Esta dissertação tem como objetivo o projeto de um mancal magnético para rodas de reação com aplicação na malha de controle de atitude de satélites. Mancais magnéticos são alternativas aos mancais tradicionais tais como os de esferas ou de lubrificação seco pois trabalham sem contato mecânico entre o rotor e o estator, minimizando assim a fricção entre ambas as partes. Além da minimização do atrito, o ganho em confiabilidade e vida útil da roda de reação é considerável por não apresentar desgastes mecânicos. Devido às consequências de qualquer fricção no movimento relativo entre a inércia (parte rotativa da roda de reação) e o satélite, o mancal torna-se um componente crítico da roda de reação. A fricção se traduz não apenas num maior consumo de potência elétrica, como também na introdução de uma zona morta de atuação em torque, bem como na limitação da vida útil da roda de reação devido ao gradual desgaste do mancal. O mancal proposto possui dois graus de liberdade axiais ativamente controlados e faz uso de ímãs para a estabilização passiva dos demais graus de liberdade. Ao longo do desenvolvimento são apresentados modelos não lineares dos campos magnéticos e das forças atuantes no mancal são encontrados. Com esses modelos, uma otimização é realizada a fim de encontrar melhores características. Um modelo não linear da dinâmica do rotor é desenvolvido e um controle PID capaz de estabilizar o rotor em seu ponto de equilíbrio é apresentado com o objetivo de demonstrar a viabilidade da topologia proposta. / The main objective of this work is to project a magnetic bearing for reaction wheels with application in satellite attitude control. Magnetic bearings are alternatives to traditional bearings such as ball or dry lubrication because they work without mechanical contact between the rotor and the stator thereby minimizing friction between both parts. In addition to minimizing friction, the gain in reliability and lifetime of the reaction wheel is considerable as a consequence of the absence of wear. Because of the consequences of any friction in the relative movement between the inertia (of the reaction wheel) and the satellite ( which is rigidly connected to the satellite body), the bearing becomes a critical component of the reaction wheel. The friction gives rise not only to a greater consumption of electric power, as well as the introduction of a torque dead zone operation, in a reduced lifetime of the reaction wheel due to gradual wear of the bearing. The proposed bearing has two axial degrees of freedom actively controlled and makes use of magnets for the passive stabilization of other degrees of freedom. Nonlinear models of magnetic fields and forces acting on the bearing are presented. With these models, an optimization is performed to find the best bearing characteristics. A nonlinear model rotor dynamics is developed and a PID control capable of stabilizing the active degrees of freedom presented.

Neste trabalho apresentamos uma investigação desenvolvida ao longo do ano de 2009 em uma disciplina de Física Básica de Eletromagnetismo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objetivo foi analisar as visões de mundo e a relação dos estudantes com o relatório tradicional e com o laboratório de ensino. Dentro desta estratégia de pesquisa foi utilizado o Vê de Gowin, um instrumento heurístico muito utilizado para explicitar o processo de produção do conhecimento. Nesse contexto ele foi utilizado em contraposição ao relatório tradicional. Entendemos por relatório tradicional aquele que os alunos já estão acostumados a realizar em semestres anteriores. A teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel foi utilizada para avaliar os roteiros já disponíveis para as atividades experimentais. Ainda nessa perspectiva, vimos a estreita relação que a teoria educativa de Gowin tem com a teoria da aprendizagem significativa, o que nos possibilitou uma visão ainda mais aprimorada dos roteiros. Destacamos que para avaliar a relação dos estudantes com as atividades experimentais, utilizamos como referencial epistemológico a contribuição de Thomas Khun. Os resultados mostram que os alunos possuem boa aceitação ao novo método de avaliação, que também conseguiu explorar de forma mais objetiva os aspectos essenciais à formação do futuro físico no que se refere ao papel da atividade experimental. Contudo, vemos que o aproveitamento dos alunos permanece constante frente à mudança avaliativa. Isto significa que a introdução do Vê não prejudica o desempenho dos alunos. Por fim, especulamos que características próprias de nossa comunidade são refletidas pelos alunos nos relatórios. / This dissertation presents a research carried out during 2009, in the discipline of Electromagnetism at introductory college level, at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. It