Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:49:07Z : No. of bitstreams: 1 000830162.pdf: 3520959 bytes, checksum: a003260bbe652654135bfa9142a71b88 (MD5) / Uma máquina rotativa é composta por inúmeros componentes interconectados, que atuam em conjunto e a influência mútua ocasiona uma enorme variedade de fenômenos durante seu funcionamento. Fenômenos indesejados como falhas, ou paradas inesperadas, podem ocasionar um transtorno enorme, fazendo com que se eleve a preocupação em manter esse conjunto imune de problemas. Uma das soluções para evitar tais problemas, é o monitoramento constante de máquinas para que se ocorrer alguma anomalia, possam ser tomadas decisões necessárias para que não ocorra um dano mais grave. Com isso, há a preocupação no desenvolvimento de novas técnicas de detecção e localização de falhas, onde uma delas seria a identificação de parâmetros e forças de excitação. Com o conhecimento das forças atuantes, podem-se avaliar as alterações dos esforços devido à falta de lubrificação, desgastes e variações dimensionais e/ ou geométricas dos componentes mecânicos do sistema. Neste trabalho, aplicam-se as metodologias de identificação de parâmetros através das funções ortogonais das séries de Fourier e dos Polinômios de Legendre, e o Método de discretização por elementos finitos em sistemas rotativos. Para o sistema analisado neste trabalho são utilizados elementos de viga com quatro graus de liberdade por nó, dois deslocamentos e duas rotações. Os processos de identificação, a partir destes tipos de funções ortogonais, começam com a construção de uma matriz operacional para a integração de vetores de bases ortogonais, o que permite a conversão de um conjunto de equações diferenciais em um conjunto de equações algébricas e, consequentemente, à obtenção das forças de excitação desconhecidas / Rotating machines are composed by several components which acts together causing a variety of phenomena. Undesirable phenomena as unexpected stops and failures can produce damage, this facts make engineers worry about the development of new techniques on structural health monitoring (SHM) of the whole set of components. In order to avoid severe damage, a constant monitoring of machines is usually employed. One of the new approaches on (SHM) is the identification of parameters and excitation forces. With the knowledge of the excitation forces in a rotating machine, it is possible to estimate the effort alterations caused by lack of lubrication, wear and geometrical variations in the system. In this dissertation the Fourier series and Legendre polynomials identification of parameters methods, based on orthogonal functions are used in rotating systems. These systems are discretized in beam elements in which each node have four degree of freedom: two displacements and two rotations. Force identification from this kind of orthogonal functions begins with the construction of an operational matrix for the integration of vectors from orthogonal bases, which enables a conversion of the set of key differential equations of the system by a set of algebraic equations; and then the to obtain the unknown excitation forces

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06767.pdf: 4710608 bytes, checksum: 0df801946c2e3b5907a9d77d5ff698e5 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Banca: Luiz de Paula do Nascimento / Banca: Edson Hideki Koroishi / Resumo: Uma máquina rotativa é composta por inúmeros componentes interconectados, que atuam em conjunto e a influência mútua ocasiona uma enorme variedade de fenômenos durante seu funcionamento. Fenômenos indesejados como falhas, ou paradas inesperadas, podem ocasionar um transtorno enorme, fazendo com que se eleve a preocupação em manter esse conjunto imune de problemas. Uma das soluções para evitar tais problemas, é o monitoramento constante de máquinas para que se ocorrer alguma anomalia, possam ser tomadas decisões necessárias para que não ocorra um dano mais grave. Com isso, há a preocupação no desenvolvimento de novas técnicas de detecção e localização de falhas, onde uma delas seria a identificação de parâmetros e forças de excitação. Com o conhecimento das forças atuantes, podem-se avaliar as alterações dos esforços devido à falta de lubrificação, desgastes e variações dimensionais e/ ou geométricas dos componentes mecânicos do sistema. Neste trabalho, aplicam-se as metodologias de identificação de parâmetros através das funções ortogonais das séries de Fourier e dos Polinômios de Legendre, e o Método de discretização por elementos finitos em sistemas rotativos. Para o sistema analisado neste trabalho são utilizados elementos de viga com quatro graus de liberdade por nó, dois deslocamentos e duas rotações. Os processos de identificação, a partir destes tipos de funções ortogonais, começam com a construção