Orientador: Silvia Maria Giuliatti Winter / Banca: Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado / Banca: Jarbas Cordeiro Sampaio / Resumo: Neste trabalho apresentamos uma análise da dinâmica de detritos espaciais na ressonância 14:1. O sistema analisado foi o sistema Terra-detrito considerando a não esfericidade da Terra. Para esta análise foram utilizados dois programas, o Mercury e o Algorítimo de Transformada de Fourier Modificado por Frequência. O desenvolvimento do potencial terrestre foi feito considerando os coeficientes de achatamento J2, J3 e C22, e as equações do movimento foram encontradas. Afim de analisar a evolução temporal dos elementos orbitais as equações do movimento foram inseridas no pacote Mercury e um conjunto de integrações para 1 e 20 dias foi realizado. As integrações mostram que os coeficientes afetam significativamente as trajetórias dos detritos. As regiões de estabilidade, instabilidade e o tempo de difusão para 5000 partículas foram analisadas através do mapa de difusão obtido pelo algorítimo de análise de frequência. Os resultados indicam regiões de estabilidade próximas à ressonância 14:1 / Abstract: In this work we present an analysis of the dynamics of spatial debris in the 14: 1 resonance. The system analyzed was the Earth-debris system considering the non-sphericity of the Earth. For this analysis, two programs, Mercury and Frequency Modified Fourier Transform Algorithm, were used. The development of the earth potential was made considering the gravity coefficients J2, J3 and C22, and the equations of motion were found. In order to analyze the time evolution of the orbital elements, the equations of motion were inserted in the Mercury package and a set of integrations for 1 and 20 days was performed. The integrations show that the coefficients significantly affect the trajectories of the debris . The regions of stability, instability and diffusion time for 5000 particles were analyzed by the diffusion map obtained by the frequency analysis algorithm. The results indicate stable regions of close to 14:1 / Mestre

Orientador: João Francisco Escobedo / Banca: Alexandre Dal Pai / Banca: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Renato Correia de Barros / Banca: Rodrigo Henrique Cunha Palacios / Resumo: Neste trabalho são desenvolvidos modelos de estimativa para fração difusa da radiação global (Kd) nas partições horárias e diária: o Modelo Estatístico (ME) clássico e com Técnicas de Aprendizado de Máquina (TAM). Estas técnicas são do tipo Redes Neurais Artificiais (RNA), Sistema Adaptativo de Inferência Neuro Fuzzy (ANFIS) e Máquina de Vetores de Suporte (SVM). O modelo ME utiliza como referência somente a transmissividade atmosférica (KT) e as TAM um conjunto de combinações de oito variáveis astronômicas, geográficas e meteorológicas. Na elaboração dos modelos ME e TAM foram utilizadas uma base de dados de sete anos (2000-2006) de medidas obtidas na Estação Meteorológica e de Radiometria Solar de Botucatu/SP. Para validação dos modelos ME e TAM foram elaboradas, a partir das medidas obtidas, duas bases anuais denominadas de Ano Típico (AT) e Ano Atípico (AAT). No Capítulo 1 foram desenvolvidos os modelos na partição horária com ME, com as RNA do tipo: Percepton Multicamadas (MLP), Função de Base Radial (RBF) e Regressão Generalizada (GRNN), e a ANFIS. No Capítulo 2 foram desenvolvidos os modelos na partição diária com o ME, a rede MLP, que apresentou os melhores resultados do Capítulo 1 e a SVM. Os indicadores estatísticos mostram que entre as TAM, o melhor desempenho nas partições horária e diária foi obtido com a técnica MLP, com desempenho (RMSE) superior ao modelo ME em aproximadamente 56% na partição horária e 20% na partição diária, nas duas bases de validação na est... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, we develop models for the estimation of the fraction of diffuse solar irradiance (Kd) in the hourly and daily partitions: the Statistical Model (SM) and Machine Learning Techniques (MLT) of the type Artificial Neural Networks (ANN), Adaptive Inference System Neuro Fuzzy (ANFIS) and Support Vector Machine (SVM). The statistical model (MS) uses as reference only the transmitted fraction of global irradiation (KT) and (MLT) a set of combinations of eight astronomical and meteorological variables. The models use a base of seven years (2000-2006) of measurements obtained at the Solar Radiometry Station of Botucatu/SP, being part to elaborate the (SM) and training of the (MLT) and another to validate the models reorganized in two bases known as the Typical Year (TY) and the Atypical Year (AY). In Chapter 1 the models are developed in the hourly partition with (MS), the (ANN) with Multilayer Percepton (MLT), Radial Base Function (RBF) and Generalized Regression (GRNN) and (ANFIS) models. Chapter 2 models are developed in the daily partition with the (SM) and (ANN/MLP) and the technique (SVM). The statistical indicators show that the performance of the (MLT) in both hourly and daily partitions was obtained with the performance (RMSE) in relation to the model (SM) of approximately 56% in the hourly partition and 20% in the daily partition in the validation (TY) and (AY) in the estimation of (Kd). These results indicate that when entering astronomical and meteorological variables in model, the precision between the estimated and measured values, ensure a better performance compared to the statistical model (SM), which makes the techniques an alternative for estimating the fraction of diffuse solar irradiance (Kd) with the conditions used. / Doutor

In the study of the dispersion of contaminants in the atmosphere by computational simulations, the Eulerian approach, based in the diffusionadvection equation, is largely employed. In these simulations, concentration values are calculated at each point of a fixed grid in space and time and for this to be done it is necessary to determine an appropriated eddy diffusivity to the planetary boundary layer under consideration. The aim of this work is to describe the decay of turbulence in the residual layer and to derive the corresponding eddy diffusivity for the case of a homogeneous (in the horizontal plane) and isotropic turbulent flow neglecting mechanical and thermal production effects. The decay of turbulence is described as a process in which eddies of a certain size loss their energy by the effect of an eddy viscosity associated with the smallest eddies through a cascade of interactions of local character in the sense of Heisenberg s model. The eddy diffusivities are calculated by considering the dispersive effects of the energy-containing eddies on the basis of Taylor s statistical diffusion model. Considering the hypothesis that the law of decay of the energy spectral density function associated with the ith axis of the reference system is similar to the law of decay of the tridimensional energy spectral density function, the corresponding variance of the turbulent part of the velocity and the corresponding eddy diffusivity are calculated. These quantities, in particular for the vertical axis, are compared with results of large eddy simulations (LES) showing very good agreement. Finally, incorporating the calculated eddy diffusivity in a Eulerian model, the effect of turbulence in the vertical dispersion of an passive scalar contaminant in the residual layer is described for the special case of a instantaneous bidimensional emission source (area source) at a certain height over land and zero mean wind velocity. / No estudo da difusão de um contaminante na atmosfera por meio de simulações computacionais é bastante utilizada a perspectiva euleriana, baseada na equação da difusão-advecção. Nessas simulações, os valores de concentração são calculados em cada ponto de um retículo fixo no espaço e no tempo e para que isso possa ser feito, é necessário determinar a difusividade turbulenta (coeficiente de difusão turbulento) para o tipo de camada limite planetária em questão. O objetivo desse trabalho é descrever o decaimento da turbulência na camada residual e derivar a correspondente difusividade turbulenta no caso de um escoamento turbulento homogêneo (no plano horizontal) e isotrópico, desprezando os efeitos mecânicos de cisalhamento e térmicos das correntes de convecção. O decaimento da turbulência é descrito como um processo em que os turbilhões de certo tamanho perdem energia por efeito de uma viscosidade cinemática turbulenta associada aos turbilhões menores através de interações em cascata de caráter local nos moldes do modelo de Heisenberg. A difusividade turbulenta é calculada pelos efeitos dispersivos dos turbilhões energéticos com base no modelo estatístico de Taylor. Com a hipótese de que o decaimento da função densidade espectral de energia unidimensional associada ao i-ésimo eixo do sistema de referência é similar à lei de decaimento da função densidade espectral tridimensional, calcula-se a correspondente variância da componente turbulenta da velocidade e a correspondente difusividade turbulenta e essas grandezas associadas ao eixo vertical, em particular, são comparadas com resultados obtidos por simulação numérica de grandes turbilhões (LES) mostrando uma concordância muito boa. Finalmente, incorporando a difusividade turbulenta calculada num modelo euleriano, descreve-se o efeito da turbulência na dispersão vertical de um contaminante escalar passivo na camada residual no caso especial de uma fonte bidimensional (fonte área) com emissão instantânea situada a uma certa altura acima do solo e na ausência de vento.