aimed at analyzing the students’ worldviews and their reaction to the standard lab report model and to the lab classes. Within this research strategy, Gowin’s Vee, which is a heuristic instrument that can make explicit the knowledge production process, was used. In this context, this instrument was utilized as a counterpoint to the traditional lab report model. In our view, this traditional report is the one students are familiar with, since they have already made reports in previous semesters. Ausubel’s meaningful learning theory was used to evaluate the available guides for experimental activities. Under this perspective , we verified the close relationship that exists between Gowin’s educating theory and Ausubel’s meaningful learning theory, and this has provided us with a more refined view of such guides for experimental activities. We emphasize that, in order to evaluate the students’ relation with the experimental activities, we applied Kuhn’s contributions as part of the theoretical framework of this research. Findings indicate that students seem to react positively to the new evaluation method, and, moreover, that they seemed to explore in a more objective way the essential aspects related to the formation of the future physicist, in what concerns the role of experimental activity. Nevertheless, it was possible to notice that students’ performance remained constant in regard to this evaluative change. This might mean that the introduction of the Vee does not hinder students’ performance. Finally, it was explored to which extent the community’s main features were reflected on the students’ reports.

Nesta tese realizamos três trabalhos que envolvem diferentes aspectos da espectroscopia resolvida no tempo. No primeiro discutimos brevemente a teoria e as principais técnicas para a caracterização de pulsos curtos. Analisamos detalhamente uma destas técnicas e propusemos modi cações que possibilitaram o barateamento dos custos da montagem e, além disso, introduziram novas características que sanaram alguns problemas que a montagem original apresentava e que também possibilitaram uma melhor caracterização da própria técnica. Descrevemos cuidadosamente as condições que devem ser satisfeitas pela geometria dos feixes e pelos componentes da montagem para obter uma caracterização correta dos pulsos curtos. Também apresentamos o procedimento de calibração do sistema. Pulsos com diferentes tempos e funções de fase foram caracterizados e os resultados foram validados por testes de con abilidade da informação recuperada. O trabalho seguinte foi o estudo da dinâmica molecular em líquidos puros e em misturas através da técnica efeito Kerr óptico resolvido no tempo, que é uma técnica do tipo bombeio e prova não ressonante, usando um sistema laser Ti:Sa ra com pulsos de 170 fs, centrados em 800 nm. As moléculas estudadas foram o dissulfeto de carbono (CS2), benzeno (C6H6), alilbenzeno (C9H10) e o poliestireno (PS). A teoria necessária para descrever os resultados medidos foi desenvolvida no regime temporal. O modelo de Debye para a relaxação difusiva da anisotropia orientacional descreve a componente de tempos longa, acima de um picosegundo. Partindo do Hamiltoniano de interação, desenvolvemos a teoria da função resposta linear, chegando a uma expressão para a relaxação da polarizabilidade anisotrópica, necessária para descrever os tempos curtos (subpicosegundos). Além disso, a passagem para o regime espectral utilizando somente dados experimentais, ou seja, sem a necessidade de levar em conta modelos especí cos, também foi discutida. Os resultados mostram que os tempos difusivos tanto nos líquidos puros quanto nas misturas seguem a equação de Debye-Stokes-Einstein que prevê um aumento deste tempo para viscosidades maiores. Os tempos curtos são analisados em termos da componente não difusiva da resposta espectral associada à dinâmica molecular. As alterações do espectro foram quanti cadas e a explicação para as mudanças observadas foi dada em termos das con gurações estruturais de interação que levam a uma alteração do potencial intermolecular dentro do qual as moléculas executam movimentos libracionais. Por último, investigamos a questão do modelamento de pulsos de luz incoerente. Para isto trabalhamos com um laser de corante banda larga sem elemento de seleção espectral intracavidade. A técnica utilizada foi o espalhamento forçado de luz ao qual foi acoplado um modelador composto por uma grade, uma lente e uma máscara que alterava a função de fase espectral relativa entre os feixes formadores da grade transiente na amostra de interesse. Realizamos uma análise detalhada desta montagem e obtivemos expressões para ajustar os dados medidos. Os resultados mostram que a função de correlação pode ser alterada de forma especí ca através da escolha de determinadas funções de fase espectrais.