de uma matriz operacional para a integração de vetores de bases ortogonais, o que permite a conversão de um conjunto de equações diferenciais em um conjunto de equações algébricas e, consequentemente, à obtenção das forças de excitação desconhecidas / Abstract: Rotating machines are composed by several components which acts together causing a variety of phenomena. Undesirable phenomena as unexpected stops and failures can produce damage, this facts make engineers worry about the development of new techniques on structural health monitoring (SHM) of the whole set of components. In order to avoid severe damage, a constant monitoring of machines is usually employed. One of the new approaches on (SHM) is the identification of parameters and excitation forces. With the knowledge of the excitation forces in a rotating machine, it is possible to estimate the effort alterations caused by lack of lubrication, wear and geometrical variations in the system. In this dissertation the Fourier series and Legendre polynomials identification of parameters methods, based on orthogonal functions are used in rotating systems. These systems are discretized in beam elements in which each node have four degree of freedom: two displacements and two rotations. Force identification from this kind of orthogonal functions begins with the construction of an operational matrix for the integration of vectors from orthogonal bases, which enables a conversion of the set of key differential equations of the system by a set of algebraic equations; and then the to obtain the unknown excitation forces / Mestre

O eletrocardiograma transMITe informações com relação à passagem do pulso elétrico pelo coração e, conseqüentemente, do funcionamento deste. Desde o início da sua utilização, possibilitada pelo trabalho de Willem Einthoven criando a primeira máquina capaz de medir o pulso elétrico de forma não invasiva e com sensibilidade forte o bastante para ser capaz de produzir um gráfico proveitoso, o eletrocardiograma é muito utilizado para avaliação clínica de pacientes. Entretanto a evolução das máquinas que o descrevem não foi muito além do que o elaborado por Einthoven no início do século 20. As máquinas capazes de captar o eletrocardiograma se tornaram menores (até portáteis para algumas aplicações), gráficos passaram a ser disponibilizados em telas de vídeo (ao invés das fitas de papel) e, como maior evolução, as máquinas que observam o eletrocardiograma passaram a conseguir captar a ocorrência de um ciclo cardíaco com alta confiabilidade e, atualmente, passaram a medir também o parâmetro ST com precisão deliMITada (necessitando ajuda do operador para ajuste em alguns casos). É baseado nestes fatos que esta dissertação procura estudar algoritmos matemáticos, de forma mais focada nos modelos do impulso elétrico durante os ciclos cardíacos, e avaliar suas capacidades de interpretar parâmetros do ciclo de ECG de forma precisa e rápida para que o médico tenha prontamente os dados necessários para realizar a avaliação clínica do paciente. Em primeira análise foram estudados os algoritmos para detecção do pulso de eletrocardiograma (detecção da onda R), em seguida feito o janelamento da curva de ECG a fim de separar os ciclos cardíacos. A partir deste ponto foram analisados os modelos matemáticos gerados por equações polinomiais, Transformada de Fourier e Transformada wavelet. E, com o intuito de filtrar ruídos e gerar derivações não medidas, foi implementado um filtro de kalman em um modelo vetorial do eletrocardiograma. Para avaliar os resultados obtidos foram utilizados requisitos de desempenho declarados pelo FDA norte americano e pela norma européia IEC60601-2-51. Essas análises foram feitas através da utilização dos algoritmos gerados nas curvas provindas do banco de dados do PhisioNet. O método polinomial não foi considerado interessante na medida em que não possibilita gerar uma equação para um ciclo cardíaco, mas sim várias equações (uma para cada ponto do ciclo). Os demais métodos apresentaram melhor eficiência na medida em que foram capazes de gerar parâmetros com significado físico e possibilitando melhor caracterização de pontos importantes da curva do eletrocardiograma. / The electrocardiogram gives information related to the passage of an electric pulse through the heart and, therefore, to his state function. Since the beginning of electrocardiogram utilization, thanks to the work of Willem Einthoven building the first machine capable of measuring the electric pulse non-invasively and with sensitivity enough to be able to provide a profitable graph, it is widely used for clinical evaluation of patients. However the evolution of the machines that describes the electrocardiogram hadn´t much more advances since the elaborated by Einthoven in the beginning of the 20th century. They become smaller (even portable for some applications), the graphs are now displayed in video screens (instead of the paper strip) and, taking place as the biggest evolutions, machines that observes the electrocardiogram became able to recognize a cardiac cycle with high reliability and, more recently, became able to measure the ST parameter with liMITed precision (it needs the help of the operator to set specific measuring points in some cases). It is based in these facts that this dissertation looks for analyzing mathematic algorithms, more specifically the mathematic models of the electric impulse during the cardiac cycles, and evaluate their capacities to expound ECG parameters in a fast and reliable way in order to the physician receive promptly the data needed for his clinical evaluation of the patient. For the first step were analyzed some algorithms for electrocardiogram pulse detection (detection of R wave), in the following step were done the windowing of the ECG wave in order to separate the cardiac cycles. In this step were analyzed the mathematic models generated by polynomial equations, Fourier Transform and Wavelet Transform. And, in order to filter noises and generate leads not measure, it was implemented a kalman´s filter at a vector model. To evaluate the obtained results were used the requirements of performance given by north-american FDA and by the European rule IEC60601-2-51. These evaluations were done by executing the generated algorithms in the waves supplied by the databank PhisioNet. The polynomial method weren´t considered interesting because it weren´t able to generate an equation for the cardiac cycle, but many equations (one for each point of the cycle). The other methods showed a better efficiency since they were capable of generate parameters with physical meaning and being able to do a better characterization of the important points of the electrocardiogram wave.

Orientador: Lucio Tunes dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-06T01:09:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_AnaCarolina_M.pdf: 3666219 bytes, checksum: 1c8c0d68b9fefa425dbd20b478818406 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: É comum ser preciso reconstruir funções cujas amostras não estão numa grade igualmente espaçada. Isto é devido ao fato que alguns dos algoritmos mais usados requerem amostras em uma grade Cartesiana regular (uniforme). Portanto, é necessário fazer uma reamostragem uniforme, i.e., interpolar as amostras não uniformes em um conjunto de pontos igualmente espaçados. Neste trabalho, primeiro mostramos que o problema de reamostragem pode ser formulado como um problema de resolver um sistema de equações lineares. Uma solução para este sistema pode ser encontrada utilizando a matriz pseudoinversa, um processo que é impraticável para um número grande de variáveis. A partir de características do problema, é possível desenvolver um algoritmo melhor, o qual usa apenas um número limitado de amostras para calcular cada amostra uniforme, transformando o problema original numa seqüência de sistemas lineares com menos variáveis. O resultado final pode ser visto como ótimo e computacionalmente eficiente. Aplicações são apresentadas para demonstrar a eficiência deste método / Abstract: Its common to be needed to reconstruct functions which samples falls on a nonequally spaced grid. This is due to the fact that some of the most used algorithms require samples in a regular (uniform) Cartesian grid. Therefore, it is necessary to make an uniform resampling, i.e., to interpolate the nonuniform samples in a set of equally spaced points. In this work, it is first shown that the resampling problem can be formulated as a problem of solving a system of linear equations. A solution for this system can be found using the pseudoinverse matrix, a process that is impractical for a large number of variables. From particular characteristics of the problem, it is possible to develop a better algorithm, which only uses a limited number of samples to calculate each uniform sample, transforming the original problem into a sequence of linear systems with less variables. The final result can be viewed as both optimal and computationally efficient. Applications are presented to demonstrate the efficiency of the method / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06767.pdf: 4710608 bytes, checksum: 0df801946c2e3b5907a9d77d5ff698e5 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Ricardo Caetano Azevedo Biloti / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-13T04:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_Nadsonde_M.pdf: 846587 bytes, checksum: 2e5832c38e969f5279654b4c89da83e3 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O presente trabalho aborda os métodos de diferenças finitas com suas propriedades e aplicações. Iniciamos