Orientador: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Banca: Marcio Antonio Bazani / Banca: Andre Luiz Andreoli / Resumo: Quatro configurações de circuito elétrico são estudadas como opções de ligação em dispositivos eletromecânicos: puramente resistivo, RL em série, RLC em série e RLC em série com indutância de variação não linear. Respostas em frequência, diagramas de bifurcação, históricos no tempo, planos de fase, mapas de Poincaré e espectros de frequência são utilizados nas análises. Os três circuitos lineares explorados na dissertação revelam algumas diferenças em termos da transmissibilidade de deslocamento. O sistema com circuito puramente resistivo tem as mesmas características de um sistema puramente mecânico e viscosamente amortecido, mas a resistência elétrica e o fator de amortecimento viscoso se relacionam de forma inversamente proporcional. As respostas dos circuitos RL e RLC, ambos em série, apresentam aspectos mais comportados. A principal diferença entre os sistemas com circuitos RL e RLC em série está principalmente na transmissibilidade para baixas frequências. Embora com uma pequena diferença, a transmissibilidade do sistema com circuito RLC é menor do que a do sistema com circuito RL, para baixas frequências. Para o sistema não linear, nas respostas em frequência e diagramas de bifurcação percebem-se regiões de resposta desordenada para valores baixos de resistência elétrica em determinadas faixas de frequência. Com a análise das respostas, notam-se as presenças dos comportamentos dinâmicos periódico, quasi-periódico e caótico. Para valores baixos de resistência elétrica, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Four configurations of electrical circuit are studied as options of electromechanical devices: purely resistive, RL in series, RLC in series e RLC in series with nonlinear inductance. Frequency responses, bifurcation diagrams, time series, phase plane, Poincaré maps and frequency spectrum are used in analysis. The three linear circuits explored in this dissertation reveal some differences in terms of displacement transmissibility. The system with purely resistive circuit has the same characteristics of a purely viscous damped, but the electrical resistance and the damping factor are inversely proportional. Responses of circuits RL and RLC, both in series, present behaving aspects. The main difference between the systems with RL and RLC circuits is related to the transmissibility for low frequencies. Although with a small difference, the transmissibility of RLC circuit system is smaller than the RL circuit system, for low frequencies. For the nonlinear system, it is possible to perceive disordered response regions for small values of electrical resistance on certain frequency bands. After response analisys, it is noted the presence of periodic, quasi-periodic and chaotic behaviors. For small values of electrical resistance, the choice of capacitance value is very important to determine the type of the dynamic behavior. Small differences of the capacitance values mean significant changes in the system dynamics. It is not rare that even inside the tolerance of electrical compone... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Juliano Antonio de Oliveira / Banca: Juliano Antonio de Oliveira / Banca: Edson Denis Leonel / Banca: José Antônio Méndez-Bermúdez / Resumo: Nesta dissertação consideramos algumas propriedades dinâmicas para o rotor pulsado descrito por um mapa bidimensional dissipativo descontínuo, nas variáveis de ação e ângulo e parametrizado por dois parâmetros de controle, k ≥ 0 controlando a intensidade da não linearidade e γ ∈ [0, 1] representando a dissipação. O caso de γ = 0 recupera o modelo não dissipativo, enquanto que para qualquer γ diferente de 0 acontece a quebra da preservação da área, levando, portanto, à existência de atratores, inclusive caóticos. Mostramos que a partir de um valor elevado da ação inicial, a dinâmica converge para atratores caóticos através de um decaimento exponencial no tempo, enquanto que a velocidade do decaimento depende da intensidade da dissipação. Investigamos os expoentes de Lyapunov positivos e descrevemos seu comportamento em função dos parâmetros de controle. Também aplicamos o formalismo de transporte através de um furo, introduzido no eixo de ação do espaço de fases, e verificamos que o histograma do escape de partículas cresce rapidamente até atingir um valor máximo e depois tende a zero para tempos longos. Os histogramas de escape mostram-se invariáveis em relação aos parâmetros de controle sujeitos a leis de potência não triviais. A probabilidade de sobrevivência das partículas em função do tempo também é medida para os atratores caóticos. (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work we consider some dynamical properties for the kicked rotator described by a dissipative two-dimensional discontinuous mapping, in action and angle variables and parameterized by two control parameters, k ≥ 0 controlling the intensity of the nonlinearity and γ ∈ [0, 1] representing the dissipation. The case of γ = 0 recovers the nondissipative model, while for any γ different of 0 yields to the breaking of area preservation, hence leading to the existence of attractors, including chaotic attractors. We show that from a high value of the initial action, the dynamics converges to chaotic attractors through an exponential decay in time, while the speed of the decay depends on the intensity of the dissipation. We investigated the positive Lyapunov exponents and described their behavior according to the control parameters. We also applied the transport formalism through an hole, introduced in the action axis in the phase space, and verifying that the particle leak histogram grows rapidly until it reaches a maximum value and then decreases towards to zero for long times. The escape histograms are invariables in relation to the control parameters subject to non-trivial power-laws. The probability of particle survival over time is also measured for the chaotic attractors. (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Orientador: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Iberê Luiz Caldas / Banca: Marisa Roberto / Resumo: Investigamos nesta dissertação a introdução de uma barreira dinâmica em diferentes sistemas físicos caóticos, a fim de analisar a influência que esta barreira causa na dinâmica e topologia destes sistemas. A barreira principal deste estudo é a barreira denominada Toro Robusto, que nada mais é do que uma curva invariante no espaço de fases em meio a estruturas de ressonância, mares de caos, etc. A barreira Toro Robusto bloqueia a difusão caótica no espaço de fases associado ao sistema físico, e causa também uma estabilização em sua vizinhança linear. Introduziremos Toros Robustos em vários tipos de sistemas dinâmicos, como por exemplo, em uma Hamiltoniana "Toy Model" a fim de entender o seu efeito no processo de reconexão ou "overlap" de ressonâncias isócronas. Toros Robustos quebrando a dimerização de cadeias de ressonância também foram estudados no mapa padrão "não-twist". O bloqueio da difusão de Arnold no mapa padrão acoplado também foi mostrado, assim como, a introdução de Toros Robustos em sistemas utilizados em física de plasmas, como meio de controle de caos em plasma confinado em Tokamak. Outra barreira apresentada aqui é a barreira do tipo "meander" que surge através do processo de reconexão de ressonâncias no espaço de fases. Introduziremos um novo mapa discreto que chamamos de Mapa padrão "não-twist" labiríntico, que apresenta múltiplas regiões de barreiras "meanders" por todo o espaço de fases / Abstract: We investigated in this work the introduction of a dynamical barrier in different chaotic physical systems in order to analyze the influence that it causes in the topology and in the dynamics of them. The main barrier studied here is called Robust Tori which is an invariant curve in the phase space permeated by resonance structures and chaotic seas. The Robust Torus barrier blocks the chaotic diffusion in the phase space of the associated physical system, and it also causes a linear stabilization in its neighborhood. Robust Tori will be introduced in several types of dynamic systems, such as in a Toy Model Hamiltonian in order to understand their effect on the reconnection process or overlap of isochronous resonances. The breakdown of resonance dimerization by Robust Tori was also studied using the nontwist standard map. The blocking of Arnold diffusion in the coupled standard map was also shown, as well as the introduction of Robust Tori in relevant models for plasma physics as a tool for controlling chaos in confined plasmas in Tokamaks. Another barrier, which is presented here, is the meander barrier that emerges through the reconnection process of resonances in phase space. We will also introduce a new discrete map, which we call labyrinthic standard non-twist map that shows multiple regions of meanders barriers around the phase space / Mestre

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-04-27T11:50:05Z No. of bitstreams: 1 modelagem_simulacao.pdf: 2794841 bytes, checksum: babcdd431b397236986302faace96f8b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T11:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 modelagem_simulacao.pdf: 2794841 bytes, checksum: babcdd431b397236986302faace96f8b (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O alto-falante é o principal item em qualquer sistema de som e é também o principal responsável por distorções geradas nestes sistemas. Isto se deve principalmente às não-linearidades mecânicas do alto-falante. Estudos recentes sugerem fortemente que estas não-linearidades podem provocar multiperiodicidade e comportamentos caóticos espúrios no movimento do cone dos alto-falantes. Isto implica na adição de frequências espúrias ao som original e não fidelidade. Esses estudos porém, não levam em consideração a aplicação dos alto-falantes em caixas acústicas, que é a sua maior utilização. O objetivo principal deste trabalho é estender aqueles estudos, levando em consideração as caixas acústicas, e verificar qual a influência dos volumes finitos na dinâmica de um alto-falante. Os resultados deste trabalho mostram que o volume finito de uma caixa acústica tem forte influência na fidelidade de um alto-falante por reduzir o aparecimento de multiperiodicidade e caos espúrios. Como regra geral, tem-se que menores volumes inibem tais comportamentos espúrios, mas, ao mesmo tempo, reduzem a dinâmica de resposta do alto-falante. Então uma escolha criteriosa do volume da caixa acústica deve tomar o menor volume possível, sem sacrificar a dinâmica do alto-falante considerado. / Loudspeakers are the main item in any high fidelity sound system, and are the main responsible for distortions in sound reproduction. The main reason for that is the presence of nonlinearities in their functioning. Recent studies strongly suggest that these nonlinear effects can lead the speaker to multiperiodic and chaotic behaviors. This implies in distortions since additional spurious frequencies are added to the original sound. However, those studies do not consider an important issue in real speaker usage, which is the acoustic enclosure in which it is usually installed in. The main goal of this work is to extend those mentioned studies taking this additional factor into consideration, and to verify what influence a limited enclosure can cause on speaker dynamics. The results suggest that the finite volume of the acoustic enclosure can strongly affect the fidelity of a loudspeaker, reducing the spurious multiperiodicity and chaos. As a general rule, smaller enclosures inhibits such spurious behaviours but, at the same time, diminishes the dynamical response of the loudspeaker. Therefore, a criterious volume choice should lead to the smaller possible volume however without sacrifying the loudspeaker musical dynamics.

Orientador: Marconi Kolm Madrid / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:06:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fazanaro_FilipeIeda_M.pdf: 19685014 bytes, checksum: ee8bcce451b826c1bc278cf9a7e3d214 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho teve como principal objetivo estudar a tecnologia baseada em dispositivos Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) e identificar os benef'icios quanto ao seu uso em aplicações de identificação de fenômenos inerentes aos sistemas dinâmicos não-lineares, tais como bifurcações e caos. Esses dispositivos permitem que diferentes tipos de circuitos possam ser implementados sem a necessidade de alteração da topologia do circuito, ou seja, existe a possibilidade de que os sistemas possam ser reconfigurados em tempo de execução à medida que novas alterações sejam necessárias. Com base na Teoria do Caos e na Teoria de Sistemas de Controle, foi implementado o sistema conhecido como Circuito de Chua, que serviu para demonstrar os ganhos que se podem obter com o uso da abordagem proposta quando aplicada ao estudo de sistemas dinâmicos operando no caos em relação às técnicas consideradas mais convencionais. Resultados obtidos pela análise de séries temporais de sinais adquiridos, comprovam a grande eficiência dessa abordagem quanto ao tempo de desenvolvimento e ao tempo para a obtenção dos resultados em comparação com implementações de modelos dinâmicos bastante conhecidos na literatura em relação às implementações dos mesmos em computadores / Abstract: This work had as main objective to study the technology based on Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) devices and to identify the benefits to use these devices in applications of identification of inherent phenomena to the nonlinear dynamic systems as bifurcations and chaos. These devices allow that different types of circuits can be implemented without the necessity of alteration of the topology of the circuit, that is, the systems implemented in the FPAA can be reconfigured in execution when new alterations are necessary. On the basis of the Chaos Theory and in the Control Systems Theory, was implemented the system known as Chua¿s Circuit which served to demonstrate the profits that can be gotten with the use of the boarding proposal when applied to the study of dynamic systems operating in chaos in relation to the considered techniques conventional. Gotten results, for the analysis of time series of acquired signals, prove the great efficiency of this boarding in the time of development and the time for obtain the results when comparing implementations of dynamic models sufficiently known in literature in relation with the implementations of the same ones in digital computers / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marco Antonio Teixeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-20T09:21:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damacena_ThaisBorges_M.pdf: 1821590 bytes, checksum: 6b7242d4adbe1ac4b9b0dcbe04dd70b7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Um campo vetorial descontínuo 3D sobre uma superfície suave de codimensão um, pode ser genericamente tangente a ambos os lados da superfície em um ponto p. Os pontos onde esse fenômeno ocorre são chamados de singularidade dobra-dobra. Nesse trabalho, estudamos a dinâmica local de um sistema dinâmico suave por partes tri-dimensional em uma dobra-dobra. Vimos que a dinâmica local depende principalmente de um único parâmetro que controla uma bifurcação. Especificamente no caso onde as dobras são ambas invisíveis, a chamada singularidade Teixeira, encontramos que o sistema pode admitir um fluxo exibindo dinâmica caótica, mas não determinística / Abstract: A 3D discontinuous vector field on a smooth surface of codimension one, can be generically tangent to both sides of the surface at a point p. The points where this phenomenon occurs are called two-fold singularities. In this project, we study the local dynamics of a three-dimensional piecewise smooth dynamical systems at a two-fold. We have seen that the local dynamics depends mainly on a single parameter that controls a bifurcation. Specifically in the case where the folds are both invisibles, the so-called singularity Teixeira, we find that the system can admit a flow exhibiting chaotic but non-deterministic dynamics / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

Orientador: Kyoko Furuya / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SousaJunior_DelcidesFlaviode_M.pdf: 32680218 bytes, checksum: aa259799e554166260b37c235e19a803 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo:Apresentamos nesta dissertação um estudo da conexão entre a Mecânica Clássica e a Mecânica Quântica através dos diagramas de energia vs. período para as principais famílias de órbitas periódicas de um dado sistema dinâmico. O diagrama quântico é definido através do espectro do sistema quântico correspondente, que mostra cicatrizes dessas famílias no regime semiclássico. Dois sistemas hamiltonianos, com dois graus de liberdade e apresentando comportamento misto ( caótico e regular ) , são estudados. O primeiro é o pêndulo elástico, usado como paradigma de caos clássico. Aspectos essenciais da sua dinâmica são estudados e o diagrama clássico de energia vs. período com as principais famílias de órbitas periódicas é construido. O segundo sistema é o Hamiltoniano Spin-Bóson, um sistema quântico para o qual trabalhos anteriores definiram um análogo clássico, para o qual estudou-se o comportamento caótico e famílias de órbitas periódicas. Uma versão quântica deste diagrama de energia vs. período é mostrada para este modelo. As duas versões são comparadas no regime de caos misto e o ajuste no limite semiclássico discutido. Uma concordância qualitativa é obtida, com indicações de que as cicatrizes são mais acentuadas nas regiões onde ocorrem bifurcações de órbitas periódicas / Abstract:We study the connection between Classical and Quantum Mechanics using the plots of Energy VS. Period for the main families of periodic orbits of certain dynamical system .The quantum E-t plot is defined through the spectrum of the corresponding quantum system, which shows scars of the classical families in the semiclagsical regime. Two Hamiltonian systems with two degrees of freedom both displaying mixed (chaotic and regular) behaviour are analized. The first one is the elastic pendulum, its behaviour ususally presented as a paradigm of classical chaos. Essential aspects of its dinamics are studied to some extent and the classical (E, t ) plot is shown. The second system is the Spin- Boson Hamiltonian, a quantum system for which previous works have defined a classical analogue with chaotic behaviour and compiled the main families of periodic orbits. A quantum version of the (E, t ) plot for this model is shown, and the classical and quantum plots are compared in the regime of soft chaos. The fitting in the semiclassical limit is discussed with a qualitative agreement that indicates enhancements of the scars in the regions where bifurcations of period orbits occur / Mestrado / Física / Mestre em Física

Para qualquer sistema observado, físico ou qualquer outro, geralmente se deseja fazer predições para sua evolução futura. Algumas vezes, muito pouco é conhecido sobre o sistema. Se uma série temporal é a única fonte de informação no sistema, predições de valores futuros da série requer uma modelagem da lei da dinâmica do sistema, talvez não linear. Um interesse em particular são as capacidades de previsão do modelo global para análises de séries temporais. Isso pode ser um procedimento muito complexo e computacionalmente muito alto. Nesta dissertação, nos concetraremos em um determinado caso: Em algumas situações, a única informação que se tem sobre o sistema é uma série sequencial de dados (ou série temporal). Supondo que, por detrás de tais dados, exista uma dinâmica de baixa dimensionalidade, existem técnicas para a reconstrução desta dinâmica.O que se busca é desenvolver novas técnicas para poder melhorar o poder de previsão das técnicas já existentes, através da programação computacional em Maple e C/C++.

Orientador: José Roberto Campanha / Banca: Makoto Yoshida / Banca: Camilo Rodrigues Neto / Resumo: Uma oscilação mecânica pode gerar movimentos caóticos através de vibrações irregulares. O estudo da oscilação mecânica caótica é o objetivo deste trabalho e para isto propomos um sistema eletro - magneto mecânico que descreve um modelo físico que trata do movimento de um fio em um campo magnético. Com simulações numéricas estudamos o sistema, usando a transformada rápida de Fourier, expoentes de Lyapunov, diagrama de bifurcação, seção de Poincaré, trajetórias de plano de fase e gráficos das posições do fio em função do tempo que oscila em movimentos periódicos e caóticos. / Abstract: A mechanical oscillation can to generate chaotic movements through irregular vibrations. The study of chaotic mechanical oscillation is the objective of this work and for this we proposed a mechanical electro - magneto system that describes a physical model that treats the movement of a thread in a magnetic field. With numeric simulations, we studied the system using the fast Fourier transform, Lyapunov exponents, bifurcation diagram, Poincaré section, phase plane trajectories and graphs of the thread positions in time function that oscillate in periodic and chaotic movements. / Mestre

Orientador: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Juliana Conceição Precioso Pereira / Banca: Edson Denis Leonel / Resumo: Não disponível / Abstract: Not available / Mestre