Este trabalho teve como objetivo elaborar uma unidade didática em nível de Ensino Médio sobre conceitos fundamentais de Eletromagnetismo, adequada para utilização com os métodos de ensino-aprendizagem Ensino sob Medida e Instrução pelos Colegas e implementá-la em uma turma do quarto semestre do Ensino Médio de uma escola pública de Pelotas-RS. O material desenvolvido e a escolha dos métodos de ensino foram subsidiados pelos aportes teóricos fornecidos pela Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e pela teoria Sociointeracionista de Vygotsky. As aulas foram estruturadas em 12 encontros de uma hora e trinta minutos cada um, sendo que sete desses encontros foram destinados à aprendizagem conceitual via os métodos Ensino sob Medida e Instrução pelos Colegas, três encontros para resolução de problemas numéricos tradicionais e dois encontros para aplicação do teste inicial/final. A análise dos resultados relativos a desempenho demonstra que a turma, composta por 30 alunos, obteve um ganho de aprendizagem estatisticamente significativo. Uma análise qualitativa sobre a receptividade dos alunos aos métodos de ensino apresenta resultados bastante positivos. Para o desenvolvimento da proposta foram elaborados textos de apoio, vídeos, questões conceituais e questões numéricas, um teste conceitual, um minidocumentário e um questionário de avaliação da aplicação dos métodos, que integram o produto educacional resultante deste mestrado. / This work aimed to develop a high school level didactical unit about fundamental concepts of Electromagnetism, suitable for use with two physics education research-based methods: Just-in-Time Teaching and Peer Instruction. Our proposal was implemented in a fourth semester class of a public high school, at a Brazilian city (Pelotas, Rio Grande do Sul). The teaching methods were chosen, as well the elaboration of instructional materials, based on the main principles of Ausubel´s meaningful learning theory and on Vygotsky’s social interaction theory. The didactical unit was organized in 12 meetings of one hour and thirty minutes each. Seven of these meetings were intended for conceptual learning via Just-in-Time Teaching and Peer Instruction; three meetings, to solve traditional problems and two meetings for application of a pre/post-test. The performance analysis of the 30 students enrolled in the course shows that they achieved statistically significant learning gains. A qualitative analysis of the student’s receptivity to the teaching methods showed very positive results. The instructional materials are composed of texts, videos, conceptual and numerical questions, a pre/post-test, a short documentary and a questionnaire for evaluating the application of the methods. All of these constitute the educational product resulting from this Master dissertation.

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CarlosHenriquedaSilva_D.pdf: 6145760 bytes, checksum: b129064af29e8b7052b13e0b422b299c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esse trabalho tem por objetivo desenvolver algoritmos bio-inspirados (Algoritmo Genético, Estratégia Evolutiva e Sistema Imunológico Artificial) eficientes (tempo de processamento e convergência), e flexíveis (multi-plataforma), para a otimização de dispositivos eletromagnéticos nos domínios da frequência e do tempo. Além disso, para satisfazer a demanda computacional requerida nessas otimizações, foram implementadas versões paralelas dos algoritmos bio-inspirados e do método das diferenças finitas no domínio tempo em três dimensões (FDTD 3D) para serem executados em cluster de computadores. A eficiência e flexibilidade dos algoritmos desenvolvidos foram confirmadas através da aplicação criteriosa de testes de desempenho disponíveis na literatura. Isto permitiu a proposta e simulação de novos e complexos dispositivos eletromagnéticos baseados em estruturas metamateriais / Abstract: The objectives of this work are to develop efficient (runtime and convergence) and flexible (multiplatform) bio-inspired algorithms (Genetic Algorithm, Evolution Strategy and Artificial Immune System), for the optimization of electromagnetic devices either in frequency and time domain. In addition, to satisfy the computational requirements for these optimizations a parallel version of these bio-inspired algorithms and a three-dimensional finite difference time domain (3D FDTD) were developed capable to be processed in cluster computers. The successful performance of these parallel resources was confirmed by their careful assessment through key tests available in the specialized literature. This permitted the proposal and simulation of novel and complex electromagnetic devices based on metamaterial structures / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-03-14T18:30:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luciano Dias Dos Santos Guedes - 2017.pdf: 2044209 bytes, checksum: 41ece8ee0ed9b9e36e3db5eccd6688bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-20T12:22:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luciano Dias Dos Santos Guedes - 2017.pdf: 2044209 bytes, checksum: 41ece8ee0ed9b9e36e3db5eccd6688bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T12:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luciano Dias Dos Santos Guedes - 2017.pdf: 2044209 bytes, checksum: 41ece8ee0ed9b9e36e3db5eccd6688bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / The job’s proposal of this dissertation consist in use experiments of electromagnetism made with alternative materials, along of exposed classes, with the intention of promote the integration theoretical-practice seeking the advance of apprenticeship of the contents, by part of the students. Therefore, it was built a manual with four experimental activities, for contain texts about the theoretical basis of each experimental activity and orientations about the building’s proceedings and accomplishment of experiments, as some questions to be answered by people who make use of, at the long of execution of the activities, in the perspective of integration’s promotion theoretical-practice. This job was realized with two classes of third year of the second grade in a School, in town Trindade-Go, it had been one class with twenty-two students and other with twenty-four. The present study was implemented during the first semester of 2016. The methodology of the datas incorporated communicate’s observations, traditional written tests, at the long of the semester, and a questionnaire of opinions by multiple choices. The educational’s product, in the form of experiments’ manual, it was produced as originate from this job, it can find ready for use by the teachers who are interested, with intention to help in the pedagogy’s practices. Among the gain results, the most impacted was all the students who participated in the activities, agreed with the experiments helped them to be better in the comprehension of the scientific’s ideas who were worked. / A proposta de trabalho dessa dissertação consistiu em utilizar experimentos de eletromagnetismo feitos com materiais alternativos, ao longo de aulas expositivas, com o intuito de promover a integração teórico-prática visando à melhoria da aprendizagem dos conteúdos, por parte dos alunos. Para tanto, foi construído um manual com quatro atividades experimentais, contendo textos sobre os fundamentos teóricos de cada atividade experimental e orientações sobre os procedimentos de construção e realização dos experimentos, bem como algumas questões a serem respondidas pelos utilizadores, ao longo da execução das atividades, dentro da perspectiva de promoção da integração teórico-prática. O trabalho foi realizado com duas turmas da terceira série do ensino médio de um Colégio, na cidade de Trindade, GO, sendo uma composta por 22 alunos e a outra por 24. O estudo foi implementado durante o primeiro semestre de 2016. A metodologia de tomada de dados incorporou observação participativa, avaliações escritas tradicional, ao longo do semestre, e um questionário de opinião de escolhas múltiplas. O produto educacional, na forma de manual de experimentos, foi produzido como decorrência deste trabalho, encontra-se disponível aos professores interessados, com intuito de auxiliá-los em suas práticas pedagógicas. Entre os resultados obtidos, o mais impactante foi o de que todos os alunos, que participaram das atividades, afirmaram que os experimentos os ajudaram a melhorar a compreensão dos conceitos científicos trabalhados.

Desde a sua origem nos laboratórios do Bell Labs, durante a década de 70, pinças ópticas vêm sendo investigadas, desenvolvidas e diversificadas por vários grupos nacionais e internacionais incluindo, nos últimos anos, o nosso departamento (Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação - SEL/EESC/USP) e, em particular, o Grupo de Telecomunicações a ele vinculado, com propostas de aplicações em óptica biomédica e medicina. Dada a importância deste assunto, o principal objetivo deste trabalho é estender a análise teórica de forças ópticas utilizando uma descrição simples, porém eficaz, e analítica de um feixe de Bessel truncado, isto é, gerado por abertura finita. Até onde sabemos, esta é a primeira tentativa de introduzir esta investigação dos feixes originais de Durnin na literatura, e, deste modo, temos a possibilidade de contribuir com uma análise inédita de um feixe de Bessel com características físicas reais. Com a modelagem matemática dos feixe de Bessel truncados em mãos, aplicamos o cálculo de forças nos regimes de óptica geométrica e de Rayleigh e analisamos o seu comportamento quando os feixes incidem em espalhadores dielétricos esféricos. Como resultado direto deste trabalho, publicamos dois artigos descrevendo as forças ópticas no regime de óptica geométrica e de Rayleigh que um feixe de Bessel truncado causa em uma partícula dielétrica esférica. Como resultados indiretos, publicamos dois artigos com os mesmos cálculos de forças, adotando classe de feixes chamada Frozen-Waves, que é uma superposição de feixes de Bessel de mesma frequência. / Since its origins at Bell Labs laboratories, during the 1970s, optical tweezers have been researched, developed and diversified by several research groups, both nationally and internationally, including in our department (Department of Electrical and Computing Engineering - SEL/EESC/USP), in particular the Telecom Group associated to it, with several proposals with applications of optical tweezers in different fields from medicine to biomedical optics. Given the importance of this field, our main goal is to extend the theoretical analysis of optical forces using a simplest - but effective - analytical description of truncated Bessel beams (i.e. beams that are generated by finite apertures). As far we know, this is the first attempt to introduce such analysis of the originals Durnin beams in the literature, thus, we may have the chance to contribute to an unpublished study of a truncated Bessel beam with real characteristics. With such mathematical model at hands, we calculate the forces exerted by the truncated Bessel beam in ray optics and Rayleigh regime and analyze their behavior when hits dielectric spherical particles. As direct result of this work, we have published two papers describing the optical forces in ray optics and Rayleigh regime that a truncated Bessel beam causes in a spherical dielectric particle. As indirect results, we have published two papers with the same force considerations, adopting a beam class called Frozen-Waves, which is a superposition of same frequency Bessel beams.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-28T14:31:27Z No. of bitstreams: 1 lucianamirandavieiraxavier.pdf: 351536 bytes, checksum: f476ea35c3ced7fc7f8315f85d076f6e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T21:18:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lucianamirandavieiraxavier.pdf: 351536 bytes, checksum: f476ea35c3ced7fc7f8315f85d076f6e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T21:18:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lucianamirandavieiraxavier.pdf: 351536 bytes, checksum: f476ea35c3ced7fc7f8315f85d076f6e (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nesta tese, revisa-se os principais métodos de quantização de sistemas vinculados a partir das técnicas Hamiltoniana de Dirac e Lagrangeana de Faddev-Jackiw ( sem vínculos) e sua extenção a de Barcelos Neto- Wotzasek (com vínculos), estes denominados simplesmente por Formalismo Simplético (FS). Em vista da correspondência entre os formalismos, eles serão aplicados ao Modelo de Skyrme SU(2) e ao Eletromagnetimo de Maxwell. Apresenta-se uma técnica contemporânea, que mergulha uma teoria de segunda classe em uma dual com invariância de calibre, a saber, o Formalismo Simplético de Imersão (FSI). Esse método baseia-se no FS e estende-se o espaço de configuração por meio das variáveis de Wess-Zumino. Para ilustrar esse FSI, constroi-se a eletrodinâmica de Maxwell como uma teoria de calibre, na qual as divergências clássicas não estejam presentes. Uma generalização relativística é a eletrodinâmica de Proca e de Chern-Simons, que consideram a possibilidade de existência de um fóton massivo e de um campo com alcance finito. A descrição dual reproduz o mesmo resultado encontrado na literatura através de outros métodos. Apesar da arbitrariedade dos geradores da simetria de calibre, os modos-zeros, mostram uma família de representações dinâmicas duais para o sistema em questão. / In this thesis, it will be revised the main quantization methods of constrained systems using the Dirac Hamiltonian method and Faddev-Jackiw Lagrangian techniques (without constrained), and its extension to the Barcelos Neto- Wotzasek Lagrangian method (with constrained), these known as Symplectic Formalism. Because of the correspondence among the formalisms, they will be applied of the Skyrme SU(2) model and Electromagnetism of Maxwell. It will be presented a contemporary technique that it embed a second class theory in a dual with gauge invariance, the Embedding Symplectic Formalism . This method is based on the Symplectic Formalism, it is extended the configuration space through Wess-Zumino variables. In order to illustrate this Embedding Symplectic Formalism, the Maxwell electrodynamics is built as a gauge theory, without the classic differences. A relativistic generalization is the Proca and Chern-Simons electrodynamics that consider the possibility of existence of a massive photon and a field with finite reach. The dual description reproduce the identic result reported in the literature using other methods. Although, the arbitrariness of the gauge symmetry generator, zero-mode, it reveals a family of dynamic dual representations to this system.

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T14:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LucianoPradode_D.pdf: 36412783 bytes, checksum: 0d0ea68334e1df0ae3e61e59014f3f68 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo dos efeitos dos modos espúrios na análise modal e em esquemas de propagação de feixes na modelagem de guias de onda por elementos finitos mistos. A presença dos modos espúrios no espectro das matrizes de elementos finitos é investigada e discutida a partir de uma formulação alternativa para a análise modal em guias de onda bidimensionais, onde a condição de divergente nulo é imposta inicialmente na equação vetorial de onda. Um novo esquema de propagação de feixes é proposto substituindo a componente longitudinal da equação vetorial de onda pela equação de Gauss e uma análise do efeito dos modos espúrios sobre os esquemas de propagação de feixes é realizada. Testes computacionais de convergência e estabilidade dos novos esquemas de propagação de feixes, assim como dos esquemas convencionais, são apresentados / Abstract: This work shows a study of the effects of spurious modes in the modal analysis and in beam propagation schemes based on finite element mixed for modeling bidimensional waveguides structures. The presence of spurious modes in the spectrum of the finite element matrices is investigated and discussed from an alternative formulation for modal analysis of two-dimensional waveguides, where the divergence-free condition is imposed on the vector wave equation. A new beam propagation scheme is proposed by replacing the longitudinal component of the vectorial wave equation with Gauss equation, and analysis of the effect of spurious modes on beam propagations schemes is performed. Computational convergence and stability tests for the new beam propagations schemes as well as the conventional schemes are presented / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes Hernandez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T04:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AdrianodaSilva_M.pdf: 3529460 bytes, checksum: 6c56923b440eba1f061eb8ad9e0f144f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo desenvolver um ambiente computacional livre para o software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), um simulador eletromagnético de código aberto baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (Finite-Difference Time-Domain - FDTD). Este ambiente computacional foi implementado sob o paradigma de Programação Orientada à Objetos, através da linguagem de programação Java, e estruturado em Préprocessamento (configuração do cenário da simulação eletromagnética), Processamento (aplicação do FDTD no cenário configurado) e Pós-processamento (análise e visualização dos resultados da simulação), com o propósito de prover novas funcionalidades para o Préprocessamento e o Pós-processamento do MEEP. Através do VTK (Visualization Toolkit), um software de Visualização e Computação Gráfica Tridimensional, buscou-se implementar requisitos geométricos e gráficos ausentes no Pré-processamento do MEEP com o desenvolvimento de funcionalidades para leitura de arquivos gráficos e construção de modelos geométricos de cristais fotônicos pré-definidos, e com o desenvolvimento de mecanismos eficientes de geração, interação e visualização de objetos gráficos. Utilizou-se, do VTK, funcionalidades para leituras de arquivos STL (Standard Tessellation Language) e Wavefront OBJ, ambos fornecedores de geometrias, e implementou-se um importador de arquivos CAD (Computer-Aided Design), de formato DXF (Drawing Exchange Format), que fornece dados de geometrias e de materiais. O objetivo é prover uma interface gráfica de usuário para possibilitar e facilitar, através da inserção automática e visualização de objetos gráficos, a configuração de cenários mais elaborados nas simulações eletromagnéticas, em oposição ao mecanismo de scripting em linguagens de programação específicas disponíveis nas versões atuais do MEEP. Após executar o estágio de Processamento, o MEEP gera dois arquivos de saída, ambos em formato HDF5, que representam a geometria discretizada e o resultado dos cálculos da simulação. Softwares como MATLAB®, HDFView ou H5utils (ferramenta livre desenvolvida pelo próprio grupo do MEEP) podem manipular arquivos HDF5. Entretanto, essas ferramentas carecem de funcionalidades que permitem análises mais elaboradas e detalhadas em Pós-processamento, oferecendo mecanismos muito simples e limitados para a realização de cortes em geometrias e animação de simulações. Neste sentido, objetiva-se, com este ambiente computacional, contribuir com um Pós-processamento capaz de realizar cortes através de planos posicionados, arbitrariamente, em geometrias tridimensionais simuladas e gerar animações bidimensionais de propagação de ondas eletromagnéticas em simulações bidimensionais e tridimensionais, tomando, como base, os softwares H5utils e VTK / Abstract: This work aims the development of a free computational environment for the software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), an open-source electromagnetic simulator based on Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. This computational environment has been implemented under the Object Oriented Programming paradigm using Java programming language, and it is structured in Preprocessing (configuration of electromagnetic simulation scenario), Processing (execution of the FDTD on defined scenario) and Post-processing (analysis and visualization of simulation results), with the purpose of providing new functionalities of Pre-processing and Postprocessing for the MEEP. Through the VTK (Visualization Toolkit), a 3D Visualization and Computer Graphics software system, we have implemented geometrical and graphical requirements missing in MEEP's Pre-processing with the development of features for reading graphics files and for building of geometrical pre-defined photonic crystals models, and with the development of efficient mechanisms for generation, interaction and displaying of graphics objects. We used VTK features for reading STL (Standard Tessellation Language) and Wavefront OBJ files, both suppliers of geometries, and we implemented a CAD file importer (Computer-Aided Design), based on DXF format (Drawing Exchange Format), which provides geometrical and material data. The goal is to provide a graphical user interface to enable and facilitate, through automatic insertion and visualization of graphical objects, the configuration of more elaborate scenarios in electromagnetic simulations, as opposed to the scripting engine in specific programming languages available in the current versions of MEEP. After executing the Processing stage, MEEP generates two output files, both in HDF5 format, which represent the discretized geometry and the calculation result of the simulation. Softwares such as MATLAB®, HDFView or H5utils (free tool developed by the MEEP's group) can manipulate HDF5 files. However, these tools lack features that allow more elaborate and detailed analysis in Post-processing, offering very simple and x limited mechanisms for making cuts in geometries and animation simulations. In this sense, the objective is, with this computing environment, to contribute with a Post-processing system able to perform cuts through arbitrary plans in three-dimensional simulated geometries and to generate two-dimensional animations of propagation of electromagnetic waves in two and three-dimensional simulations, based on H5utils and VTK softwares / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica