heterogeneidade neuropsicológica na DA (publicado) e um estudo de casos sobre perfis típico e atípico na DA (publicado). A revisão sistemática tornou-se necessária já que foi a primeira revisão sistemática publicada sobre o tema. Os achados dos dois estudos mostraram que aspectos atípicos na DA precisam ser mais explorados, já que DA não é uma condição homogênea. Compreender esses perfis cognitivos na DA irá interferir nos métodos diagnósticos e intervenções terapêuticas, seja farmacológica ou comportamental. A segunda parte dessa tese explora esses aspectos atípicos em três amostras: envelhecimento normal, CCL e AD. Assim, um estudo transversal foi realizado para comparar medidas de velocidade de processamento (VP), controle inibitório e automonitoramento nas três amostras. Os resultados desse estudo mostram que medidas de VP podem ser indicadores precoces do declínio cognitivo envelhecimento. Ao comparar CCL com o grupo de envelhecimento saudável, os dados mostram diferença nas medidas de VP e erros cometidos nos testes de VP. Entretanto, as duas amostras não apresentaram diferenças nas medidas de funções executivas (FEs) e nas medidas de funcionalidade. CCL versus AD mostraram diferenças nas medidas de VP, funções executivas e funcionalidade. Dessa forma, esse estudo traz resultados relevantes para o diagnóstico precoce de CCL e novas diretrizes para o cenário clínico e pesquisa. Além disso, na segunda parte desta tese foi realizado um artigo sobre acurácia diagnóstica das medidas de VP nos casos de CCL e AD. A literatura mostra falta de estudos sobre diferenças nas medidas de VP no envelhecimento e parâmetros diagnósticos dos instrumentos de VP. Esse estudo mostrou que medidas de VP apresentam habilidades discriminativas, para DA e CCL. Esses dados são necessários, já que apresentamos um cenário de escassez de instrumentos com elevados parâmetros diagnósticos para medidas de VP no envelhecimento. Esse cenário torna-se ainda mais drástico, quando falamos de Brasil. / [en] Aging is a major healthcare challenge worldwide. With aging, the prevalence of conditions such as dementia and Mild Cognitive Impairment increase. The most frequent and studied cause of dementia is Alzheimer s dementia (AD). Traditionally, AD is characterized by early deficit in episodic memory. However, current studies show that AD presents heterogeneity in clinical manifestations, especially cognitive manifestations. Thus, some patients present a non-amnestic cognitive profile. These profiles are called by some authors as atypical AD. The first part of this thesis was aimed at studying the neuropsychological heterogeneity in AD by means of 2 studies: a systematic review on neuropsychological heterogeneity in AD (published) and cases of study with typical and atypical AD patients (published). The systematic review was necessary, as it was the first published review about the topic. The findings of the two studies show that atypical aspects in AD need to be further explored, since AD is not a homogeneous condition. Understanding these cognitive profiles in AD will interfere in diagnostic methods and therapeutic interventions, either pharmacological or behavioral ones. The second part of this thesis explores atypical aspects in three samples: normal aging, MCI and AD. Thus, a cross-sectional study was conducted to compare measures of processing speed (PS), inhibitory control, working memory and cognitive flexibility in the three samples. The results of this study showed that PS measures may be early indicators of cognition decline in aging. MCI versus normal aging showed differences in PS measures and errors in tests of PS. However, these samples did not show differences in executive function measures (EFs) and functional measures. Nevertheless, MCI versus AD show differences in PS measures, executive functions and functionality. Thus, this study showed relevant results for the diagnosis process of MCI and new guidelines for clinical settings and research. In addition, in the second part of this thesis an article was written on diagnostic accuracy of the PS measures used in cases of MCI and AD. The literature shows a lack of studies on differences in PS measures in aging and diagnostic parameters of PS instruments. This study showed that PS measures present discriminative abilities in AD and MCI. These data are important, as there is a lack of diagnostic tools for PS in aging, especially in the Brazilian scenario.
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