com uma revisão histórica, destacando alguns matemáticos que participaram do desenvolvimento da teoria de métodos de diferenças. Em seguida, apresentamos alguns modelos matemáticos compostos por equações diferenciais. Através da equação de advecção, estudamos métodos de diferenças explícitos, com especial enfoque para as propriedades de erro de truncamento, consistência, estabilidade e convergência dando ênfase ao Teorema de Lax. Estudamos a análise de Fourier e a condição de von Neumann para interpretar a amplitude, a dissipação e a dispersão das soluções numéricas. Abordamos os métodos Upwind, de Lax-Friedrichs e de Lax-Wendroff. Por fim, exemplificamos numericamente os conceitos e propriedades estudados com comparações entre os métodos, aplicados em um problema teste. / Abstract: The present work approaches finite-difference methods, their properties, and their applications. We present a historical review, including some mathematieians who participated in the development of the theory of differences. Furthermore, we present some mathematical models consisting of differential equatiolls. Through the advection equationl, we study explicit finite-difference methods, detailing their truncation error, consistency, stability and conlvergence properties. We employ Fourier analysis and the von Neumann condition to study the amplitude, dissipation and dispersion of numerical solutions. We compare three methods: Upwind, Lax-Friedrichs and Lax-Wendroff. Finally, we perform numerical tests to illustrate the concepts and properties studied in this work. / Mestrado / Analise Numerica / Mestre em Matemática

Orientadores: Eder Lima de Albuquerque, Milton Dias Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T04:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_FabianoBianchini_D.pdf: 6479680 bytes, checksum: 8e266ca04018f09d93a000cdcef1fae9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um estudo direcionado à caracterização elástica de materiais compósitos e se encontra dividido em duas partes. Na primeira é proposto o uso da série de Fourier discreta regressiva (RDFS) para a suavização dos modos próprios utilizados como dados de entrada para um método direto e não iterativo de identificação das constantes de rigidez elástica à flexão já existente na literatura e cuja solução se dá pelo método dos campos virtuais. Por envolver o cálculo de derivadas de segunda ordem, é um método muito sensível à presença de ruído. A verifica¸c¿ao foi realizada numericamente adicionando-se níveis de ruído à uma placa anisotrópica e, experimentalmente, utilizando-se uma placa de aço isotrópica e uma de carbono/epóxiortotrópica. Na segunda parte do trabalho é proposto um método, também baseado no método dos campos virtuais, para a identificação das constantes de rigidez elástica à extensão. A solução é obtida a partir das equações diferenciais que governam a vibração livre no plano de placas finas anisotrópicas e simétricas. São propostos dois grupos de campos virtuais, um de primeira e um de segunda ordem, para serem utilizados juntamente com várias combinações entre modos próprios específicos e suas respectivas freqüências naturais. A verificação do método foi realizada somente numericamente em laminados de diferentes níveis de anisotropia. De uma maneira geral, os resultados obtidos nas duas partes do trabalho foram muito satisfatórios / Abstract: In this work is presented a study on the elastic characterization of composite materials, and it is divided in two parts. In the first part is proposed the application of regressive discrete Fourier series (RDFS) to smooth mode shapes used as input data in a direct and no-iteractive identification method of the bending elastic stiffness constants already available in the literature, and whose solution is obtained by virtual fields method. It is a very noise sensitive method because it requires the computation of second-order derivatives. To assess the accuracy of the method, noise levels were numerically created to an an isotropic plate, and experimentally, were used an isotropic steel plate and an orthotropic carbon/epoxy plate. In the second part of the work, a method also based in the virtual fields method to identify the extensional elastic stiffness constants is proposed. The solution is obtained from the differential equations that govern the free-free in-plane vibration of thin symetric anisotropic plates. Two groups of virtual fields are proposed, one with first order and another with second order functions, to be used together with many in-plane mode shape combinations and their respective natural frequencies. The accuracy of this proposed identification method was carried out only numerically by using laminates having differents anisotropy levels. In general, the obtained results from the two parts of this work were very satisfactory / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Flávio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T21:00:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Sergio_M.pdf: 4024499 bytes, checksum: 621b50dee12f09a22c121b01b7c3340b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho foi utilizada uma série histórica de dados reais de danos sofridos na rede de distribuição de gás natural da concessionária Comgás, em sua área de concessão no estado de São Paulo abrangendo 177 municípios das regiões metropolitanas de São Paulo, Campinas, Baixada Santista e Vale do Paraíba. Com a análise desses dados foi observado que a ocorrência de danos na rede subterrânea de distribuição de gás natural é composta por harmônicas de diferentes frequências e amplitudes. Através da aplicação da transformada de Fourier a série histórica de dados de danos, identificou-se a presença de quatro harmônicas e seus respectivos períodos e magnitudes. De posse desses coeficientes de Fourier aplicou-se a eles a série de Fourier e construiu-se um modelo matemático que representou a função dano com um intervalo de confiança de 94% tornando assim possível prever sua intensidade no domínio do tempo / Abstract: This study used a real third party excavation damages time series data on a natural gas distribution network that belongs to Comgás in your concession area, Brazil, São Paulo state with 177 cities included in metropolitan areas as São Paulo, Campinas, Santos and Vale do Paraiba, demonstrates that this occurrence is droved by harmonic or cycled forces with different frequencies am magnitudes. Due to the application of Fourier transform at the historical damages time series data there was an identification of four harmonic forces and your periods and magnitudes. With this Fourier coefficients identified was applied to a Fourier series to model the third party damage function in time domain. This model gets a 94% of confidential interval and becomes able to prevent damages or time periods with more incidences of damages / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossetto_GustavoDalben_M.pdf: 4484828 bytes, checksum: b149e9723524115d4c39c2ea81d0c5bc (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho uma geometria simples (cavidade retangular) é usada para o estudo da metodologia aplicada na análise modal acústica. Modelos analítico e numérico são desenvolvidos para a comparação com os resultados experimentais. Três tipos de dispositivos de excitação do sistema acústico foram construídos. Um baseado num pistão conectado a um shaker, e outros dois usando um alto-falante do tipo driver. O primeiro atuador usando o driver é similar ao modelo desenvolvido por um projeto europeu, onde um tubo flexível com uma terminação instrumentada com um microfone é usado para a condução da excitação acústica. O segundo atuador baseado no uso do driver também usa um tubo flexível, mas este é instrumentado com dois microfones em sua terminação. O comportamento destes dois últimos atuadores em termos de aceleração de volume (essencial para a análise modal acústica experimental) e de potência ativa (necessária para Análise Estatística de Energia Experimental) sendo injetados no meio são investigados. A análise modal experimental da cavidade retangular é realizada e um método que utiliza a transformada de Fourier espacial multidimensional do campo de pressão medido é proposto para-a construção do campo de deslocamento de partícula para a visualização do modo acústico / Abstract: In the present work, a simple geometry (rectangular shallow cavity) is used to investigate the acoustic modal analysis methodology. Analytical and numerical models are developed for the comparison with the experimental results. Three types of excitation devices were constructed. One based on a shaker-driven piston and the other two using a driver loudspeaker. The first actuator based on a driver loudspeaker is similar to a model developed by an EEC project, where a flexible tube with a socket, instrumented with one microphone, at its termination is used to conduct the sound excitation. The second actuator based on a driver loudspeaker alse uses a flexible tube, but it is instrumented with two microphones in its socket instead of one. The behavior of these last two actuators in terms of volume acceleration (essential in the acoustic modal analysis) and active power (necessary for the Experimental Statistical Energy Analysis) being injected into the medium are investigated. The experimental modal analysis of the rectangular cavity is performed and a method using multi-dimensional spatial Fourier transforms of the array of pressure measurements is proposed for the construction of the partic1e displacement field for acoustic mode shape visualization / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica